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Gestion de la diversification Aéronautique avec la Digitalisation
Gestion de la diversification Aéronautique avec la Digitalisation
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Gestion de la diversification Aéronautique avec la Digitalisation

Aerion Supersonics’ AS2 est le tout premier avion commercial supersonique de construction privée. La société a choisi Siemens Xcelerator, ce portefeuille offre des logiciels avancés de conception et de simulation permettant d’accélérer le développement d’avions et d’atteindre des niveaux optimums de performance dans le vol et dans le suivi des opérations.

Dale Tutt, vice-président de la division Aerospace and Defense Industry pour Siemens Digital Industries Software

Dans l’aéronautique, les programmes de développement sont remis en question à chaque étape du cycle de développement et d’exploitation. Lorsqu’elles lancent un nouveau programme, les équipes officiant dans l’Aéronautique et la Défense (A&D) sont confrontées à des problèmes de planification. Quelles tâches sont nécessaires ? Combien de temps prendra chacune d’entre elles ? Combien de ressources devront être impliquées ? Si ces paramètres ne sont pas maîtrisés dès le début du programme, celui-ci ne sera pas correctement exécuté et il sera par la suite quasiment impossible de respecter les budgets et les calendriers. Trop souvent, les ressources ne savent pas répondre aux évolutions des exigences, ce qui entraîne un manque apparent de rigueur, en particulier lorsqu’une nouvelle exigence émerge et/ou si le champ d’application change. Si à cela on ajoute des systèmes électroniques et des logiciels embarqués à l’équation, la complexité augmente de manière exponentielle.

En près de 30 ans dans le développement de produits, je ne me souviens pas d’avoir vécu une époque d’une telle complexité. Les équipes A&D sont sans aucun doute confrontées à divers défis internes et externes mais cela n’empêche pas que nous vivons une période passionnantes rythmée par de grandes innovations et promesses.

Face à une telle complexité, la digitalisation devient un avantage crucial pour les programmes aéronautiques. Elle améliore la productivité en permettant de découvrir en amont quel va être l’impact des exigences spécifiques sur le processus d’ingénierie et de fabrication. Pour cela, il suffit d’utiliser un jumeau numérique et une continuité numérique de bout en bout pour avoir une bonne compréhension des produits et processus A&D. Les solutions intégrées dans une continuité numérique permettent de favoriser un processus pluridisciplinaire. Elles combinent toutes les données pertinentes afin de présenter une vision complète du produit, de la production et du processus.

Plutôt que d’être méfiant vis-à-vis de la complexité, les équipes aéronautiques ainsi que leurs fournisseurs Tier 1 devraient la considérer comme un atout concurrentiel. Les entreprises se doivent d’avancer plus vite. Elles doivent réduire leurs coûts de développement afin de diminuer les dépenses de production et d’exploitation. Mon expérience m’a montré que les entreprises performantes sont celles capables de faire évoluer rapidement leurs modèles d’entreprises et de devancer la concurrence en matière d’innovation.

La digitalisation et les continuités numériques permettent aux industriels de maîtriser la complexité, favorisant ainsi la productivité et l’innovation. La continuité numérique est un ensemble de solutions, de logiciels et de bonnes pratiques visant à garantir la visibilité, la collaboration, l’automatisation et la traçabilité. En examinant les besoins du secteur, j’ai dénombré sept domaines dans lesquels la continuité numérique peut aider à faire face à cette complexité en englobant l’ensemble du cycle de vie des produits :

Gestion des programmes
Les problèmes de planification et d’exécution des programmes engendrent des retards de planning et des dépassements de coûts importants. Cela impacte les bénéfices et la capacité d’une entreprise à investir et à décrocher de futurs programmes. Un processus homogène de planification et d’exécution est essentiel à la réussite à long terme des entreprises, car cela leur permet d’éviter ces dépassements et retards.

Pour la gestion des programmes, la continuité numérique permettrait aux équipes d’avoir une approche systémique de la planification des projets. Elle intègre les dépenses, le planning, les risques et les exigences techniques d’un programme dans une solution de gestion de coûts et de ressources entièrement planifiée.

Elle offre une solution commune et une vue intégrée de tous les domaines du programme d’une entreprise.

Ingénierie des systèmes basée sur le modèle (approche MBSE) 
Plus la complexité est grande, plus le nombre d’informations à gérer est considérable. Les anciens systèmes et processus basés sur des documents et déconnectés ne sont plus en mesure de gérer cette complexité, ce qui engendre des retards, des augmentations de coûts et des opportunités manquées, pour ne citer que quelques exemples. Les entreprises recherchent des processus basés sur des modèles pour automatiser les tâches et simplifier la gestion des données relatives aux produits et aux programmes. 
 

