Logiciel d'analyse FEA et CFD : ce qu'il faut savoir avant d'acheter

L'ingénierie assistée par ordinateur (IAO) est une discipline puissante qui permet aux ingénieurs de concevoir, d'analyser et d'optimiser des systèmes et des structures complexes avec plus d'efficacité et de précision. Elle a révolutionné la pratique de l'ingénierie et restera un élément essentiel du processus d'ingénierie à l'avenir. Si vous souhaitez intégrer un logiciel d'analyse par éléments finis (AEF) ou de dynamique des fluides numérique (DFN) à l'interne, voici quelques points à connaître avant de l'acheter.

Vous n'achetez plus CAE juste pour vous.

Quelle physique est la plus préoccupante pour votre développement de produits ? D'autres départements ou équipes pourraient-ils bénéficier d'un type d'analyse différent de celui sur lequel vous vous concentrez ? Les projets à venir pourraient-ils nécessiter un type d'analyse différent ? Autrefois, chaque équipe pouvait résoudre ces questions elle-même, et sa productivité globale était optimale. Ce n'est plus nécessairement le cas aujourd'hui.

Voici quelques exemples d'analyse. Votre portefeuille de logiciels d'IAO les couvre-t-il tous ?

• Mécanique des structuresContrainte, déformation, contact, vibration et acoustique, durabilité, etc.
• Mécanique des fluides: Mécanique des structures Comportement des fluides et optimisation des écoulements.
• Injection en plastique: Remplir, emballer, refroidir, déformer, surmouler et plus encore.
• ÉlectromagnétismeAntennes, micro-ondes et RF, EM biologique, optique, EDA/électronique, EMC/EMI, dynamique des particules, etc.
• Dynamique multicorps: Mouvements et chargement de systèmes composés de corps rigides ou flexibles, d'articulations et d'éléments de force.

Les principales solutions de l'industrie de l'IAO se sont consolidées, et tout logiciel de simulation fait maintenant probablement partie d'un environnement logiciel plus vaste. En connaissant les besoins de simulation de l'entreprise, vous pouvez choisir une gamme de solutions unique qui répond aux besoins de tous.

Bien qu'avoir un seul fournisseur pour de nombreux produits puisse permettre d'économiser de l'argent et d'accélérer et de simplifier les achats, le principal avantage permanent est la productivité.

Le 3DEXPÉRIENCE L'environnement logiciel offre des expériences utilisateur très similaires pour les analyses structurelles et d'écoulement de fluides, ce qui facilite la prise en main de l'un une fois que vous connaissez l'autre.

L'accumulation de multiples solutions spécialisées complètement différentes est une chose avec laquelle de nombreux ingénieurs ont appris à vivre, mais ce n'est plus la réalité nécessaire (et la source de maux de tête) qu'elle était autrefois.

Un environnement logiciel holistique que tout le monde peut utiliser offrira une interopérabilité, des flux de travail connectés, des données partagées, un transfert de formation et de nombreux autres avantages.

Le changement est inévitable et vous pouvez vous y préparer.

Au fil du temps, les industries et les produits qu'elles utilisent évoluent. Pour s'adapter, vos compétiteurs innoveront et amélioreront leurs outils et leurs processus. Comment comptez-vous réagir ? Lors du choix d'un outil d'analyse ou d'un environnement IAO, il est essentiel de planifier les trajectoires de croissance que vous souhaitez exploiter dans les années à venir.

SOLIDWORKS Simulationest extrêmement épuré et offre une commodité inégalée aux concepteurs. Sera-t-il compatible avec l'analyse par éléments finis que vous souhaitez réaliser dans cinq ans, ou devrez-vous acquérir un autre outil et vous former à son utilisation ?

Il peut s'agir d'une croissance des capacités, des flux de travail interdépartementaux, du débit brut et de la taille du modèle pour les solveurs, etc. Différents outils de simulation commenceront et se termineront à différents endroits du spectre et, par conséquent, prendront en charge différentes ambitions.

Privilégiez dès maintenant des outils abordables et efficaces (logiciels et matériels), avec des mises à niveau simples pour le moment. Cela permet d'éviter les situations où le changement nécessaire (par exemple, une nouvelle physique, une adoption plus large des outils ou un flux de travail plus avancé) devient inutilement difficile en raison des limites du produit ou du processus. Recommencer avec une nouvelle implémentation, une nouvelle formation ou un achat de matériel imprévu pourrait s'avérer un véritable obstacle.

À l'ère du Cloud et du SaaS, les coûts du matériel CAE sont un problème soluble.

Dans le passé, les outils d'IAO avancés nécessitaient du matériel informatique haut de gamme, nécessitant souvent des licences logicielles supplémentaires et un soutien informatique continu. Une telle structure de coûts ne convient qu'aux entreprises dont la disponibilité des outils en question est très élevée. Cependant, ce n’est pas la seule option pour le calcul CAE aujourd’hui.

