Qu'est-ce que l'ingénierie assistée par ordinateur ?
Également connue sous le nom d'IAO, l'ingénierie assistée par ordinateur est un terme utilisé pour décrire le processus de mise sur le marché d'un produit. Elle fait référence à toutes les étapes du processus d'ingénierie d'un produit, de la conception initiale aux phases de développement, aux essais d'un produit à l'aide de simulations et, enfin, à la planification de la fabrication du produit.
L'ingénierie assistée par ordinateur est utilisée en combinaison avec la CAO, le logiciel de conception assistée par ordinateur, et diverses disciplines d'ingénierie telles que l'analyse par éléments finis, la dynamique des fluides numérique, la dynamique et la cinématique multicorps, et la fabrication assistée par ordinateur.
Pratiquement toutes les grandes industries imaginables utilisent l'ingénierie assistée par ordinateur pour affiner leurs produits. L'IAO est utilisée pour développer des automobiles, des avions, des produits domestiques, de l'électronique et des équipements médicaux. Dans le processus d'IAO, un concepteur crée un dessin d'ingénierie assistée par ordinateur très détaillé que les ingénieurs utilisent ensuite pour affiner la conception, la tester à l'aide de modèles 3D rendus numériques, puis mettre au point un processus efficace de fabrication.
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Comment fonctionne l'ingénierie assistée par ordinateur ?
Avant l'avènement de l'ingénierie assistée par ordinateur, le développement de produits était un processus long et laborieux.
L'ingénierie assistée par ordinateur a radicalement changé la façon dont nous développons les produits. Les concepteurs peuvent utiliser des logiciels de conception graphique CAO et de conception mécanique CAO pour créer des modèles de produits qui peuvent être facilement et rapidement modifiés. Les logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur peuvent être utilisés pour tester des modèles 3D réalistes sans qu'il soit nécessaire de construire des prototypes physiques coûteux. Les simulations numériques permettent aux parties prenantes de prendre des décisions plus éclairées sur les matériaux, les pièces et les composants plus tôt dans le processus de conception.
La précision des programmes de conception assistée par ordinateur et des logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur réduit considérablement la probabilité d'erreurs manuelles. Les processus automatisés signifient que les conceptions peuvent être modifiées en moins de temps et partagées plus facilement entre collègues. L'ingénierie assistée par ordinateur permet d'obtenir un produit de meilleure qualité qui peut être mis sur le marché en moins de temps et pour moins d'argent.
Quelles sont les phases d'une tâche d'ingénierie assistée par ordinateur ?
There are four major stages involved in the computer-aided engineering process: the pre-processing stage, the analysis stage, the post-processing stage, and the final decision-making stage.
Prétraitement
Au cours de cette étape, le concept initial du produit est produit et défini. Un modèle 3D est créé à l'aide de programmes de conception assistée par ordinateur. Les ingénieurs décideront des contraintes environnementales et des autres facteurs auxquels le modèle sera soumis au cours de la phase d'analyse.
Analyse
Les ingénieurs utilisent des programmes de conception assistée par ordinateur puissants et très sophistiqués pour tester le modèle de produit en 3D et analyser les résultats. Ce processus est souvent réalisé à l'aide d'un logiciel d'IAO basé sur le cloud qui dispose d'une grande puissance de calcul.
Post-traitement
Lorsque la phase de prototypage et d'analyse est terminée, les ingénieurs doivent passer à la phase de post-traitement. Il s'agit de visualiser l'aspect final du produit et d'analyser les résultats des tests de simulation afin de déterminer la méthode de fabrication optimale.
Prise de décision
À ce stade, les parties prenantes doivent décider si des modifications finales doivent être apportées à la conception, si une nouvelle étape d'analyse est nécessaire ou si elles peuvent passer à la dernière étape du processus de développement et autoriser la fabrication du produit.
Quels sont les domaines couverts par l'ingénierie assistée par ordinateur ?
L'objectif principal du processus d'ingénierie assistée par ordinateur est de définir clairement et de tester les propriétés physiques d'un produit. Les ingénieurs et les concepteurs cherchent à déterminer la combinaison la plus efficace, la plus robuste et la plus durable de matériaux, de composants, de pièces et d'assemblages. Pour ce faire, ils font appel à diverses disciplines.
Analyse par éléments finis - FEA
L'analyse par éléments finis est une méthode analytique utilisée pour déterminer comment un modèle de produit réagira à des contraintes réelles et à des facteurs environnementaux tels que la chaleur et les vibrations.
Dynamique des fluides numérique - CFD
Souvent utilisée pour déterminer l'aérodynamisme des avions ou des véhicules, la dynamique des fluides informatique est l'étude de la manière dont un liquide ou un gaz s'écoule autour ou à travers un objet.
