Méthodologie d'optimisation pour la conception  

Les exigences du marché font porter sur les industriels de plus en plus de contraintes : normes de sécurité, normes environnementales, réduction des coûts et des cycles de développement des produits. La validation d’une conception fait appel à un grand nombre de simulations numériques de plus en plus exigeantes en puissance de calcul. Dans ce contexte, les industriels sont contraints à mettre en place une démarche systématique de conception. EURODECISION propose une méthodologie d’optimisation pour la conception. Elle pilote l’exploration de l’espace de conception de manière structurée dans un souci de rationalisation du nombre de simulations.

EURODECISION offre ses services aux entreprises pour réaliser ce type d’études à l’aide de sa bibliothèque d’Outils de Gestion d’Essais (OGE) qui permet d’optimiser le produit lors de sa conception en tenant compte de critères multiples et de trouver les meilleurs compromis possibles dans le temps imparti. Le concepteur dispose ainsi d’une précieuse aide à la décision. De nombreuses études ont déjà été menées pour Renault.

La définition du problème de conception

Le concepteur reçoit un cahier des charges fixant des objectifs sur des prestations telles que les émissions de polluants, les performances mécaniques, thermiques, aérodynamiques ou encore la masse ou le volume du produit, … Il doit lister les paramètres de conception influents (par exemple les épaisseurs de pièces, leurs matériaux, leurs formes, la présence ou non d’une pièce, d'un angle, etc.) et leur domaine de variation en tenant compte des contraintes techniques, y compris celles de fabrication (démoulage, soudabilité, etc.). Dans la méthodologie proposée, les paramètres dénommés « facteurs » correspondent aux variables de décision du problème de conception et les « réponses » sont les critères sur lesquels repose le cahier des charges et qui sont pour la plupart des données de sortie des simulations numériques ou essais réels.

Méthodologie d’optimisation pour la conception

Une fois définis les facteurs et réponses, la phase d’étude proprement dite peut commencer. Elle suit le schéma suivant :

 Schéma classique de la méthodologie d’optimisation pour la conception

Un plan d’expériences initial est élaboré avec pour objectif d’extraire le maximum d’informations en effectuant un minimum de simulations. Selon la structure particulière du plan choisi, il est possible par exemple de déterminer approximativement l’influence sur chaque réponse des facteurs et de leurs interactions. Les réponses obtenues par simulation de ces premiers essais permettent de construire des modèles statistiques de ces grandeurs en fonction des facteurs. Ces modèles donnent une approximation des réponses pour un nouvel essai. Ils sont utilisés pour générer des optima par des méthodes d’optimisation multi-objectifs. Les nouvelles configurations sont validées par la simulation et intégrées à la base d’essais. Il est ensuite possible de reconstruire les modèles pour améliorer leur qualité et de boucler jusqu’à obtenir des solutions satisfaisantes.

Cette méthodologie permet de générer des solutions le long du front de Pareto présentant l’ensemble des meilleurs compromis sur les nombreux critères de l’étude. Les concepteurs obtiennent ainsi des résultats chiffrés utiles à la prise de décision.

Voir aussi …

La bibliothèque d’Outils de Gestion d’Essais (OGE)

Nos études d’optimisation pour la conception

L’automatisation des simulations

Les projets de R&D autour de l’optimisation pour la conception

L’offre d’EURODECISION autour de l’optimisation pour la conception