Bien qu'il soit utile d'acquérir une compréhension approfondie des besoins informatiques des simulations que vous avez l'intention d'exécuter, votre fournisseur de logiciels peut vous aider, peut-être même en exécutant des tests de performance. Une fois que vous savez à quel point vos simulations prévues sont exigeantes et à quelle fréquence vous les exécuterez, vous pouvez trouver un moyen rentable de les réaliser en utilisant deux solutions souvent liées : les services de calcul infonuagique et les licences de calcul à durée déterminée.

L'outil de simulation que vous avez choisi peut offrir des services de calcul infonuagique officiels ou non, ce qui vous évite d'avoir à acquérir un système HPC à un coût initial élevé et de le faire fonctionner malgré les frais de service et de personnel informatique. L'accès à des systèmes HPC dans le nuage peut élargir considérablement le champ de la simulation pour les petites entreprises, voire les entrepreneurs individuels. Cela peut toutefois nécessiter une discussion sur la politique informatique de votre organisation concernant les données stockées dans le cloud.

3DEXPÉRIENCE STRUCTURELLEest l'une des nombreuses solutions FEA de Dassault Systèmes où les utilisateurs peuvent payer le temps de résolution à l'heure, soit localement, soit sur leurs serveurs infonuagiques officiels.

L'accès à l'infonuagique (et parfois au calcul sur place) est possible grâce à l'achat d'heures de calcul plutôt qu'à l'accès illimité traditionnel. Cet accès au solveur, à durée limitée et à la carte, est idéal pour répondre aux besoins imprévisibles et fluctuants en ressources de calcul IAO et permet aux entreprises d'optimiser simultanément le débit et les coûts de simulation.

Le matériel infonuagique et les licences à durée déterminée peuvent également s'avérer très avantageux en cas d'imprévus. Imaginons qu'une baisse de performance inattendue laisse un serveur HPC sur place de 100 000 $ (et ses licences de calcul) inactif pendant deux mois. À l'inverse, une occasion commerciale soudaine pourrait exiger un débit d'analyse extrême (par exemple, des modèles extrêmement volumineux, de nombreuses variantes de conception, des simulations de plans d'expérience) pendant plusieurs mois. Ce serait un cas idéal pour un achat à court terme d'heures de calcul sur un nuage IAO.

Les besoins de simulation et les conditions commerciales peuvent être difficiles à prévoir, c'est pourquoi une solution d'achat flexible peut à la fois éliminer le gaspillage et permettre de nouvelles capacités.

Les problèmes d'intégration peuvent constituer un sérieux frein à la productivité à long terme.

Nous avons déjà discuté de la recherche d’un environnement logiciel de simulation pour l’ensemble de l’entreprise plutôt que de solutions individuelles, mais le sujet peut s’étendre au-delà des seuls outils CAE.

Avoir vos outils de CAO, d'IAO et de PLM provenant du même développeur est le scénario idéal, car cela permet un cycle itératif d'analyse de conception fluide. Des cadres collaboratifs et des sources de données partagées, avec un minimum d'outils et d'étapes dans vos processus, peuvent vous faire gagner un temps précieux et éliminer les risques d'erreur. De plus, les intégrations entre solutions peuvent se compliquer, voire échouer. Par exemple, lors des mises à jour annuelles des logiciels de CAO, il arrive que les outils d'intégration tiers ne fonctionnent pas correctement, voire pas du tout.

L'intégration complète CAO-IAO-FAO-PLM peut être particulièrement utile pour les outils d'optimisation de conception guidés par FEA ou CFD.

À titre d'exemple, lorsque vous importez une conception dans un outil d'analyse déconnecté, vous devrez peut-être exporter un fichier STEP à partir de votre logiciel de CAO et l'importer comme géométrie muette dans votre logiciel d'analyse. Une fois le maillage et l'analyse exécutés, il est probable qu'une autre itération soit effectuée avec des changements de géométrie.

À ce stade, si vos outils ne partagent pas la CAO native, vous devrez retourner à votre logiciel de CAO, effectuer les modifications, exporter STEP, importer la géométrie non structurée, le maillage, puis relancer l'analyse. Imaginons que vous effectuiez en moyenne huit itérations par projet d'analyse, chaque itération prenant une heure. Si vous n'exécutez qu'un seul projet par mois, c'est plus de deux semaines par analyste et par année, gaspillées simplement parce que vos logiciels ne communiquent pas. L'alternative dans un environnement connecté CAO-IAO est de mettre à jour les modèles en un clic. Si les modifications sont suffisamment minimes, l'analyste pourrait ne pas avoir à faire de configuration manuelle.

En fin de compte, si vous envisagez d’ajouter un logiciel, il vaut la peine d’envisager une solution qui peut s’intégrer à l’ensemble du cycle de vie du produit si possible.

Vous pouvez bénéficier des avantages du logiciel CAE sans l’acheter.

L'achat, l'équipement et la formation à l'utilisation d'un logiciel CAE ne sont pas les seuls moyens d'en tirer parti.

