Tandis que nous replongeons la tête sous l’eau à l’approche d’une seconde vague, les opportunités pour s’engager dans des changements radicaux fleurissent partout. Dans un blog précédent, j’ai analysé les bienfaits et les contraintes du télétravail en introduisant l’idée que la clef du succès se trouvait dans la technologie.

Dans l’espace de l’ingénierie numérique, ceci se traduit par la nécessité d’offrir aux ingénieurs des outils logiciels performants, sécurisés, confortables et à coût maîtrisé, afin qu’ils puissent depuis chez eux lancer leurs calculs, en post-processer les résultats et partager leurs analyses. La plupart de ces contraintes inhérentes à un bureau domestique se focalisent sur l’interface utilisateur et l’accès qu’elle procure aux modèles et résultats étudiés.

Le même blog concluait que sur ce point spécifique, confier au matériel client le rendu visuel sur base de WebGL était la plupart du temps incontestable : une situation gagnant-gagnant pour employeurs et employés, et affaire conclue. Il y a quelques rares cas de modèles XXXXL où un bureau à distance reste la seule alternative, mais il s’agit là de l’exception qui confirme la règle.

Mais la visualisation n’est qu’une des étapes d’un workflow d’ingénierie. Dans le présent article, j’explore plus largement les besoins de l’ingénieur de simulation pour introduire une boîte à outils « tout compris » que nous venons de mettre au point ici à Ceetron : Visual Workflows.

« Multi-solver, automatisable et accessible à distance » sont les caractéristiques que je mettrais en avant pour décrire l’environnement moderne d’un ingénieur numérique, en particulier pour ceux qui travaillent dans de grandes structures. Chacune de ces fonctionnalités comporte sa part de bienfaits et de difficultés méritant qu’on s’y attarde un peu.

L’environnement universel ou la quête du Saint-Graal

Vers la fin des années 2000 et au début des 2010, des fournisseurs majeurs de CAO tels Autodesk ou Dassault Système s’engagèrent dans une frénésie d’acquisitions d’éditeurs de logiciels de simulation, dans l’idée d’établir des plateformes unifiées mêlant indistinctement conception et simulation.

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Tous les “simulateurs” ne furent pas avalés cependant, et à leur tour, ils ont continué à grandir le plus souvent par rachats externes, et cela de façon marquée ces dix dernières années. ANSYS, MSC, ESI, SIEMENS (et d’autres bien sûr) proposent aujourd’hui une vaste gamme d’outils de simulation, tentant en quelque sorte de répondre à tous les besoins des ingénieurs comme l’avaient fait leurs homologues de la CAO auparavant.

Ces stratégies n’ont jamais fonctionné à 100%. Mon intuition est que la haute technicité et spécificité des solveurs rendent difficile l’élaboration d’une offre qui convient à tout. C’est un objectif louable, mais la réalité est que les grandes entités industrielles choisissent leurs solveurs ici et là. Parfois, ce n’est même pas un choix technique, juste une question d’historique dans l’entreprise ou une préférence personnelle du responsable de la simulation.

L’environnement d’un ingénieur numérique est multi-solveur – avec toute la douleur que cela implique : formats de fichier différents, éléments différents, résultats différents (les interpolations qui vont des nœuds aux éléments, et que faire pour transporter … ?). Sans parler de la nécessité de maîtriser les interfaces utilisateur différentes afin de tirer un maximum de ses simulations.

L’automatisation : un réflexe des ingénieurs

Chaque ingénieur a une unité centrale d’optimisation implantée dans son cerveau. C’est comme ça, c’est la vie. Dès que quelque chose peut être amélioré ou accéléré – à coût raisonnable – l’ingénieur se démène pour mettre en œuvre la solution qui est meilleure ou plus rapide.