La continuité numérique MBSE peut permettre d’orchestrer le programme technique et son champ d’application, fournissant ainsi une plate-forme nécessaire à un développement de produits plus rapide et plus efficace, même face à une complexité croissante. En facilitant les analyses et les simulations en amont liées aux exigences et aux fonctions, les entreprises peuvent réduire le nombre de « problèmes » traditionnellement rencontrés lors de l’intégration et de l’évaluation des systèmes. L’approche MBSE aide les entreprises à passer de la modélisation initiale des systèmes à la mise en application d’une continuité numérique du cycle de vie complet du programme. Elle offre également une meilleure expérience de développement et accélère le travail des équipes A&D.
 

Conception et développement de produits 
La nécessité de concevoir et développer de nouveaux produits plus rapidement et à moindre coût pousse les entreprises du secteur de l’A&D à rechercher de nouveaux processus de conception et de production d’avions. Dans de nombreux cas, elles cherchent à adopter des processus de développement agiles. En outre, elles doivent désormais repenser leurs approches de conception de produits pour innover et collaborer plus rapidement afin de répondre à des demandes spécifiques et innovantes. À mesure que de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies sont commercialisés, les entreprises ont besoin de solutions pour les mettre en œuvre rapidement afin d’être plus compétitives en quelques semaines seulement.

La continuité numérique de la conception et du développement de produits peut instaurer une ingénierie agile dans une entreprise. Cette continuité numérique repose sur un écosystème de conception intégré et ouvert visant à accélérer le développement de produits. Pour ce faire, il s’attaque aux problèmes les plus complexes avec des solutions optimales pour les systèmes électriques, les systèmes mécaniques et l’ingénierie des performances. De plus, cette continuité numérique a la capacité de transformer les approches classiques pour y inclure de nouveaux matériaux (composites, additifs, électroniques) et des expériences utilisateur avancées (réalité virtuelle, réalité augmentée, réalité mixte). Plus qu’une simple conception 3D assistée par ordinateur, le jumeau numérique complet offre un environnement pluridisciplinaire et des optimisations en matière de conception, d’analyse et de simulation de composants électriques et électroniques, de gestion des logiciels et de simulation de la fabrication. 
 

Vérification et certification
La complexité des produits introduit de nouvelles exigences réglementaires, ce qui accroît la charge sur les entreprises pour la certification des produits, augmentant ainsi les dépassements de coûts et les retards. Pour compliquer les choses, les coûts de vérification et de certification n’ont cessé d’augmenter. Ils représentent désormais jusqu’à 75 % des coûts de développement de produits, laissant ainsi peu de place aux dépenses discrétionnaires de dernière minute dans le budget. 

La continuité numérique peut contribuer à intégrer la certification au processus global de développement de produits. Il donne aux entreprises du secteur de l’A&D un plan d’exécution de certification viable et intègre toutes les activités de certification nécessaires dans le plan global du programme. Ce fil numérique permet aux entreprises d’établir une relation de coopération avec l’autorité réglementaire. Les entreprises peuvent plus facilement impliquer les autorités dans les activités de planification, d’exécution et de contrôle grâce à un accès dédié au sein du système de gestion du cycle de vie des produits.
 

Collaboration avec les fournisseurs 
La mondialisation continue d’affecter la chaîne d’approvisionnement, les partenaires et la main-d’œuvre. Les chaînes d’approvisionnement sont souvent réparties dans le monde entier compliquant la collaboration et la gestion efficace de la chaîne d’approvisionnement. La collaboration interne au sein des équipes produits est également plus difficile car la main-d’œuvre est de plus en plus dispersée et un nombre croissant d’employés travaillent à distance. La collaboration et l’innovation sont entravées par des processus basés sur des documents ou silotés, et les certifications de produits deviennent inabordables en raison de processus inefficaces et obsolètes.

La continuité numérique pour la collaboration avec les fournisseurs peut constituer une interface entre les domaines fonctionnels et les fournisseurs, en vue d’une meilleure collaboration. Ce processus basé sur des modèles construit le jumeau numérique complet afin de relier les exigences, les sources choisies et tous les livrables du contrat, tout au long du cycle de vie des produits. Il permet la gestion des droits sur les données et la protection de la propriété intellectuelle pour les données échangées tout au long de la chaîne d’approvisionnement, n’importe où dans le monde. 

