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Les modèles 3D numériques peuvent vérifier la fonctionnalité de la conception ainsi qu’aider à la formation des opérateurs sur les nouvelles machines, dispositifs ou complexes de production entiers à l’avance. Si ces modèles sont tenus à jour, ils peuvent également être utiles en situation réelle et à des fins de maintenance. Ils peuvent aussi servir lors d’optimisations ultérieures ou de modifications subséquentes.
Les machines de production modernes et les lignes de production ou processus de production automatisés représentent des systèmes hautement complexes avec des conceptions, des réalisations, ainsi qu’une gestion et un système de commande associés compliqués. Même les conceptions initiales de tels systèmes sont grandement facilitées grâce aux modèles numériques qui, selon leur niveau de détail, peuvent simuler l’agencement physique des machines individuelles et tester leur interaction mutuelle et leur système de commande via toutes les interfaces d’entrée et de sortie. Un modèle véritablement détaillé permet d’éviter de nombreux risques potentiels lors de la conception de nouvelles technologies et de l’innovation des technologies existantes. Un modèle conçu de manière appropriée peut également aider à vérifier que la technologie proposée répond aux réglementations et directives nécessaires en matière de sécurité de la production.
Comment un modèle est-il créé ?
Tout comme les conceptions architecturales ou les conceptions d'intérieur, la modélisation 3D des machines de production utilise des modèles préfabriqués de machines, ainsi que diverses bibliothèques d'éléments supplémentaires. Nous savons par la pratique quotidienne qu'aujourd'hui, de nombreux fabricants considèrent les modèles numériques de leurs produits comme acquis. Ces composants individuels peuvent ensuite être disposés et interconnectés mutuellement exactement de la même manière qu'ils sont censés interagir dans le monde réel par la suite. Un tel modèle 3D représente donc un jumeau numérique du processus réel et peut être connecté à la fois à un système de commande simulé ou réel. Le modèle peut même inclure des éléments de commande, tels que des panneaux opérateur entièrement fonctionnels.
Tous les composants du modèle ne doivent pas nécessairement être réalisés avec le même niveau de détail – il est important de se concentrer sur les pièces les plus importantes et critiques du processus de production, là où des problèmes peuvent survenir et qui offrent le plus de marge d'optimisation. Si nous créons un nouveau modèle et qu'il est nécessaire d'intégrer une technologie existante (telle que des machines, des lignes ou des processus de production existants) pour laquelle nous n'avons pas de modèle adapté, il existe plusieurs voies possibles. En plus de créer un jumeau numérique complet, nous pouvons également choisir de limiter le modèle de la machine ou du dispositif à une simple approximation en signalant les différents états de la machine.
Simulation de production et formation des opérateurs
Outre l'utilisation susmentionnée d'un modèle 3D dynamique à des fins de conception du système, le modèle, à condition qu'il soit suffisamment fidèle, peut également être utilisé pour accélérer la formation nécessaire des opérateurs de nouvelles machines de production en permettant de commencer la formation bien avant l'installation physique de la technologie. De plus, les modèles numériques peuvent non seulement simuler des opérations standard, mais aussi induire divers états et scénarios, tels que des dysfonctionnements. À l'instar des pilotes d'avions de transport, le personnel qui exploite la ligne de production peut donc bénéficier de nombreuses heures de formation pratique sur un simulateur avant même de commencer à utiliser la technologie réelle.
Modèle numérique et fonctionnement réel
Les modèles numériques ne doivent pas non plus devenir inutiles dès que la technologie est mise en œuvre. Le modèle peut être utilisé pour simuler divers états, y compris, par exemple, les arrêts et la maintenance, pour fournir des formations continues aux opérateurs et, surtout, pour optimiser par la suite des parties individuelles du processus de production ou des modifications supplémentaires. Dans ce cas, il est nécessaire de maintenir le modèle à jour afin qu'il reflète l'état réel actuel du processus simulé.
Les modèles numériques des machines de production sont aujourd'hui monnaie courante, par exemple dans l'industrie automobile, où ils sont utilisés pour la modélisation détaillée des processus individuels sur les lignes de production. L'objectif est d'obtenir un degré de contrôle beaucoup plus élevé sur le processus de production, où chaque petit défaut d'efficacité ou temps d'arrêt entraîne des pertes financières majeures. La modélisation et la simulation sont également utiles dans les processus de production potentiellement dangereux, où des procédures précises et des mesures de sécurité doivent être observées. Cependant, même un modèle avec un niveau de détail rudimentaire peut être utile. Par exemple, si une petite entreprise prévoit d'étendre sa production, un modèle de base peut très facilement aider à déterminer les capacités et les ressources dont l'entreprise aura besoin pour concrétiser ce plan. Il est donc toujours nécessaire de considérer l'objectif du modèle 3D à l'avance et d'investir en conséquence.
Avec la disponibilité croissante des modèles de machines et d'appareils de leurs fabricants et la baisse des prix pour la capacité de calcul nécessaire à l'exécution de ces modèles, la modélisation numérique sera utilisée par un nombre toujours plus grand d'utilisateurs en raison des avantages susmentionnés qu'elle apporte.
Publié 12 février 2020
