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Obtenir de meilleurs produits à moindre coût grâce à une conception basée sur la simulation

on 25 septembre 2019

La conception basée sur la simulation consiste en l’utilisation de la simulation (électronique ou mécanique) par les concepteurs aux premières étapes du processus de conception. Dans cet article, nous verrons comment cela permet d’obtenir des produits plus innovants, une plus grande probabilité que tout fonctionne du premier coup, et moins de risques que des changements importants soient nécessaires aux étapes avancées du processus de conception.

Aujourd’hui, le fait que la priorité numéro une des concepteurs soit de lancer rapidement des produits innovants sur le marché n’est plus un secret. Auparavant, cela impliquait d’achever le projet initial et de le livrer à un groupe d’experts en simulation afin de gérer les itérations et l’optimisation du projet. Bien que l’expérience des experts soit toujours appréciée, leur contribution à la phase finale du projet est de plus en plus devenue un goulot d’étranglement.

La tendance est aujourd’hui différente. Poussés par les pressions et les défis du marché, les meilleurs concepteurs du secteur ont de plus en plus recours à la simulation lors de la phase de conception.

Les pressions et les défis qui motivent le recours à la conception basée sur la simulation

Les pressions et les défis quotidiens de la production poussent les concepteurs à utiliser la simulation plus tôt dans le processus de conception et à charger l’équipe de conception de sa réalisation.

Les fabricants sont sous pression pour mieux comprendre le comportement du produit dès la phase de conception. La nécessité d’une plus grande innovation est fondamentale et constitue un catalyseur pour la création de nouvelles opportunités sur le marché. Outre la nécessité d’innover, il existe une pression énorme pour différencier les produits en termes de qualité, de fiabilité et de fonctionnalité.

Il y a moins de temps pour développer des produits innovants, en raison de programmes de développement plus courts et de la nécessité d’accélérer la mise sur le marché. Les clients réclament également des produits à faible coût, même s’ils ont besoin à la fois de fonctionnalités plus riches et « intelligentes ».

À ces pressions s’ajoutent les nombreux défis que doivent relever les concepteurs. Les produits deviennent de plus en plus complexes, mais la tolérance aux défauts de conception est également moins grande. Bien que la pression exercée pour créer des produits différenciés soit élevée, il est de plus en plus difficile de satisfaire cette différenciation, en particulier face à des ressources de développement limitées. De plus, les concepteurs doivent lancer des produits qui réduisent les coûts liés cycle de vie (garantie, rappel, etc.).

Pour atténuer la tension créée par de tels pressions et défis, les meilleurs concepteurs savent comment réagir. Confrontés à des délais de conception plus longs, à des délais de mise sur le marché plus courts et à des exigences de qualité croissantes, ils ont découvert un meilleur moyen d’innovation produit : la conception basée sur la simulation.

Pourquoi les « Top Entreprises » adoptent une conception basée sur la simulation 

Le principe de la conception basée sur la simulation est simple. Les concepteurs étant plus nombreux que les experts en simulation – dans un rapport de 5 pour 1 ou même de 10 pour 1 – le groupe de spécialistes en simulation est devenu un goulot d’étranglement dans le processus de conception. Les « Top Entreprises » du secteur ont donc réagi en introduisant la simulation directement dans l’environnement de conception. Le principe est le même que celui exprimé dans le célèbre proverbe : « Donnez un poisson à un homme, il mangera un jour. Apprenez-lui à pêcher, il mangera toute sa vie« . En pratique, la ressource des spécialistes de la simulation est mieux utilisée lorsqu’elle est un levier pour les concepteurs, afin de les conseiller pendant qu’ils simulent eux-mêmes, plutôt que de le faire à leur place.

D’après une étude du groupe Aberdeen, que nous vous mettons à disposition en téléchargement gratuit, il apparaît que 87% des « Top Entreprises » de la catégorie ont utilisé la simulation, contre 75% deux ans plus tôt. De plus, la value proposition de la simulation s’est déplacée vers les phases de conception du développement de produit.

Parmi les « Top Entreprises » de la catégorie, l’impact positif de la simulation s’est déplacé à gauche dans les phases de développement de produits axé sur la conception. Dans ces phases, l’impact positif maximum de la simulation est atteint, avec un pic dans la phase de conception détaillée au niveau des composants. Parmi tous les autres types d’entreprises, le pic reste en phase de vérification et de test. 

Avec une conception basée sur la simulation, les « Top Entreprises » garantissent le succès de différentes manières. Dans ce nouveau modèle centré sur le concepteur, les experts en simulation travaillent beaucoup avec les concepteurs lorsqu’ils ceux-ci simulent seuls. De plus, les « Top Entreprises » acquièrent les compétences des experts CAE et les rendent plus accessibles aux concepteurs. Enfin, 73% des « Top Entreprises » vérifient d’abord la conception du produit, dans le processus de développement, au moyen d’une modélisation informatique. Cette dernière étape est essentielle pour garantir que le concept du produit fonctionne correctement du premier coup. 

Alors que les « Top Entreprises » se tournent vers la conception basée sur la simulation, elles veillent également à recueillir et à partager les meilleures pratiques et compétences en matière de simulation, et à les mettre à la disposition des non-experts. Cela encourage et permet aux non-experts de se mettre à jour sur les techniques de simulation modernes. 