Si l'entreprise n'est tout simplement pas prête à assumer cette responsabilité ou a un besoin très immédiat, conseil en simulation  peut-être la réponse. En utilisantservices de simulationpeut avoir un meilleur rendement du capital investi que l’achat d’une solution logicielle complète qui ne sera pas utilisée de manière cohérente.

L'équipe des services de simulation de GoEngineer peut apporter des outils d'analyse avancés à tout le monde.

Cependant, si l'analyse est utilisée plusieurs fois par année, il est probable que vous obteniez un rendement du capital investi significatif en internalisant cette capacité. Ce rendement du capital investi augmente à mesure que les utilisateurs internes se familiarisent avec l'analyse et que l'utilisation augmente. Même après avoir intériorisé la majeure partie de l'analyse, il est courant de faire appel à des services d'IAO pour des augmentations de débit à court terme et des projets spéciaux.

Le rendement du capital investi de la simulation prend plusieurs formes.

Établissons une analyse de rentabilité pour l'investissement. Les avantages de la simulation peuvent inclure :

• Des conceptions plus performantes
• Itération de conception plus rapide et plus percutante
• Fabrication moins coûteuse à performances équivalentes
• Phase de prototypage physique plus courte et moins coûteuse
• Certification et approbation réglementaire plus rapides
• Avantage du premier arrivé sur le marché
• Amélioration de la durée de vie, de la sécurité et de la réputation du produit
• Meilleure utilisation des heures de travail des ingénieurs

Une simulation insuffisante ou désuète peut être vécue comme l'inverse de cette liste : manque d'amélioration dans la refonte des produits, itération de conception lente et improductive, coûts de fabrication en hausse, prototypage coûteux et long, arrivée tardive sur le marché et temps perdu par un ingénieur sur un travail fastidieux.

Il est important de réévaluer régulièrement l’utilisation de la simulation par une entreprise, car à mesure que les outils FEA et CFD s’améliorent, tout outil ou processus éprouvé peut perdre en compétitivité.

• Étude de cas suggéréeDécouvrez comment l'entreprise de conception d'emballages Teckdes a utilisé des outils de simulation et des flux de travail modernes pour arriver sur le marché plus rapidement et à moindre coût.

• Étude de cas suggéréeDécouvrez comment la firme d'ingénierie Extreme Analyses Engineering réduit de moitié le temps nécessaire au développement de pièces de montagnes russes grâce à la conception intégrée, à la simulation et au PLM.  

Tout le monde n'offre pas les mêmes options de soutien et de formation.

Il existe plusieurs excellents solveurs sur le marché, mais en fin de compte, seuls les utilisateurs expérimentés peuvent obtenir de bons résultats. Il est donc essentiel de s'assurer que vos utilisateurs sont bien formés et à l'aise avec leurs outils, ce qui peut être obtenu grâce à la formation et au mentorat. Il existe de nombreux types de formation, tels que des modules d'auto-apprentissage sur demande, des cours dirigés par un formateur et des formations sur mesure.

Votre fournisseur de logiciels offre-t-il des cours en ligne ? Dispose-t-il de centres de formation près de chez vous ? Peut-il se rendre à vos bureaux ? Dispose-t-il de suffisamment d'instructeurs qualifiés ? Peut-il créer un cours spécialement pour vous ?

Les réponses à ces questions varient selon les fournisseurs ; il est donc important de les poser. Outre la formation, le mentorat est un atout précieux offert par certains fournisseurs de logiciels. Il nécessite la présence d'ingénieurs qualifiés pour apporter une attention personnalisée et continue à leurs clients. Son existence n'est donc pas garantie.

Les certifications sont excellentes, mais une expérience récente et concrète avec des outils d’analyse est une bonne indication de la capacité à soutenir l’achat d’un logiciel CAE.Questions spécialisées difficiles, validation/corrélation et développement de nouvelles méthodologiesconstituent une partie importante de la réalisation de simulations sérieuses que tout le monde ne peut pas gérer, donc si votre fournisseur de logiciels a ungrande équipe de conseil CAE avec une expérience diversifiée, ils sont plus susceptibles d'être prêts pour cela.

Prochaines étapes

Notre Guide d'achat Abaquset Guide d'achat de la suite CST Studio Nous répondons à de nombreuses questions fréquentes sur le logiciel, le processus d'achat, l'emballage, les licences, les fonctionnalités infonuagiques, etc. Si vous voulez parler directement à quelqu'un, n'hésitez pas à nous contacter. Contactez-nous.

Un merci spécial à l'auteur contributeur : Marcel Ingles, ingénieur principal, Simulation chez GoEngineer

Articles connexes

SOLIDWORKS Simulation vs Abaqus : quand faut-il faire une mise à niveau ?

Le guide ultime de l'informatique Abaqus

Abaqus et CATIA maintenant disponibles sur GoEngineer : PAS seulement pour les entreprises !

Dynamique des fluides numérique (CFD) : applications et solutions

VOIR TOUS LES ARTICLES