À une époque où l'innovation numérique mène la charge du progrès industriel, la collaboration entre FORAN et CAD Exchanger émerge comme un phare de transformation. En comblant l'écart entre les systèmes actuels et l'avenir numérique, ce partenariat a propulsé la construction navale dans l'ère de l'Industrie 4.0 avec finesse et précision.
Depuis plus d'une décennie, CAD Exchanger est un pilier dans le développement de FORAN, le logiciel renommé de construction navale, en intégrant des capacités avancées d'échange de données 3D.
FORAN et la renaissance numérique de la construction navale à l'ère de l'Industrie 4.0
Le monde industriel compétitif d'aujourd'hui requiert une adhésion à l'Industrie 4.0, qui favorise l'interconnectivité numérique et la transparence. Un jumeau numérique complet et précis est essentiel pour une intégration fluide à chaque phase du cycle de vie d'un produit. Le concept de Chantier Naval 4.0 s'harmonise avec cette philosophie, demandant une documentation méticuleuse des composants maritimes pour leur utilisation dans les processus suivants, couvrant tout, de la conception et la fabrication à la planification financière et au démantèlement durable.
Le parcours et la transformation de SENER Marine
Le voyage de SENER Marine : une chronique de prouesse industrielle
Initiant sa transformation numérique de bonne heure, SENER Marine, un bastion d'innovation industrielle, a été précurseur dans le développement de FORAN, un logiciel de construction navale multifacettes, visant à devenir une base de données exhaustive. Cette année marque un jalon important avec l'intégration de FORAN par Siemens pour enrichir ses offres de gestion du cycle de vie des navires. CAD Exchanger a été essentiel dans cette transformation depuis 2012, améliorant continuellement FORAN grâce à sa technologie de pointe d'échange de données 3D. Plongez dans l'histoire de cette collaboration qui a débuté avec un seul format CAD et s'est développée jusqu'à affiner les techniques de traitement de données CAD.
Prouesses d'ingénierie mondiales : les projets emblématiques de SENER Marine
SENER, un titan de l'ingénierie espagnole, avec ses initiatives de pointe dans l'aérospatial, l'infrastructure, l'énergie et le maritime, définit les standards de l'industrie depuis 1956. Avec une équipe de 2 500 experts, SENER propose des solutions d'ingénierie de premier plan à l'échelle internationale. Les projets de l'entreprise sont aussi divers que la conception du chemin de fer à grande vitesse de Californie, l'établissement d'un terminal GNL offshore en Argentine, la construction d'un tunnel entre la péninsule du Sinaï et l'Égypte, et la contribution d'expertise technologique à la mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de l'Agence spatiale européenne. Embrassant la mission "Des solutions d'ingénierie au service des clients et de la société," SENER s'engage à fournir des solutions d'ingénierie avant-gardistes pour le bénéfice des clients et de la société.
Regard approfondi sur le système CAO pour la construction navale FORAN
Le parcours de FORAN : De 1965 à une référence mondiale en CAO
Lancé en 1965 comme solution interne CAD/CAM/CAE, FORAN a été initialement créé pour rationaliser les calculs d'ingénierie. Avec le temps et les avancées technologiques, les ingénieurs de SENER ont reconnu l'impératif de numériser l'ensemble du processus de conception et de production de navires. Cette vision a encouragé l'amélioration continue des capacités de FORAN.
Aujourd'hui, FORAN est adopté par plus de 150 chantiers navals et bureaux de design dans 40 pays, aidant à la conception et à la construction d'une multitude de navires maritimes tels que porte-conteneurs, sous-marins, ferries, navires de pêche, brise-glaces et chalutiers. La suite logicielle gère efficacement tous les aspects du cycle de vie d'un navire, depuis la conception conceptuelle jusqu'à l'arrangement détaillé de la coque, de la machinerie et de l'accastillage, en passant par les schémas électriques jusqu'aux plans de production. Elle facilite l'intégration transparente avec les systèmes PLM et offre des expériences immersives de réalité virtuelle jusqu'à la livraison finale au propriétaire du navire.
Exploration des fonctionnalités multistades de FORAN et de la diversité démographique des utilisateurs
Doté d'une suite de fonctionnalités adaptées à la construction navale, FORAN répond à un large éventail de professionnels du secteur maritime. Les concepteurs utilisent le système pour élaborer les structures primaires et les dispositions du navire, les ingénieurs affinent la conception après contrat, et le personnel des chantiers navals supervise la construction et les processus de validation du navire. La consolidation des données essentielles dans une base de données unifiée, équipée de fonctionnalités spécifiques à la construction navale, garantit que toutes les parties prenantes ont accès aux informations nécessaires pour naviguer dans le paysage complexe de la conception et de la fabrication de navires.