Les avantages de la conception basée sur la simulation

La conception basée sur la simulation porte-t-elle ses fruits ? Le rapport du groupe Aberdeen suggère fortement qu’il en est ainsi. Les « Top Entreprises » du secteur qui mettent en œuvre une conception basée sur la simulation présentent des avantages significatifs en termes de coûts de développement de produit, de délai de mise sur le marché et de qualité. 

Les meilleurs concepteurs qui implémentent la simulation au début du processus de conception surpassent facilement tous les autres, en ce qui concerne le coût du produit, son lancement et ses objectifs en termes de revenus et de qualité. Ce succès est directement attribuable à la volonté de simulation des concepteurs et à leur capacité à itérer et à innover. Cela se traduit par des projets de produits optimisés et innovants.

Les « Top Entreprises » de la catégorie ont également économisé du temps d’itération du produit, réduisant ainsi le développement de prototypes et les délais de développement.

Comme le savent tous les ingénieurs en conception, le coût d’un faux pas dans la conception est très élevé. Plus tard un problème de conception se pose, plus il est coûteux de le résoudre ou de le retravailler. La conception basée sur la simulation résout ce problème en déplaçant la simulation aux étapes précédentes dans la conception du produit. Cela rapporte beaucoup, avec une augmentation de 21% du nombre d’ordres de modification technique (ECO) émis après la sortie de la production. Tous les autres, qui n’ont pas implémenté de conception basée sur la simulation, ont connu une augmentation de 3% de l’ECO. Grâce à l’augmentation du prototypage virtuel, les meilleurs concepteurs du secteur ont construit 27% de prototypes physiques en moins. Enfin, les « Top Entreprises » ont amélioré leur temps de développement de 29%.

Conclusions et recommandations clés

Aberdeen Group recommande aux concepteurs d’atteindre leurs objectifs grâce à une conception basée sur la simulation afin de respecter au mieux les objectifs de délai de mise sur le marché, de qualité et de coût, et de contrer les pressions exercées sur la production.

  • Adopter la conception basée sur la simulation pour l’innovation de produit. La raison pour laquelle les meilleurs concepteurs ont réduit leurs prototypes physiques de 27% est due au fait qu’ils ont opté pour des prototypes virtuels et des tests virtuels. Cela leur a permis d’explorer des centaines d’itérations de conception (ou plus) et de se concentrer sur les conceptions les plus innovantes au potentiel d’innovation le plus élevé.
  • Adopter la conception basée sur la simulation pour un meilleur temps de mise sur le marché. Les meilleurs concepteurs de la catégorie ont amélioré leurs temps de développement de 29%, soit six fois plus que tous les autres. Les grandes entreprises ont également atteint les objectifs de délai de mise sur le marché 76% du temps, soit 17% de plus que toutes les autres.
  • Adopter la conception basée sur la simulation pour une qualité supérieure. 77% des meilleures entreprises de la catégorie ont atteint leurs objectifs de qualité produit. En outre, les produits « Top » étaient plus susceptibles de fonctionner correctement dès la première fois et moins susceptibles de nécessiter des changements, car les « Entreprises Top » avaient amélioré leurs ECO de 21% après leur mise en production.
  • Adopter la conception basée sur la simulation pour réduire les coûts. 71% des concepteurs des « Top Entreprises » ont atteint leurs objectifs de coûts du produit, contre 63% pour les autres.

thomas edison

Thomas Edison a dit un jour que le génie était « 1% d’inspiration et 99% de transpiration ». La conception basée sur la simulation met à jour la maxime d’Edison, permettant aux concepteurs d’innover via le prototypage virtuel et les tests virtuels. Cette nouvelle façon de faire élimine la « transpiration » du prototypage physique. Les concepteurs sont désormais libres de tester des centaines (voire des milliers) de solutions de remplacement jusqu’à ce qu’ils soient « inspirés » par le choix de conception de produit le plus innovant.

Edison a essayé plus de 1 000 prototypes physiques de l’ampoule à incandescence, avant de découvrir que le modeste filament de carbone à base de bambou produisait une ampoule d’une durée supérieure à 1 200 heures. En choisissant une conception basée sur la simulation, les ingénieurs tirent le meilleur parti des deux mondes : un produit innovant qui répond également aux objectifs de délai de mise sur le marché, de coût et de qualité.

Livre blanc

Le rapport Aberdeen sur la conception basée sur la simulation

Le texte complet de « The Benefits of Simulation-Driven Design », une étude du groupe Aberdeen sur l’adoption de la conception basée sur la simulation (Simulation-Driven Design). Cette approche nécessite que les concepteurs eux-mêmes traitent la simulation dès les phases initiales du projet et soient en mesure d’essayer différentes variantes et de voir celles qui fonctionnent le mieux, sans avoir à recourir à des prototypes physiques. Le document explique en détail comment les « Top Entreprises » du secteur électronique peuvent réduire les coûts et les délais de lancement de produits grâce à une conception basée sur la simulation.

Celine WagnerObtenir de meilleurs produits à moindre coût grâce à une conception basée sur la simulation