Expertises

Les limites des plans 2D/3D dans l’industrie

Victor Bommelaer

Lecture : 9 min - 25 juillet 2023

Les plans 2D/3D sont-ils vraiment indispensables pour concevoir un produit industriel ? Cette question en apparence incongrue, mérite une réflexion approfondie à l’heure où la complexité devient un frein évident à la conduite des projets industriels : représentation imprécise et partielle, manque de contextualisation, simulation limitée, difficultés de partage et de mise à jour…pour ne citer que quelques difficultés liées à l’usage de plans. 

L’émergence de technologies numériques telles que le jumeau collaboratif pourrait aider les entreprises industrielles à relever ces défis. En offrant une représentation précise, interactive et dynamique des produits industriels, ces technologies permettent non seulement une meilleure compréhension du produit, mais également une gestion plus efficace et collaborative de l’information. Focus sur un changement de paradigme dans l’industrie. 

Les plans 2D/3D : une représentation imprécise et partielle

Les plans 2D/3D constituent une représentation imprécise et partielle de la réalité : imprécise, parce qu’ils ne permettent pas de saisir le produit dans toute sa complexité, et partielle, parce qu’ils ne contextualisent pas le produit dans son environnement. 

Saisir la complexité et la dynamique d’un produit industriel

Représenter un produit industriel dans toute sa complexité est un défi de taille. Malgré l’utilité indéniable des plans 2D/3D, ces derniers ne parviennent pas toujours à retranscrire fidèlement les nombreux détails d’un produit, qu’il s’agisse de ses différentes parties, de la manière dont elles s’articulent entre elles ou de leur fonctionnement.

Prenons l’exemple d’un moteur d’avion : ce système complexe se compose d’environ 20 000 éléments. Sur un plan 2D, il est quasiment impossible de représenter toutes les pièces du moteur et leur position relative les unes par rapport aux autres. Dans ces conditions, il est difficile d’appréhender la structure globale et le fonctionnement du moteur. 

La modélisation 3D offre une vue plus “réaliste” du produit mais ne permet pas de représenter la façon dont les pièces s’articulent entre elles, les flux d’air à travers les compresseurs, les phénomènes aérodynamiques et thermiques qui ont lieu dans la chambre de combustion, etc. Même si les plans 3D constituent une avancée immense pour la conception industrielle, ils ne permettent pas de saisir la complexité et la dynamique d’un produit. 

Par ailleurs, les plans 2D/3D n’offrent pas une perception spatiale et encore moins une immersion comparablecomparables à ce qu’offrent des modèles physiques ou la réalité virtuelle. Même sur un plan en 3D, il n’est pas possible de “se promener” à l’intérieur du produit, de le voir sous tous les angles ou de comprendre intuitivement son fonctionnement. 

Par exemple, dans le cas d’une opération de maintenance sur un site de production énergétique, les techniciens ne peuvent pas s’appuyer uniquement sur des plans 2D/3D pour planifier leur intervention. En effet, ces outils ne permettent pas de se projeter dans l’espace et de visualiser des contraintes d’accès ou de montage, contrairement à un jumeau numérique ou une immersion en réalité virtuelle.

Contextualiser le produit industriel dans son environnement

La réalité opérationnelle d’un produit industriel ne se résume pas à sa seule structure physique. Il est indispensable de prendre en compte l’environnement dans lequel le produit va évoluer, c’est-à-dire les conditions réelles d’utilisation et les interactions avec d’autres systèmes. Or, les plans 2D/3D n’offrent pas les informations pour contextualiser le produit. 

Disposer uniquement de plans 2D/3D sans informations contextuelles revient à connaître la carte, mais pas le territoire : le produit industriel est conçu sans prise réelle avec la réalité. Cet aveuglement partiel peut entraîner des conséquences sur la performance et la fiabilité du produit, et à l’origine de dépassements de délais (et donc, de budget). 

Prenons l’exemple d’un navire de commerce. Sur un plan 2D/3D, ce navire est généralement représenté de manière isolée, sans tenir compte des conditions environnementales dans lesquelles il doit naviguer. Or, un navire de commerce ne navigue pas dans le vide. Il doit affronter les vagues, le vent, les courants marins. Il doit également interagir avec d’autres systèmes : les ports, les canaux de navigation, le trafic maritime, etc.

Sans ces informations contextuelles, un plan 2D/3D du navire ne donne qu’une image partielle et donc potentiellement trompeuse de sa réalité opérationnelle. Comment le navire se comportera-t-il dans une mer agitée ? Comment son système de navigation interagira-t-il avec le système de contrôle du trafic maritime ? Quels seront les défis à relever lors de l’accostage dans un port particulier ? Autant de questions qui restent sans réponse avec un simple plan 2D/3D.