Fabrication et production
Alors que les entreprises cherchent à optimiser leurs processus de production pour améliorer la qualité et réduire les coûts, les environnements de production ont besoin de partager les données issues des processus actuels et de les transformer en informations exploitables grâce au jumeau numérique. Les entreprises recherchent un meilleur moyen de gérer les ressources et les processus de fabrication dans lesquels elles ont massivement investi, d’accélérer leur cadence de production et d’intégrer plus rapidement de nouvelles technologies ou de nouveaux concepts de fabrication.

La continuité numérique de la fabrication peut orchestrer les processus de production et apporter des données de production pertinentes à chaque étape du processus de développement de programmes. Elle utilise le jumeau numérique de la production pour prouver la viabilité conceptuelle des produits en incluant des analyses de faisabilité grâce aux simulations réalisées dès le début du processus de conception. Elle valide la faisabilité de lancement de la production d’un produit, planifie la fabrication, la mise en service virtuelle et communique rapidement les changements de conception à la chaîne de production afin de réduire les modifications.

Maintenance et assistance 
Les travaux de maintenance non planifiés représentent l’une des principales dépenses en termes de coûts opérationnels. La maintenance planifiée augmente également ces coûts. Le client final recherche des procédures de surveillance prédictive et de maintenance conditionnelle capables de réduire les coûts et l’impact sur le planning de la maintenance planifiée et non planifiée. Pour garantir la prévisibilité des coûts opérationnels, de nombreuses entreprises se tournent vers le « paiement à l’usage », ce qui exige une fiabilité supérieure et de meilleures méthodes d’estimation des coûts opérationnels.


La continuité numérique de la maintenance peut fournir aux fabricants, aux propriétaires et aux centres de maintenance un moyen de prendre en charge des produits complexes dans un environnement de gestion de services. Ce jumeau numérique peut planifier l’ensemble du système d’assistance technique, notamment l’approvisionnement en pièces détachées et les plans de maintenance liés à la configuration basée sur des modèles.

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Figure 1 : Pour faire face à la complexité croissante du secteur A&D, Siemens Digital Industries Software a mis au point sept processus de continuités numériques s’appuyant sur le portefeuille Xcelerator pour couvrir l’ensemble du cycle de vie des produits. © Siemens
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Transformer la complexité en avantage concurrentiel

Grâce à la digitalisation, les constructeurs du secteur aéronautique et leurs partenaires de la chaîne d’approvisionnement peuvent prendre de meilleures décisions en se basant sur une analyse précise grâce à la continuité numérique. Les continuités numériques répondent non seulement à la complexité accrue des programmes, mais également à l’augmentation des niveaux d’intégration. Véritables socles d’une stratégie de digitalisation, elles favorisent une meilleures exécution des programmes dans l’A&D grâce à un processus en boucle fermée, tout en favorisant un apprentissage organique dans l’ensemble de l’entreprise et/ou dans plusieurs programmes.

Il incombe aux entreprises de ce secteur d’adopter la transformation digitale. J’ai hâte de voir ce que l’avenir réserve aux entreprises et aux équipes A&D de toutes tailles qui adoptent ces continuités numériques et découvrent comment la complexité peut être un allié et non un ennemi. Mais aussi comment la digitalisation est à la base d’une innovation et d’une réussite indicibles et inimaginables.

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Dale Tutt © Siemens
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Dale Tutt est vice-président de la division Aerospace and Defense Industry chez Siemens Digital Industries Software. Il est responsable de la définition de la stratégie industrielle de Siemens et des solutions industrielles pour les clients du secteur de l’aéronautique et de la défense. 

Avant de rejoindre Siemens, Dale a travaillé chez The Spaceship Company, une société sœur de Virgin Galactic, en tant que vice-président de l’ingénierie et vice-président de la gestion des programmes, dirigeant le développement de vaisseaux spatiaux destinés au tourisme spatial. Il a dirigé l’équipe lors d’un vol spatial réussi en décembre 2018. 

Auparavant, Dale a travaillé chez Textron Aviation/Cessna Aircraft aux postes de direction des programmes et de l’ingénierie. En tant qu’ingénieur en chef et directeur du programme Scorpion Jet, il a dirigé une équipe dynamique et polyvalente pour concevoir, construire et faire voler le prototype du Scorpion Jet, du concept au premier vol, en 23 mois. Dale a également travaillé comme ingénieur chez Bombardier Learjet et au sein de la division des systèmes spatiaux de General Dynamics.

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