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Liebherr: Ansys comme élément constitutif de la Vision 4.0

Simulation sans limites

Dans de nombreux sites Liebherr, les simulations avec Ansys sont une évidence, et cette tendance s'accentue. Avec Vision 4.0, Ansys joue un rôle stratégique au sein du groupe Liebherr, aux côtés de Microsoft et de PTC. Wolfgang Mansk, responsable des services PLM, et son collègue le Dr Ling Li décrivent cette vision, sa mise en œuvre et le rôle de CADFEM.

Numérisation, mondialisation, Big Data

La vision 4.0 a tout pour plaire. Elle représente l'avenir de la gestion du cycle de vie des produits (PLM) au sein du groupe Liebherr et intègre les défis actuels de l'industrie : la transformation numérique, la concurrence mondiale, le big data et - qui fait déjà partie de l'ADN de Liebherr - l'orientation maximale vers le client ; et tout cela sur la toile de fond d'une entreprise familiale diversifiée, active à l'international, qui dessert une grande variété de marchés et de clients avec son paysage de sites de taille moyenne.

Cependant, abordons les choses une par une.
Hans Liebherr a fondé son entreprise à Kirchdorf an der Iller en 1949, le premier produit étant la grue à tour mobile, qu'il a personnellement inventée. D'autres divisions et sites en Allemagne et à l'étranger se sont rapidement ajoutés.

La recette du succès est la même partout :

  • Qualité
  • l'innovation
  • Proximité du client

Ce n'est pas un hasard si les sites ne sont pas éloignés de leurs marchés. Le degré élevé d'autonomie des segments est une décision délibérée, car il permet de garantir que tous les clients reçoivent des produits et des services uniques.

140
Sociétés
sur tous les continents forment ensemble le groupe Liebherr (2020).
47,925
Personnes
are employed by the Liebherr Group (2020).
10.341
Milliards d'euros
c'est le chiffre d'affaires du groupe Liebherr en 2020.

Liebherr, Ansys, CADFEM: une collaboration réussie

De nombreux sites utilisent les technologies de simulation à cette fin dans le développement. Sur certains sites, par exemple à Ehingen ou chez Liebherr-Aerospace dans l'Allgäu, Ansys est utilisé depuis plus de 30 ans avec le soutien expert de CADFEM.

Comment cela s'est-il produit ? Réponse simple : il est pratiquement impossible de réaliser des essais avec des prototypes d'énormes grues ou de systèmes complexes. En revanche, les simulations numériques précises visant à garantir la stabilité, la capacité de charge et le fonctionnement constituent des alternatives fiables. Elles permettent également de comprendre les moindres détails de la conception et sont souvent la clé de ce qui rend les produits Liebherr spéciaux aux yeux du client.

Sur certains sites Liebherr, Ansys est utilisé depuis plus de 35 ans avec l'accompagnement professionnel de CADFEM

PLM: utiliser les synergies, répondre aux besoins

Wolfgang Mansk connaît bien les simulations, pour les avoir utilisées lui-même pendant des années en tant qu'ingénieur chez Liebherr. Il connaît également très bien d'autres systèmes informatiques destinés au développement de produits - CAO, bases de données, ERP. Aujourd'hui, il dirige le département central PLM Services et, avec son équipe, il est notamment chargé de négocier des accords-cadres avec des partenaires stratégiques.

Une grande tâche : D'une part, ils doivent tenir compte des différents besoins des sites d'exploitation indépendants dans le monde. D'autre part, il faut identifier les synergies à l'échelle de Liebherr, créer des normes et intégrer de manière optimale les solutions des partenaires dans la stratégie globale. Ce qui nous ramène à la Vision 4.0.

Qu'est-ce que la Vision 4.0 exactement ?

PLM signifie capturer, intégrer et évaluer dynamiquement toutes les informations relatives à un produit tout au long de son cycle de vie. Des méthodes, des processus et des outils doivent être fournis pour qu'une compréhension précise des besoins du client, basée sur des données, aboutisse à des produits et des services qui conduisent à une satisfaction maximale du client. 

C'est là qu'intervient la Vision 4.0 de Liebherr, qui place le jumeau numérique au cœur du PLM. "Notre objectif est de faire progresser la normalisation des outils de développement afin de pouvoir réaliser un jumeau numérique extrêmement réaliste pour augmenter la création de valeur au niveau de l'utilisation", résume Wolfgang Mansk.

Les données de simulation constituent un élément de base, petit mais important, pour la mise en œuvre dans le contexte global, surtout si l'on considère comment et où la technologie de simulation se développe actuellement à un rythme rapide. Les possibilités des domaines d'application classiques, tels que la mécanique et les flux, ne cessent de croître. En outre, il en existe de nombreuses nouvelles - simulation de systèmes et de processus, ingénierie des systèmes basée sur des modèles, simulation du comportement de la lumière ou des matériaux à l'échelle nanométrique - et donc beaucoup d'informations qui contribuent à enrichir encore le jumeau numérique.