Les raisons pour automatiser ce qui peut l’être dans un cycle de simulation sont multiples : l’environnement multi-solveur que nous venons de discuter, une utilisation plus efficace des heures-ingénieur, une augmentation du nombre de simulations pour une analyse plus fine, etc…

Référence:  Robinson, M.A. (2010), An empirical analysis of engineers’ information behaviors. J. Am. Soc. Inf. Sci., 61: 640-658. doi:10.1002/asi.21290

Les bénéfices tirés de la réduction des interventions manuelles lors du processus de simulation sont tels que toute une branche de la communauté IAO – le SPDM (Simulation Process Data Management) se concentre sur le développement de plateformes qui favorisent l’automatisation, la gestion des données et le partage.

Esteco, PDTec, Aras, Noesis Solutions, Arc Advisory Group et bien d’autres proposent une vaste gamme d’outils pour fluidifier les workflows d’ingénierie multi-solveurs, promouvoir la collaboration et optimiser le processus de simulation dans son ensemble. Il va sans dire que les grands noms de la simulation ont leurs propres outils SPDM : MSC SimManager, Ansys Engineering Knowledge Manager, Siemens CAE Simulation Management, etc…

Cependant, selon le rapport CIMdata sur le PLM (2018) : « Les estimations dans l’industrie indiquent que bien moins de cinq pour cent de tous les spécialistes de la simulation et de l’analyse dans le monde utilisent une forme de technologie de SPDM pour gérer et archiver leurs modèles et collaborer avec d’autres ingénieurs numériques ou designers »

Il convient de remarquer que ce pourcentage ridicule ne prend pas en compte les processus « maison » développés en interne. A Ceetron, nous fournissons des composants logiciels de visualisation et des modules Python tant à des acteurs du SPDM qu’à des industriels. Nous n’avons bien sûr pas fait d’étude à grande échelle mais nous observons qu’un grand nombre d’entreprises prennent en charge en interne l’automatisation de leurs processus, ce qui nuancerait fortement l’utilisation réelle de ces technologies. Le sujet est assez stratégique, et certains utilisateurs préfèrent garder le contrôle tout simplement.

Remote CAE Visualization: key to streamlined workflows success

Une des fonctionnalités suprêmes du SPDM est d’exposer les données à tous les intervenants. Que le processus de simulation automatisé soit implémenté en interne ou acheté à un fournisseur externe, les résultats des solveurs seront stockés et archivés dans des emplacements bien déterminés.

Ce modèle centré sur les données poursuit deux objectifs : a) faciliter l’accès et les requêtes sur cette grande quantité d’information – c.à.d. se comporter comme une base de connaissances et b) permettre l’application d’algorithmes globaux qui travaillent sur des populations de simulations, qu’il s’agisse d’optimisation ou d’intelligence artificielle.

La façon dont les utilisateurs accèdent à ces données distantes est un élément déterminant du succès et de l’efficacité des systèmes SPDM. Il est utile de pouvoir taper un mot-clef afin d’accéder instantanément aux simulations qui s’y rapportent. Il est encore plus pertinent si ces résultats sont accessibles dans leur nature 3D interactive attendue par les ingénieurs calcul.

La visualisation WebGL native pour le cloud de Ceetron cible cette qualité d’interaction, fournissant un accès distant qui est sécurisé et confortable, de haute définition visuelle et à un coût réduit.

  • Le rendu visuel par le matériel client procure aux applications Web qui s’utilisent dans un browser un confort d’utilisation équivalent aux applications desktop traditionnelles.
  • Minimiser les données qui quittent le serveur est la meilleure façon de prévenir les fuites de sécurité : ne quitte le système informatique de l’entreprise que le strict minimum nécessaire à l’affichage demandé.
  • Enfin, puisque le rendu visuel est réalisé par le matériel client, le serveur n’a pas besoin de carte graphique dédiée, ce qui réduit son coût d’un facteur 5 à 10.