Défis dans la gestion et l'échange de données
Optimiser le stockage des données : La stratégie de FORAN pour une base de données épurée mais robuste
L'art d'équilibrer un ensemble de données complet avec l'efficacité de stockage est incarné dans la gestion de la base de données FORAN. Bien qu'elle encapsule une vaste gamme d'attributs essentiels pour la simulation, la production, le contrôle des stocks et les spécifications matérielles, elle maintient une approche minimaliste. Au lieu de formes B-Rep étendues, FORAN opte pour une méthode de stockage efficace, encapsulant l'essence des formes comme les cylindres avec des paramètres simples tels que les points de départ, les rayons, les longueurs et les orientations.
Intégration transparente au milieu de la complexité : La synchronisation de FORAN avec les systèmes PLM
Face au double défi d'assimiler les données externes et d'interfacer avec les applications en aval, FORAN démontre sa polyvalence dans ses capacités d'intégration. Il est habile à incorporer des composants de sources tierces diverses pendant la phase de conception détaillée et à personnaliser l'extraction de données pour divers protocoles de fabrication et d'assemblage.
Ces efforts d'intégration ont atteint un moment charnière en 2012 avec l'objectif ambitieux de s'aligner sans heurt avec deux des systèmes PLM leaders sur le marché : Windchill et Teamcenter. Ces collaborations marquent l'engagement de FORAN en matière d'interopérabilité et son rôle central dans l'avancement de la technologie de conception et de construction navale.
Solutions de CAD Exchanger pour FORAN
Le processus décisionnel pour l'élargissement du support de formats 3D au sein de FORAN et le rôle de CAD Exchanger.
Le format d'échange privilégié pour la connexion avec les systèmes PLM était JT, le standard au sein de l'écosystème Siemens. SENER Marine envisageait deux façons de résoudre le problème : soit développer la solution en interne, soit faire appel à une autre entreprise. La première option aurait nécessité le recrutement de nouveaux employés dotés des connaissances et de l'expérience correspondantes. Externaliser la tâche n'était pas non plus aisé, car le développement de l'algorithme d'échange à partir de zéro aurait pris beaucoup de temps. D'un autre côté, CAD Exchanger possédait déjà une expertise en matière d'interopérabilité de plusieurs formats CAD et de noyaux géométriques.
CAD Exchanger disposait d'une fonctionnalité immédiatement disponible dont nos clients avaient besoin. Il ne restait plus qu'à harmoniser la gestion des données entre CAD Exchanger et FORAN. Chargé d'une nouvelle tâche, CAD Exchanger a non seulement activé le support JT mais a également adapté sa mise en œuvre pour répondre aux besoins spécifiques du client, ajoutant la prise en charge des propriétés définies par l'utilisateur, et a intégré le support des formats STEP, IGES, DXF et IFC.
Implémentation d'algorithmes mathématiques avancés
La collaboration entre SENER et CAD Exchanger, ainsi que les échanges avec les clients, ont révélé que le défi ne se limitait pas à la prise en charge d’un seul format. Il était plus profond : lire et écrire d'autres formats, améliorer la performance de conversion et d'autres algorithmes géométriques, gérer de grands volumes de données et la tessellation.
Au cours des années suivantes, CAD Exchanger a non seulement intégré de nombreux formats d'importation et d'exportation, mais a également pris en charge de manière complète les questions d'échange de données CAO dans FORAN, en développant de nombreux algorithmes et solutions :
- Chargement des modèles plus rapide via multi-LODs : FORAN traite régulièrement d’énormes modèles comportant de nombreuses pièces allant de grandes structures comme des coques de navires à de petites vis. Par conséquent, le chargement de tels modèles peut être trop lent et leur manipulation dans une scène 3D représente un autre problème considérable pour les ingénieurs. Ils pourraient ouvrir un modèle juste pour y jeter un coup d'œil rapide et finir par attendre plusieurs minutes. Pour éliminer ce problème, CAD Exchanger a ajouté la prise en charge de multiples LODs (Niveaux de Détail). L'implémentation de cette fonctionnalité pour des formats autres que JT n'était pas évidente et nécessitait de représenter les LODs de manière native pour ces formats. Mais cela en valait la peine, car il est devenu possible d'importer et d'exporter des modèles avec plusieurs représentations polygonales dans FORAN : de la plus grossière à la plus fine. Désormais, les pièces inutiles à ce stade de la conception peuvent être chargées en qualité inférieure et donc plus rapidement.
