Airbus a utilisé un module développé en collaboration avec Cenit pour automatiser la création de 8000 pièces de structures de son avion-cargo Beluga XL.
Quand un gros porteur Airbus avale une baleine, il devient le Beluga XL. La nouvelle version de l’avion-cargo du constructeur européen vient de rentrer en production. Ses dimensions hors norme le destinent au transport des tronçons et des ailes d’autres modèles d’Airbus entre les sites de fabrication et d’assemblage. Cinq avions de ce type devraient être en service au milieu de l’année 2019. Ils permettront notamment de répondre à la montée en cadence des fabrications d’A320 et du nouveau A350XWB.
Conception paramétrique de 8000 pièces
Particularité de sa conception, le Beluga XL a utilisé une méthodologie paramétrique pour générer automatiquement des pièces structurelles. Rien de très nouveau direz-vous. La conception paramétrique est employée par de nombreux industriels. Mais peut-être pas à cette échelle… Plus de 8000 pièces ont été créées automatiquement à partir de seulement 3 pièces maitresses. Résultat ? En 24 heures, les ingénieurs ont ainsi pu disposer d’une maquette numérique complète de la coque supérieure de la soute sur leurs écrans. Outre la réduction de la charge de travail pour eux, ce processus automatique a généré des pièces 100% correctes et des normes d’affichage uniformes pour chaque composant. Enfin, ces informations ont pu être transmises au département de production pour réaliser plus rapidement les outils de formage et gagner du temps sur le cycle complet de production.
Le process en détail
Pour ce projet, Airbus s’est adressé à la société d’intégration et de conseils Cenit. Celle-ci avait travaillé sur ce type de démarche dans le cadre d’un projet baptisé I-Chain. Dans le cadre du Beluga XL, les pièces dessinées automatiquement sont principalement les longerons, les traverses, ainsi que les clips de raccordement de la structure supérieure de la soute. Cenit a développé les « pièces maîtresses » pour ces familles de composants et défini les règles de conception et de fabrication associées dans le logiciel de CAO Catia.
Un exemple de règle de conception ? En fonction de la longueur du clip (déterminée par la distance entre deux longerons), le nombre et la position des rivets sont calculés automatiquement. Le calcul respecte le diamètre du rivet, la hauteur et la marge sur les bords. Ce calcul respecte également les principes de conception pour la distance minimum et maximum pour les fixations dans le longeron. Les clips sont également préparés pour un outillage automatique. Dans le « Master Tooling » le nouveau clip remplace un clip factice et le Master Tooling est mis à jour automatiquement. Le Master Tooling comprend tous les dessins de fabrication, les programmes NC et la nomenclature. La préparation d'un nouvel outil se fait en moins de 5 min.
Tous les principes de conception et les exigences de fabrication sont intégrés dans les pièces maîtresses et validées avant que la DMU (maquette numérique) ne soit complétée par la macro. Les pièces générées ont été soumises aux vérifications automatiques de qualité et n’ont présentées aucune erreur.
Pour la soute, le logiciel a généré automatiquement près de 7500 clips et environ 600 longerons et traverses. Pour les clips, dont il existe un nombre particulièrement élevé de variantes, Cenit a implémenté un outil qui compare plusieurs paramètres d'un nouveau clip avec ceux des clips existants. Si les valeurs sont comprises dans un intervalle autorisé en termes d’écarts, alors le modèle existant sera réutilisé. Ainsi, le nombre de clips différents peut être ramené à environ 1400.
Le projet I-Chain
La conception et la fabrication de famille de pièces et d’assemblages sont souvent réalisées manuellement. Et les différentes informations indispensables à ces tâches sont éparpillées dans différents formats et documents.
Le projet de recherche publique I-Chain auquel à collaborer Cenit a permis d’identifier les process adoptés par les concepteurs et ingénieurs, puis à les optimiser, et à les intégrer au sein d’une chaîne automatisée au maximum. La création manuelle et les tests ont ainsi été réduits en introduisant dans le système CAO des modèles paramétriques associées à des règles de conception et de fabrication. Une démarche qui a permis des économies de temps importantes, ainsi qu’une amélioration de la qualité des éléments générés chez Airbus et chez certains de ses fournisseurs.
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