Plan 2D 3D

La gestion de l’information industrielle: un facteur de productivité à ne pas négliger

Les plans 2D/3D : une source de risques et d’inefficacité

La gestion de l’information est un facteur essentiel pour la réussite d’un projet industriel. Or, les plans 2D/3D rendent ce processus particulièrement difficile et entraînent une augmentation significative du risque d’erreurs, d’incohérences et de pertes d’information.

Gagner du temps dans le temraitent de l’information

La gestion de l’information industrielle sur la base de plans 2D/3D implique de nombreuses tâches manuelles : intégration des modifications, export et transmission des fichiers, recopie d’informations…. Ces tâches sont chronophages et impactent le projet dans son ensemble : en effet, le temps passé à la réaliser n’est pas consacré à des activités plus productives, comme la conception, la production ou la résolution de problèmes. De plus, les modifications réalisées sur un plan peuvent conduire à des ajustements manuels sur de nombreux autres plans associés, augmentant ainsi le temps de traitement et le risque d’erreurs. 

Réduire le risque d’erreur ou de mauvaise interprétation

L’un des écueils majeurs de l’utilisation de plans 2D/3D réside dans le risque d’erreur ou de mauvaise interprétation des informations lors de la transmission et la copie des fichiers. Qu’il s’agisse de dimensions, de matériaux ou de procédures de montage, une information non transmise ou mal comprise peut compromettre la performance voire la sécurité du produit, sans compter les ajustements coûteux en temps et en ressources que cela peut entraîner. 

Supprimer le risque de désynchronisation des versions

Un projet industriel donne lieu à d’innombrables révisions des plans 2D/3D, ce qui implique une bonne synchronisation des versions pour garantir aux parties prenantes qu’elles travaillent sur la version la plus à jour. En effet, une version obsolète d’un plan peut facilement entraîner des conséquences graves sur le déroulement et le coût final d’un projet.

Par exemple, si une équipe de conception apporte une modification à un plan, mais que cette modification n’est pas correctement communiquée à l’équipe de production, cette dernière peut continuer à produire des pièces basées sur l’ancienne version du plan. Lorsque l’erreur est détectée, la rectification peut entraîner un retard  et un surcoûts importants, sans compter la détérioration de la relation entre les équipes.

Le jumeau numérique collaboratif : une alternative aux plans

Le jumeau numérique collaboratif apporte des réponses concrètes aux problèmes posés par les plans 2D/3D traditionnels. Représentation virtuelle d’un produit ou d’un système industriel, le jumeau numérique intègre non seulement sa complexité physique, mais aussi sa dynamique opérationnelle et son environnement. 

Avec un jumeau numérique, il est possible d’appréhender un produit industriel dans toute sa complexité. Les moindres détails sont accessibles et observables sous différents angles, et il est plus aisé de comprendre les interactions entre chaque élément et leur comportement dans le fonctionnement global du produit. 

De plus, le jumeau numérique facilite l’immersion dans le produit ou système et apporte ainsi une compréhension approfondie de celui-ci, bien au-delà de ce que peuvent offrir les plans 2D/3D. En effet, au-delà des dimensions physiques du produit, le jumeau numérique intègre les données contextuelles cruciales pour modéliser les interactions du produit avec d’autres systèmes et simuler son fonctionnement dans certaines conditions particulières. 

En outre, un jumeau numérique collaboratif est un atout précieux pour la gestion de l’information. Les parties prenantes y réalisent leurs ajouts et enrichissements, qui sont alors visibles par tous. Plus besoin de se soucier de la synchronisation des plans : le jumeau numérique est toujours à jour. Plus besoin de communiquer d’innombrables versions des plans aux équipes, le jumeau numérique fait office de référentiel unique persistant, réduisant ainsi le temps passé au traitement manuel de l’information et le risque d’erreurs qui en découle.

En conclusion, malgré leur rôle fondamental dans la conception industrielle, les plans 2D/3D présentent des limites significatives : ils offrent une représentation imprécise et partielle des produits, engendrent des risques d’erreur, d’incohérences et de perte d’information. De plus, ils nécessitent un travail manuel considérable pour leur mise à jour et leur synchronisation. 

Les jumeaux numériques collaboratifs émergent comme une solution innovante, en intégrant la complexité, la dynamique et le contexte des produits industriels. Ils offrent une gestion de l’information plus efficace et favorisent une meilleure collaboration entre les parties prenantes. Leur adoption généralisée pourrait révolutionner la manière dont nous concevons, fabriquons et exploitons les produits industriels, rendant l’industrie plus performante, plus sûre et plus innovante.

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