Dynamique et cinématique des corps multiples - MBD
La dynamique et la cinématique multicorps est une analyse de la manière dont toutes les articulations qui relient les pièces et les composants d'un produit fonctionnent en conjonction les unes avec les autres.
Méthode des éléments de frontière - BEM
La méthode des éléments de frontière est une technique de modélisation numérique utilisée pour résoudre des problèmes d'ingénierie impliquant des frontières physiques complexes. Elle est souvent utilisée pour affiner les équipements électriques tels que les antennes.
Simulation d'un système mécatronique - IAO 1D
Une simulation de système mécatronique analyse les systèmes d'un produit et leur performance multidisciplinaire. Elle permet de déterminer la combinaison optimale des systèmes hydrauliques, mécaniques, électriques ou pneumatiques.
Simulation d'événements mécaniques - MES
La simulation d'événements mécaniques est une méthode d'analyse des contraintes qui combine la dynamique des corps rigides et flexibles avec la dynamique cinétique. Elle vise à déterminer comment les composants réagissent sous l'effet d'une contrainte.
Fabrication assistée par ordinateur - FAO
La fabrication assistée par ordinateur fait référence aux outils et aux processus contrôlés par un logiciel pour fabriquer des composants et des pièces de haute précision. Les techniques d'ingénierie CAD CAM peuvent également être utilisées pour optimiser les processus de fabrication, les besoins de stockage et les éléments logistiques.
Comment cette analyse permet-elle de concevoir de meilleurs produits ?
Les techniques d'ingénierie assistée par ordinateur analysent chaque étape du cycle de développement du produit afin de déterminer les méthodes de production les plus efficaces et les plus rentables. Le résultat final est un produit de haute qualité qui peut être fabriqué à moindre coût et mis sur le marché rapidement.
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Contenu relatif à l'ingénierie assistée par ordinateur
Quels sont les avantages de l'IAO ?
L'ingénierie assistée par ordinateur réduit l'argent, le temps et les ressources nécessaires au développement, aux essais et à la fabrication d'un produit.
L'utilisation d'un modèle 3D généré par CAO permet aux ingénieurs d'effectuer des tests et des simulations des propriétés physiques du produit sans avoir à construire un prototype physique. Les décisions de conception peuvent alors être prises sur la base des résultats de l'analyse. Grâce au dessin technique assisté par ordinateur, l'impact de la modification d'un paramètre est plus visible. Cela aide les ingénieurs et les décideurs à gérer les risques, car ils peuvent immédiatement déterminer les implications de chaque décision.
Les problèmes potentiels peuvent être identifiés et résolus dès le début du processus de développement du produit. Les ingénieurs peuvent rapidement et à moindre coût revoir la conception d'un produit pour qu'il réponde aux exigences souhaitées.
L'ingénierie assistée par ordinateur permet d'éviter la surutilisation des ressources dans le processus de développement du produit. Elle fournit des informations essentielles sur la manière dont les matériaux, les pièces et les composants fonctionnent ensemble et réagissent aux environnements réels.
Quels sont les inconvénients de l'IAO ?
Si l'ingénierie assistée par ordinateur présente de nombreux avantages, elle présente également des inconvénients. Les logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur nécessitent une puissance de calcul considérable, de sorte que les systèmes sur site peuvent être coûteux à installer et à exploiter.
Les techniques d'ingénierie assistée par ordinateur exigent également que les ingénieurs connaissent exactement les conditions auxquelles le produit sera exposé (contraintes thermiques, mécaniques et autres) afin de les reproduire à l'aide du logiciel. Les logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur pouvant être compliqués, le personnel peut avoir besoin d'une formation intensive pour les utiliser.
Dans quels secteurs utilise-t-on l'ingénierie assistée par ordinateur ?
L'ingénierie assistée par ordinateur est le plus souvent associée à l'industrie automobile, où elle est utilisée pour les essais de sécurité (essais de collision), les essais de performance (moteur et rendement énergétique) et l'aérodynamique. Cependant, l'ingénierie assistée par ordinateur est également largement utilisée dans de nombreux autres secteurs.
L'industrie aérospatiale développe des avions, des engins spatiaux et des systèmes de missiles à l'aide de l'ingénierie assistée par ordinateur. Les ingénieurs civils utilisent l'ingénierie assistée par ordinateur pour simuler les effets des tremblements de terre, du vent et de la température sur les bâtiments. Les ingénieurs biomédicaux développent des implants et des prothèses et étudient les virus et les systèmes biologiques à l'aide de logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur. L'industrie manufacturière utilise des logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur pour réduire les défauts, améliorer les processus et réduire les coûts.