- Utilisation des calculs parallèles pour une amélioration des performances jusqu'à 60 fois : SENER a rencontré un problème lorsque ses clients ont commencé à remarquer la lenteur des algorithmes géométriques utilisés pour la recherche de soudures, la modélisation de plaques et de profils, entre autres. L'équipe de CAD Exchanger a examiné et profilé le code de FORAN afin de déterminer les raisons exactes de la lenteur des algorithmes. La solution proposée comprenait l'identification des causes de conflits de données et la mise en œuvre du parallélisme des calculs. Les solutions suggérées incluaient la mise en œuvre du parallélisme dans les calculs et une utilisation plus nuancée des opérations géométriques. Comme cela arrive souvent, introduire le parallélisme dans un code de calcul complexe était un processus non trivial avec de nombreux problèmes potentiels (courses de données, contention de threads). En fin de compte, les efforts de CAD Exchanger ont permis d'accélérer les algorithmes mentionnés à divers degrés, certains étant accélérés 10 fois pour les modèles de taille moyenne et jusqu'à 60 fois pour les grands modèles.
- Reconnaissance de corps paramétriques : La plupart des modèles importés dans le système FORAN sont représentés par la géométrie B-Rep, tandis que FORAN lui-même fonctionne avec un ensemble d'objets géométriques paramétriques de niveau supérieur prédéfinis, allant de primitives simples (par exemple, un cube) à des objets plus avancés (par exemple, des tuyaux, des vannes). Ces derniers sont préférables car les paramètres sont intrinsèquement plus informatifs et ont une empreinte mémoire moindre. Pour améliorer la performance de travail avec les modèles externes, CAD Exchanger a joué un rôle clé dans le développement et l'intégration d'algorithmes permettant de reconnaître automatiquement les objets paramétriques FORAN à partir des modèles B-Rep originaux.
- Suppression de lignes cachées (SLC) : Lors de l'importation de modèles dans FORAN, l'utilisateur a la possibilité de créer des vues 2D du modèle pour la génération de dessins. Initialement, des résultats optimaux étaient fournis uniquement pour les objets paramétriques FORAN. Dans le cas de la géométrie B-Rep et polygonale, la projection consistait en des informations excessives et nécessitait un traitement manuel supplémentaire. Pour simplifier le flux de travail de l'utilisateur, CAD Exchanger a développé un algorithme de suppression de lignes cachées qui identifiait les faces, arêtes et triangles visibles pour une vue spécifiée et permettait ainsi la création de la projection du modèle B-Rep et maillé dans un plan 2D. L'étape suivante a été d'accélérer la performance de la méthode. CAD Exchanger a mis en œuvre le parallélisme informatique pour plusieurs étapes de l'algorithme. Accélérer la génération de projection jusqu'à 5X pour les modèles B-Rep et jusqu'à 8X pour les modèles maillés a fourni une meilleure expérience utilisateur pour les clients FORAN.
Avancées en numérisation dans FORAN : Le parcours continue avec les prochaines améliorations de CAD Exchanger
FORAN évolue constamment vers la numérisation et la mise à niveau de son modèle de données pour garantir la meilleure expérience utilisateur dans la création de meilleurs navires à moindre coût. Ainsi, même si de nombreuses améliorations ont déjà été implémentées dans le système, CAD Exchanger a encore beaucoup à apporter. Parmi les projets en cours, deux sont particulièrement notables :
- Accélération de l'exportation via le multithreading : Comme mentionné précédemment, FORAN stocke juste l'ensemble minimal de données CAO pour maintenir les processus rapides. Cependant, lorsqu'il est nécessaire d'exporter le modèle, la recréation de ses paramètres à partir du modèle de données de FORAN prend beaucoup de temps. En conséquence, il a été convenu d'accélérer le processus avec le multithreading, en s'appuyant sur l'expérience de CAD Exchanger en calcul parallèle. Cette technologie améliorera l'efficacité globale du CPU et l'expérience utilisateur résultante.
- Exportation vers Open Class 3D Exchange : OCX (Open Class 3D Exchange) est un nouveau format d'échange de données entre les logiciels de CAO pour la construction navale et les outils des sociétés de classification. Ces dernières approuvent le design du navire ou le renvoient au concepteur avec des annotations sur les améliorations nécessaires. Comme le format trouve acceptation à la fois parmi les sociétés de classification et les constructeurs navals, la capacité à exporter des données de manière robuste vers OCX deviendra une fonctionnalité essentielle pour FORAN. Les modèles de navires exportés vers OCX permettront aux utilisateurs de FORAN de rationaliser le processus de classification, en l'intégrant avec les processus CAD, CAM, CAE et PLM et en évitant le besoin d'extraction et d'échange de données supplémentaires.
Cette plongée approfondie dans la synergie entre FORAN et CAD Exchanger a révélé les subtilités de l'intégration d'une technologie d'échange de données 3D avancée dans le logiciel de construction navale. Comme nous l'avons vu, cette alliance répond non seulement aux exigences actuelles de l'industrie, mais ouvre également la voie à l'innovation future. Les solutions proposées par CAD Exchanger se sont avérées non seulement adéquates mais transformatrices, garantissant que FORAN reste à l'avant-garde de l'ingénierie maritime dans un paysage numérique en constante évolution.