Plus la simulation est effectuée, et plus elle est intensive, plus le modèle de données correspond au produit réel, et devient de plus en plus son "jumeau identique". Un avantage immense en termes d'innovation et d'agilité - bon pour Liebherr, idéal pour les clients de Liebherr.

Partenaires stratégiques: Microsoft, PTC, Ansys

La longue et fructueuse histoire commune avec Ansys - en particulier la conviction qu'Ansys pénètre le domaine de la simulation comme aucun autre fournisseur, s'appropriant et intégrant continuellement de nouveaux domaines d'application - a conduit Ansys à devenir l'un des trois partenaires stratégiques de Liebherr. Les autres sont Microsoft et PTC. Wolfgang Mansk explique que "le partenariat est conçu pour le long terme, car les débuts n'étaient pas seulement associés à des coûts considérables pour le logiciel et la formation des experts."

Dr. Ling Li a la meilleure vue d'ensemble de la simulation chez Liebherr. L'une de ses principales tâches au sein de l'équipe PLM consiste à veiller à ce que les solutions et les méthodes utilisées soient optimisées et développées en permanence.

"Nous soutenons nos ingénieurs dans le monde entier, notamment par des évaluations de logiciels et des transferts de savoir-faire, et nous travaillons en étroite collaboration avec notre partenaire pour Ansys, CADFEM", résume Ling Li. "J'ai appris à connaître CADFEM comme une entreprise très centrée sur le client et orientée vers les solutions. J'apprécie particulièrement la façon dont nous traitons les uns avec les autres dans un esprit de partenariat."

Dr. Li Ling<br />Liebherr
Dr. Li Ling
Liebherr

Lorsque je travaille avec CADFEM, j'apprécie particulièrement la façon dont nous travaillons ensemble en tant que partenaires.

Aucun goulot d'étranglement logiciel

L'engagement envers la simulation et Ansys se traduit par un accord-cadre pluriannuel avec Ansys et CADFEM. Une telle étape n'est possible que dans un groupe d'entreprises diversifié comme Liebherr, avec un organe de coordination central. Wolfgang Mansk, très satisfait du résultat, affirme que "l'effet de la centralisation de la licence Ansys ne peut être surestimé."

Les goulets d'étranglement logiciels appartiennent au passé. Les grands sites expérimentés en matière de simulation peuvent facilement intensifier leurs applications, et tous les défis liés à de nouveaux domaines d'application (par exemple, des budgets logiciels épuisés) ont été éliminés. Pour les sites jeunes et en pleine croissance en Allemagne et à l'étranger, l'accent était et est toujours mis sur l'expansion des capacités de production afin que les clients puissent devenir productifs le plus rapidement possible. Par conséquent, les options financières pour les outils de développement sur ces sites étaient limitées. Le pool central de licences ouvre de nouvelles possibilités pour ces sites, qui, comme le confirme Wolfang Mansk, sont utilisées. Mansk déclare : "Nous reconnaissons que l'expertise se développe sur tous les sites et que de nouveaux sujets de simulation sont également testés."

Nous reconnaissons que l'expertise se développe sur tous les sites et que de nouveaux sujets de simulation sont également testés.

Wolfgang Mansk, Responsable PLM Innovation Services, Liebherr

Formation non compliquée

C'est là qu'intervient l'autre accord-cadre, l'abonnement d'apprentissage à l'échelle de Liebherr avec le spécialiste Ansys CADFEM. Il est activement utilisé aussi bien par les nouveaux venus dans le domaine de la simulation que par les utilisateurs expérimentés qui s'ouvrent à de nouveaux domaines d'application. "Nous avons des ingénieurs très motivés qui veulent poursuivre leur formation", souligne Wolfgang Mansk. "Au fur et à mesure que l'utilisation de la simulation se développe, l'expertise des ingénieurs va également se différencier de plus en plus, ce qui nécessite une formation continue appropriée. L'abonnement d'apprentissage donne à toutes les parties intéressées un accès très facile et permanent à de nouvelles connaissances."

Ling Li ajoute, "un tel abonnement d'apprentissage ne peut être réalisé qu'en combinaison avec un bon partenariat, comme celui que nous avons avec CADFEM. Comme les instructeurs de CADFEM sont connus comme des experts éprouvés et reconnus depuis des décennies, nous n'entendons que de très bonnes critiques concernant la qualité des cours de formation." L'abonnement d'apprentissage comprend également la gamme croissante de formats eLearning multilingues. Les ingénieurs de Liebherr sont très satisfaits de cette forme moderne et flexible de formation, car ils peuvent décider où, quand et à quel rythme ils veulent apprendre. 

