Design génératif : une nouvelle approche pour accélérer la phase de conception

Basé sur la traduction d'un texte en anglais

Pour toute entreprise, l’innovation est un enjeu stratégique majeur. Elle permet de se différencier mais aussi de prospérer dans un monde de plus en plus complexe.

Comment augmenter votre capacité d’innovation ?

Et si vous mettiez l'intelligence artificielle (IA) au service de votre processus de conception de produits avec un logiciel de design génératif. Plus qu’un outil technologique, c’est une véritable approche que vous mettez en place.

Vos ingénieurs produits élaborent une "étude de conception" : ils définissent le problème à résoudre, les contraintes et les charges associées, les matériaux et les méthodes de fabrication. Le logiciel analyse ce jeu d’exigences, effectue d'innombrables itérations et propose ensuite plusieurs solutions possibles aux ingénieurs, qui choisissent celles qu'ils souhaitent explorer, voire adopter. Chacune de ces solutions répond aux exigences, les innombrables itérations donnant lieu à des options de modèles qui n’auraient peut-être jamais été envisagées par vos équipes, et ce, dans un délai très court.

Conception d'un support pour une chaise de bureau : la pièce conçue avec une approche traditionnelle (à gauche) et avec l’utilisation de la conception générative (au milieu). L'image la plus à droite montre la pièce en contexte, assemblée avec les différents éléments.

D’un point de vue stratégique, les avantages de cette approche sont évidents : des conceptions de meilleure qualité, plus rapidement mises sur le marché, avec une utilisation optimale des matériaux et un impact positif sur le coût des marchandises vendues (COGS).

Cummins, leader mondial des moteurs diesel et au gaz naturel, des équipements de production d'énergie et des produits connexes, a utilisé la conception générative pour réduire de 10 à 15 % la quantité de matériaux pour la fabrication de certaines pièces. Cette approche l'a aidé à atteindre ses objectifs en matière de coûts et de durabilité.

Le design génératif gagne ses lettres de noblesse car l'objectif du logiciel est d'itérer plus rapidement que les êtres humains ne pourraient le faire et de le faire sans idées préconçues.

Les avantages du design génératif dans CREO

Le design génératif et les outils d'optimisation de la topologie associés sont disponibles dans plusieurs versions de Creo. Quatre aspects font qu'une approche de conception s’appuyant sur le design génératif peut être plus performante qu’une approche CAO classique.

Les exigences de conception définissent le modèle. La conception générative génère un modèle à partir des exigences préalablement définies. Celles-ci peuvent être déterminées par des modèles d'ingénierie système gérés dans le logiciel de PLM, comme le permet Creo. Vous pouvez également utiliser des exigences que vous avez vous-même validées au cours d'un travail de conception antérieur.

Les procédés de fabrication influent sur la conception du modèle. Dans un processus de conception traditionnel, vous concevez votre pièce, vous la validez à l'aide d'outils de simulation et d'analyse, vous la peaufinez avant de la présenter à l'ingénieur en charge des procédés. S’ensuivent une première série de discussions autour des méthodes de fabrication avant que le design ne soit validé.

L'utilisation du design génératif permet de gagner du temps car vous précisez des critères liés à la fabrication dans votre étude. Vous êtes ainsi certain d'avoir pris le meilleur départ possible dans la conception avant de consulter votre collègue spécialiste des process et méthodes.

Vous bénéficiez alors :

• d’une direction de construction pour les pièces qui seront imprimées en 3D.
• d’un plan de joint pour bien concevoir les pièces moulées (fonderie ou injection).
• d’une extrusion linéaire pour les pièces extrudées ou usinées.

Vous générez rapidement plusieurs options de modèles. Dans une approche traditionnelle, le designer ne peut travailler que sur une poignée d’options de modèles en se basant sur son expérience technique. Le design génératif ne part pas d’une idée mais du jeu des exigences pour générer une série de modèles adéquats, bien plus rapidement que les humains.

Vous pouvez modifier le modèle proposé directement dans l'environnement de conception Creo. Le modèle de pièce issu du design génératif produit une géométrie B-rep (boundary representation). Vous pouvez l'utiliser dans Creo comme vous le feriez pour n'importe quel autre modèle.

Les étapes d’un procédé de design génératif

Créez une étude de conception en quelques minutes :

1. Définissez les cas de charge. Ils représentent les conditions de fonctionnement auxquelles votre modèle doit résister.
2. Spécifiez les objectifs. Cela peut être :
• minimiser la masse pour un facteur de sécurité donné
• minimiser l’énergie de déformation pour un objectif de masse/volume donné
• minimiser la masse pour une valeur minimale de la fréquence fondamentale
• maximiser la fréquence fondamentale pour un objectif de masse/volume donné
3. Ajouter des contraintes. Celles-ci incluent les procédés de fabrication ainsi que des contraintes géométriques telles que la symétrie, le taux de diffusion de la matière et le rayon de courbure minimal en surface.
4. Sélectionnez les matériaux. Creo autorise actuellement jusqu'à 10 matériaux par critère de conception, et une étude peut contenir de nombreux critères de conception.
5. Exécutez l'optimisation sur votre PC avant d’exploiter le cloud pour effectuer un certain nombre d’itérations. Appliquez les paramètres de l'étude pour contrôler le temps et les ressources utilisés.
6. Affichez les résultats
7. Sélectionnez le ou les modèles que vous souhaitez et continuez à travailler dans Creo.

Le design génératif peut-il vous aider ?

Si aucun logiciel ne peut, à lui-seul, faire naître l'innovation, le design génératif propose toutefois une approche éprouvée qui peut vous aider à commercialiser de meilleurs produits plus rapidement et à moindre coût. Si vous voulez explorer ce qui est possible, visitez la page Generative Design dès aujourd'hui.