(15.10.2020) Sophia Antipolis, France

Considérations gastronomiques

Réunir logiciels de design (CAO) et de simulation (IAO) dans des environnements unifiés est un processus en marche depuis des décennies. D’un côté, les éditeurs de CAO – beaucoup plus grands – ont ajouté des capacités de simulation à leurs systèmes à travers des acquisitions essentiellement sur la période 2005-2015. Du point de vue de l’IAO, le marché s’est consolidé à un rythme élevé ces dernières années et les acteurs qui restent rajoutent de plus en plus de fonctionnalités de conception géométrique dans leurs offres.

Clairement, les deux espaces se rapprochent afin de porter vers l’amont les résultats de simulation. Plus ils sont proches de la conception, plus ils participent à la réduction du temps de mise sur le marché de nouveaux produits. Au plus vite un designer peut tester par simulation la viabilité de sa conception, au plus vite elle peut être corrigée sans conséquences chronophages supplémentaires.

Il est difficile de déterminer si les applications de conception générative (generative design) et de conception orientée par simulation (simulation-driven design) sont une conséquence ou une cause de ce mouvement vers l’amont de la simulation. Peu importe, les plateformes d’ingénierie qui offrent ces fonctionnalités foisonnent tant dans l’espace CAO que celui de l’IAO.

Du point de vue du développeur, construire des logiciels qui intègrent conception et simulation met en évidence quelques défis et inspire de nouveaux besoins. Et ce point nous concerne, nous ici à Ceetron, en tant que fournisseur de kits de développement (SDK) pour l’IAO.

Ma thèse pour ce blog était de dire que rapprocher des SDK d’ingénierie plutôt que de les faire travailler côte-à-côte donnait le surplus de puissance nécessaire à relever ces défis. Je séchais un peu pour la phrase d’accroche quant un serveur vint à mon secours de manière inopinée. Un traditionnel « Fromage ou dessert ? » (… et pourquoi choisir ?!) a suffi à mon bonheur de blogueur.

Pour la petite histoire, j’étais d’humeur disruptive et j’ai commandé les deux.

Si un développeur IAO est confronté à la tâche d’intégrer des structures de données et des visualisations tant de géométries de conception que résultats de simulation numérique, préférait-il travailler avec deux kits de développement spécialisés ou une plateforme plus étendue qui couvre l’ensemble du contexte technique ? Et cette phrase vaut bien évidemment dans le cas d’une développeuse également.

Des SDKs isolés « font le job » seuls jusqu’à un certain point, tout comme le « fromage OU le dessert », mais le véritable confort n’est atteint qu’avec « le fromage ET le dessert »

A propos de Tech Soft 3D et Ceetron AS

Un bon point de départ pour créer un environnement de développement aussi versatile est d’héberger les meilleurs outils du marché au sein de la même structure. C’est ce que vient de réaliser Tech Soft 3D en acquérant Ceetron AS. Curieusement, les deux entreprises ont été fondées en 1996 et ont suivi des chemins similaires, chacun dans son domaine spécifique.

La plateforme de SDKs HOOPS de Tech Soft 3D est leader sur le marché pour le développement d’une vaste gamme d’applications d’ingénierie. Combinant une technologie graphique de pointe, une traduction de données robuste et efficace des formats de CAO industriels, et un toolkit pléthorique de publication de données 3D, HOOPS est la colonne vertébrale de centaines d’applications desktop et web.

Ceetron Components, également disponible tant pour le développement desktop que web, sont les SDKs de référence pour le traitement de données et la visualisation en IAO. Ils sont complétés par un SDK d’importation qui lit la plupart des formats standards de la simulation numérique, ainsi que par un large éventail de possibilités pour publier et partager – même à distance – des modèles d’analyse tridimensionnels et interactifs. Ces composants prennent en charge la visualisation d’offres de simulation majeures du marché et sont utilisés avec succès en développement interne auprès de partenaires industriels de premier ordre.

Il n’y a pas l’ombre d’un doute : des chemins similaires parcourus depuis 25 ans dans des marchés similaires ont conduit à des SDKs qui ont beaucoup de choses en commun malgré les différences de leurs champs d’applications de prédilection.

L’intégration des données CAO et IAO

Le fait est que même si la conception et la simulation partagent un même objectif – le produit final – les ingénieurs de chaque espace ont des besoins fondamentalement différents pour ce qui est du traitement de données, leur visualisation et leur partage.

La conception assistée par ordinateur est la version électronique de la bonne vielle planche à dessin. Une représentation géométrique précise est essentielle à la conception de systèmes sophistiqués, comprenant souvent un grand nombre de composants. Il y a peu de place pour la simplification ou l’approximation : les formes sont complexes, et par conséquent, les outils pour les créer le sont également. La panoplie de fonctionnalités d’un logiciel de conception doit non seulement proposer une génération de géométrie efficace – le dessin en soit – mais doit également se préoccuper des contraintes d’ingénierie et des normes afin d’assurer la conception est conforme et qu’elle peut en principe être manufacturée. Enfin, un rendu graphique efficace et de qualité est nécessaire pour

Le transfert de ces données à la simulation peut rapidement se révéler cauchemardesque. En contradiction avec les besoins de la conception, l’ingénierie assistée par ordinateur fuit la complexité géométrique. Des formes compliquées avec un grand niveau de détail se traduisent par des temps de calculs élevés (voire inaccessibles). Qui plus est, les structures de données ne sont tout simplement pas les mêmes : la CAO s’appuie sur des surfaces d’ordre élevé (la plupart du temps des NURBS), tandis que l’IAO traite des maillages de nœuds et d’éléments dûment connectés. Le défi du passage de l’un à l’autre consiste à convertir les NURBS complexes en un maillage en préservant les caractéristiques pertinentes

De plus, le but dans la vie de l’IAO est de produire des résultats. De nos jours, ce sont des giga-octets et des giga-octets de résultats qui sont produits par une simulation standard. La visualisation en IAO doit s’accommoder de ces données massives, et devra s’habituer à les voir enfler encore plus avec la généralisation de l’optimisation et du machine-learning. Les ingénieurs ne s’intéressent plus à une ou deux simulations à la fois : ils cherchent désormais à bonifier leur analyse par des technologies qui en sondent des centaines ou des milliers.

Un accès performant à des jeux de données titanesques est un élément clef de tout SDK en IAO. Une extraction de caractéristiques optimisée est une autre catégorie d’algorithmes où la différence se fait sentir : plans de coupes, isosurfaces et isovolumes, tracés de particules sont de outils de base où la performance est un prérequis.

Conclusion : soyez disruptifs, commandez les deux !

La conception est une affaire des systèmes sophistiqués et de géométries complexes. L’IAO travaille sur des formes simplifiées et est toute tournée vers l’analyse des résultats. Les deux domaines doivent interagir à travers des flux et des structures de données efficaces. Ils doivent également coopérer pour répondre aux besoins d’une visualisation qui fait intervenir résultats de simulation et géométrie.

Le défi que représente ce mélange de deux mondes est devant nous. La récompense également : la prochaine génération de logiciels d’ingénierie s’adaptera invariablement aux ingénieurs de conception et de simulation.

Aujourd’hui, les deux meilleurs SDKs pour construire cet avenir jouent désormais dans la même cour : restez à l’affût, une ère excitante s’ouvre pour notre communauté.

Andres, CMSO