Dr. Li Ling
Liebherr

Un tel abonnement d'apprentissage ne peut être réalisé qu'en combinaison avec un bon partenariat, comme celui que nous avons avec CADFEM.

Simulation avec Ansys, aujourd'hui et demain

Les applications les plus diverses de la mécanique des structures font partie du répertoire des ingénieurs de Liebherr depuis des décennies. Ceci est clairement visible dans des produits tels que les grues et autres machines de construction. Des données ont toujours été collectées et systématiquement réutilisées - par exemple dans les applications Ansys internes - qui, alimentées par des valeurs empiriques, ont automatiquement accéléré l'avant-projet à un stade précoce. Les simulations structurelles et mécaniques avec Ansys Mechanical font également partie du quotidien des ingénieurs informaticiens pour la conception détaillée, l'inspection des zones critiques pour la sécurité et l'analyse des dommages.

Mais quels sont les domaines d'application qui ont été et seront repris de manière nouvelle?

Les analyses d'écoulement

Les analyses d'écoulement ont considérablement augmenté au cours des deux dernières années. Les résultats de la CFD (Computational Fluid Dynamics) étaient déjà importants auparavant, mais les analyses étaient généralement confiées à des prestataires de services externes. Avec le nouvel accord, les licences de logiciels et le savoir-faire sont désormais disponibles en interne. Cela vous rend indépendant et flexible. En outre, la gamme d'applications a été massivement élargie : l'hydraulique, le comportement d'écoulement et l'aérodynamique, ainsi que la climatisation des cabines de conduite sont tous désormais analysés et améliorés avec Ansys Fluent. Et les jumeaux numériques des produits sont alimentés par de nouvelles données auto-générées.

Même la climatisation de la cabine du conducteur est analysée à l'avance à l'aide de la simulation de flux et optimisée pour divers scénarios météorologiques. Les conducteurs de machines en sont très satisfaits.

Simulations cinématiques et d'ingénierie des processus

Si vous pensez à des processus tels que le terrassement ou la technologie de mélange, il n'est pas difficile de reconnaître l'énorme potentiel des simulations cinématiques et d'ingénierie des processus chez Liebherr. Des analyses précises au lieu de l'intuition. Lorsque l'on évalue les outils de simulation correspondants, Ansys Motion (simulation multi-corps) et Rocky DEM (simulation de particules), le grand avantage d'un corps de coordination devient à nouveau évident :

Ling Li a profité de l'intérêt de plusieurs sites pour organiser des cours de formation correspondants et une journée technologique avec les spécialistes de CADFEM. "De cette manière, nous dialoguons avec nos utilisateurs dès le début et nous apprenons comment développer la solution dans notre intérêt afin d'en tirer encore plus de bénéfices à l'avenir", explique-t-elle.

Live-Simulation

Live-SimulationLa simulation en direct avec Ansys Discovery et avec Creo Simulation Live (CSL), la solution Ansys intégrée de PTC, occupe une place particulière. Il ne s'agit pas d'une autre discipline physique, mais plutôt de l'utilisation de la simulation par un tout nouveau groupe d'utilisateurs : les ingénieurs de conception.

Les développeurs de Liebherr à Colmar, en Alsace, ont été les pionniers. "Nous avons organisé des ateliers de simulation en direct sur d'autres sites avec CADFEM et nos collègues alsaciens", rapporte le Dr Ling Li. "Cela nous a permis de montrer comment les processus de développement sont optimisés en utilisant des boucles de simulation et de changement raccourcies, et comment la simulation en direct fournit des données précieuses dans les premières phases du développement, pendant la conception et le design."

La simulation en direct aux premiers stades du développement, pendant la conception et le design, fournit des informations précieuses.

Dr. Ling Li, Services d'innovation PLM, Liebherr
Embedded Software

Un tout autre domaine d'application est celui des logiciels de sécurité ou de mission critique, également appelés logiciels embarqués. Elles sont soumises à des règles strictes de certification et d'approbation. Les erreurs systématiques doivent être exclues de façon démontrable, ce qui augmente considérablement l'effort pour le processus, le développement et la vérification, mais est facilité par le logiciel Ansys SCADE. Chez Liebherr, plus de 100 utilisateurs répartis sur tous les sites utilisent Ansys SCADE pour créer le logiciel embarqué approprié. Ici aussi, tous les participants ont profité des ateliers et de l'échange d'expériences techniques.

Ce ne sont là que quatre exemples. D'autres initiatives concernent d'autres sujets, comme la simulation en impression 3D, ainsi que les simulations en électronique, acoustique ou éclairage. Toutes sont basées sur les solutions Ansys, qui facilitent leur couplage et leur fusion dans un modèle de données harmonisé.

Liebherr IT Services GmbH
www.liebherr.com

Auteur : Thomas Löffler, Alexander Kunz
Images: © Liebherr
Publié : Juin 2022

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