Libérez votre esprit des contraintes du monde réel : l'ingénierie numérique

Par Mallory Arnold

En me familiarisant avec l'ingénierie numérique, je n'ai pas pu m'empêcher de repenser à mon cours de physique AP^{de terminale}, dans lequel moi, l'étudiant en langues et en commerce, j'avais justement obtenu un A+. Inévitablement, chaque devoir comportait ces redoutables problèmes écrits. Oh, comme je détestais ces problèmes écrits et leurs tentatives agaçantes de les appliquer au monde réel !

Il faut une force constante de 1 200 N pour faire avancer une voiture en ligne droite. Une personne fait avancer la voiture de 45 m. Quel est le travail effectué par cette personne ?

La réponse à cette question est bien sûr : « C'est beaucoup trop. Ils auraient dû appeler l'AAA. » Et puis, pourquoi ces problèmes concernaient-ils toujours une voiture, et qui, sain d'esprit, pousserait une voiture sur 45 mètres ? Pour information, je pense que ce sont ces problèmes écrits qui m'ont poussé à me spécialiser en langues étrangères et en commerce, plutôt qu'en ingénierie.

Blague à part, en découvrant comment les lois de la physique régissaient tout ce qui se passe dans l’univers observable – de la chute d’une plume dans le vide à la vitesse d’échappement des navettes spatiales –, j’ai commencé à considérer chaque phénomène comme un problème mathématique offrant une infinité de données d’entrée et de sortie possibles. De l’infiniment petit à l’infiniment grand, la physique pouvait modéliser à peu près tout.

Si l'idée de créer des modèles pour résoudre des problèmes n'est pas nouvelle, la technologie a désormais atteint un stade où il est possible de créer de manière réaliste des modèles numériques du monde physique en intégrant l'ensemble des données « physiques ». Prenons l’exemple de la Formule 1 (F1). Il n’existe aucun prototype physique des voitures de F1. Chaque aspect de la voiture de course est modélisé à l’aide de jumeaux numériques : la masse, le couple moteur, la tenue de route en virage, l’interaction des pneus avec la chaussée, et même les capacités de pilotage du pilote. Une seule voiture de course physique est construite.

Bon, peut-être que les problèmes écrits sur les voitures ont du sens, après tout !

Alors, qu'est-ce que l'ingénierie numérique ? Chez Amentum, nous considérons l'ingénierie numérique comme l'utilisation de matériel informatique, de logiciels, de réseaux, de systèmes et de technologies cloud pour modéliser des environnements physiques extrêmement complexes dans des scénarios concrets. Nous avons réalisé plusieurs investissements afin d'aider nos clients à mener à bien leur transformation vers l'ingénierie numérique.

Accompagner nos clients vers l'avenir. Amentum a mis en place un centre de collaboration dédié à l'ingénierie des systèmes basée sur des modèles (MBSE) d'une superficie de 6 000 pieds carrés, doté d'une suite complète d'outils d'ingénierie numérique. Nous proposons la certification et la formation « Systems Modeling Professional™ » (OCSMP™) certifiée par l'Object Management Group (OMG). Nos experts en la matière ont élaboré un guide de référence sur l’ingénierie numérique qui s’aligne à la fois sur la stratégie d’ingénierie numérique 2018 du Département américain de la Défense (DoD) et sur l’initiative MBSE 2020 de l’INCOSE afin de définir nos normes et nos pratiques.

Réussites. Ces investissements ont permis à nos clients de remporter de nombreuses réussites. Nous avons créé un jumeau numérique complet d’un sous-marin nucléaire de la Marine américaine, comprenant des modèles pour l’ensemble des systèmes mécaniques, électriques, de lutte contre l’incendie, d’intégrité de la coque, de navigation et des systèmes électroniques non liés à la propulsion. Ce jumeau numérique constitue une solution MBSE essentielle pour le programme de la catégorie d’acquisition (ACAT I) des sous-marins de classe Columbia. Notre équipe a également créé des jumeaux numériques qui simulent des centaines de nœuds de capteurs électro-optiques/infrarouges (EO/IR) et de détection et télémétrie par la lumière (LiDAR), ainsi que la fusion des données de ces capteurs, afin de soutenir l’armée dans le remplacement du système d’engagement laser intégré multiple (MILES) destiné aux exercices de combat sur le terrain des soldats.

Grâce à nos investissements, nos clients au sein du ministère américain de la Défense ont pu bénéficier de plusieurs avantages liés à l'ingénierie numérique :

1. Réduction des risques liés à l'acquisition : les systèmes sont conçus, assemblés, testés et maintenus à l'aide de modèles numériques, ce qui permet de réduire la courbe d'apprentissage et les risques liés à l'intégration. Même une numérisation partielle peut réduire les risques associés aux systèmes.
2. Réduction des coûts de maintenance : la possibilité d'effectuer des tests grâce à une analyse fondée sur les données favorise une analyse précise de l'impact des modifications, en assurant la traçabilité depuis les exigences jusqu'à la solution. Au final, cela permet de comparer les coûts de maintenance et de les prévoir avec plus de précision.
3. Préservation des ressources matérielles : il est possible de concevoir et d'intégrer des systèmes complets avant même de devoir plier le moindre morceau de métal. Cela permet d'expérimenter sans risque, car des modifications peuvent être apportées sans affecter la chaîne d'approvisionnement.
4. Environnement de données intégré : divers flux de données peuvent être regroupés au sein d’un modèle unifié afin de constituer une « source unique de vérité ». Ce modèle facilite et améliore la communication en adoptant un langage commun qui garantit une sémantique normalisée, la clarté et la cohérence dans la représentation de l’architecture et de la conception du système.

Conclusion. La solide expertise d'Amentum en ingénierie numérique répond parfaitement aux exigences de notre client en matière de MBSE.