Ceetron Visual Workflows :  une toolkit “tout compris” pour les processus de simulation numérique

Cinq ans après sa première version, la technologie de visualisation à distance de Ceetron est mature et bien établie sur le marché de l’ingénierie numérique, tant auprès d’éditeurs de logiciels de simulations que d’utilisateurs finaux. Ce que nous avons observé pour ces derniers est qu’ils achetaient le plus souvent une combinaison de nos produits pour les assembler afin de construire des workflows efficaces, que ce soit en partant d’une feuille blanche ou en les intégrant dans des systèmes déjà établis.

C’est pour cette raison que nous avons décidé de simplifier l’accès à ces technologies modernes de visualisation en créant l’offre « Ceetron Visual Workflows », un ensemble d’outils multi-solveurs pour développer et automatiser des processus de post-traitement de simulations, qui poursuit l’objectif de rendre l’information accessible partout, en 3D et interactivement – les images et autres vidéos ont fait leur temps.

Ceetron Visual Workflows se structure en trois catégories d’outils, chacune ciblant les étapes principales de votre processus.

Analyse

Ce premier ensemble d’outils a pour objectif de générer des « modèles d’analyse » qui seront stockés et partagés à distance avec vos collègues. Les modèles d’analyse sont des instantanés 3D et interactifs d’une séance de post-traitement – ce que contient la vue de vos résultats à un instant donné : par exemple, une animation des déplacements avec deux plans de coupe, ou un suivi de particules agrémenté d’une iso-volume.

Les mots ont leur sens, mais la réalité est souvent plus explicite. Ci-dessous, un modèle d’analyse :

Ce premier ensemble d’outils permet la génération de modèles d’analyse de façon interactive avec notre post-processeur Analyzer, qui fonctionne soit en local soit à distance. Il propose également des modules Python qui permettent d’automatiser la génération. Et si vous disposez de ressources de développement C++, un SDK vous permet de développer quelque chose de plus personnalisé. Vous avez le choix, le but étant de produire l’information à archiver et partager.

Comme pour l’ensemble de Visual Workflows, tous ces outils fonctionnent sur une large gamme de formats de fichiers populaires tels que : Ansys, Nastran, OpenFOAM, Fluent, LS-DYNA, Ensight, Hyperworks, VTU, MSC Marc, Femap, etc…

Portails de partage

L’ensemble d’outils suivant se charge du stockage des modèles d’analyse générés.

Le portail le plus simple à mettre en œuvre est le nôtre : cloud.ceetron.com. Nous vous fournissons des abonnements et de l’espace de stockage. La plupart du temps, ce portail est utilisé à des fins de test ou d’évaluation. Si vous êtes attentifs à la sécurité, la première solution est d’installer ce même type de portail dans votre propre périmètre informatique – ou ailleurs, c’est votre choix. Enfin, si ce portail prédéfini ne répond pas à vos attentes, si vous voulez quelque chose de personnalisé ou des fonctionnalités plus riches, vous avez également accès à notre SDK de développement Cloud pour construire votre propre solution.

Visualiseurs à distance

Les modèles d’analyse sur votre portail sont désormais accessibles à tout utilisateur autorisé disposant d’un browser (à qui vous aurez transmis l’URL, comme Dropbox). Cela fonctionne sur un PC portable, une tablette, même un smartphone (ou une SmartTV !). Notre directeur technique se pâme devant ses modèles 3D sur l’écran de sa voiture connectée…

Nous fournissons des visualiseurs prêts à l’emploi, tout comme un ensemble d’applications desktop intéressantes (insérer des modèles d’analyse dans Powerpoint par exemple). Il y a même un outil de réalité virtuelle pour les détenteurs d’un casque Oculus Rift.

Et comme pour le reste, vous êtes toujours libre de développer votre propre outil en utilisant le SDK.

Avec Ceetron Visual Workflows, nous avons fait de notre mieux pour mettre en valeur notre technologie une fois que les pièces du puzzle sont assemblées. Cette boîte à outils est la vôtre : construisez de nouveaux processus, rénovez ceux qui vieillissent mal ou prenez simplement du plaisir avec le partage de résultats de simulation tel qu’il devrait être.