L'avenir de l'ingénierie assistée par ordinateur
Les progrès de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique des logiciels de CAO auront un impact sur la manière dont l'ingénierie assistée par ordinateur sera utilisée à l'avenir. Ces technologies permettront de mettre au point des processus automatisés pour accélérer les délais de fabrication.
Le prototypage et les essais seront améliorés par la réalité virtuelle et la réalité augmentée. On s'attend à une utilisation accrue des solutions basées sur le cloud, afin que les petites entreprises puissent accéder à de puissantes solutions d'ingénierie IAO sans avoir besoin d'une infrastructure coûteuse.
Ingénierie assistée par ordinateur - Conclusion et perspectives
L'ingénierie assistée par ordinateur utilise des simulations et une fabrication CAO très précises pour développer des produits moins coûteux à fabriquer, plus durables, plus efficaces et d'une qualité globale supérieure. Elle a remplacé la méthodologie antérieure, coûteuse et chronophage, qui consistait à créer et à répéter manuellement des conceptions et des prototypes.
La technologie progressant à un rythme rapide, l'ingénierie assistée par ordinateur continuera certainement à être un élément crucial dans la manière dont les ingénieurs et les concepteurs développent les produits de l'avenir. À mesure que nous avançons, l'ingénierie assistée par ordinateur nous fournira les solutions dont nous avons besoin pour relever les défis de l'ère moderne.
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De nombreuses entreprises éprouvent des difficultés à accéder aux logiciels de conception CAO/FAO dont elles ont besoin en raison du coût de la mise en place de l'infrastructure informatique requise. Dassault Systèmes a cherché à fournir une solution qui libère les entreprises des contraintes des systèmes informatiques traditionnels. À cette fin, nous avons développé la plateforme innovante 3DEXPERIENCE.
La plateforme 3DEXPERIENCE est un environnement numérique basé sur le cloud où les concepteurs et les ingénieurs peuvent collaborer, communiquer et stocker leur travail en toute sécurité. L'exploitation de la puissance du cloud signifie que vous pouvez accéder à une gamme de puissants logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur à partir de n'importe quel appareil.
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Avec une expérience de plus de quarante ans, nous sommes connus depuis longtemps pour l'impact que nos produits révolutionnaires, tels que SOLIDWORKS et CATIA, ont eu sur les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, de la construction, de la fabrication et de l'ingénierie.
Nos produits ont été utilisés par de grandes entreprises et des concepteurs et ingénieurs innovants du monde entier pour réduire les temps de développement, diminuer les coûts de fabrication et fabriquer des produits plus durables.
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Questions fréquemment posées
Fabrication de CAO et apprentissage automatique Les logiciels de CAO tels que CATIA et SOLIDWORKS de Dassault Systèmes sont couramment utilisés pour l'ingénierie assistée par ordinateur.
Les logiciels d'ingénierie assistée par ordinateur peuvent être très gourmands en ressources, leur installation est coûteuse et leur utilisation nécessite une formation avancée. Pour résoudre ces problèmes, de nombreux concepteurs et ingénieurs se tournent vers les solutions basées sur le cloud fournies par la plateforme 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes.
Il est généralement admis qu'un expert en ingénierie assistée par ordinateur possède au moins une licence dans un domaine pertinent ainsi qu'une expérience dans l'industrie. En outre, il arrive souvent qu'un ingénieur ou un concepteur ait besoin d'une formation spécialisée dispensée par le développeur du logiciel pour maîtriser l'utilisation d'un logiciel d'ingénierie assistée par ordinateur.
L'ingénierie assistée par ordinateur permet aux ingénieurs d'identifier et de résoudre les problèmes de conception dès le début du processus de développement du produit et permet d'effectuer des itérations de conception rapidement et de manière rentable. Elle élimine le besoin de prototypes physiques et peut être utilisée pour optimiser le processus de fabrication, réduisant ainsi le temps de mise sur le marché et les coûts de développement globaux.
La conception assistée par ordinateur (CAO) et l'ingénierie assistée par ordinateur (IAO) sont deux processus distincts mais liés au sein du cycle de développement des produits.
La CAO est principalement axée sur la création et la conception de modèles 2D ou 3D de produits ou de structures. Elle implique le dessin et la modélisation d'un produit, où les ingénieurs peuvent visualiser, manipuler et optimiser la conception. Parmi les outils de CAO les plus répandus, citons SOLIDWORKS, CATIA et AutoCAD.
D'autre part, l'IAO consiste à analyser et à tester les modèles de CAO en utilisant des principes d'ingénierie. Il s'agit notamment de simuler des conditions et des contraintes réelles sur le modèle afin d'évaluer ses performances et d'identifier d'éventuels défauts de conception. L'IAO n'est pas une continuation de la CAO, mais plutôt une phase distincte qui s'appuie sur les modèles de CAO.