Transformation de l’ingénierie des transports

La demande croissante des consommateurs pour des options sûres et pratiques a poussé le secteur des transports à développer des technologies alternatives pour le développement des véhicules. Les technologies en matière de groupes motopropulseurs électriques à batterie et à pile à combustible, l’intelligence artificielle des objets ainsi que les méthodologies d’ingénierie, notamment la conception générative et réductrice, la fabrication additive et la fabrication numérique, contribuent à l’évolution de l’industrie.

Les avancées dans le domaine des véhicules hybrides et entièrement électriques font partie de l’évolution de l’industrie et sont attrayantes pour les consommateurs, car elles représentent un meilleur rendement énergétique, un entretien réduit et des options plus respectueuses de l’environnement. Les véhicules connectés et autonomes représentent une technologie véritablement transformatrice qui offre un avenir prometteur si elle est menée à bien en tenant compte de la sécurité des passagers et des piétons.

Tendances technologiques dans le domaine des transports

Plusieurs changements technologiques importants animent le secteur des transports :

1. Évolution de la dépendance aux moteurs à combustion interne vers des sources d’énergie alternatives dans les véhicules électriques et hybrides électriques :

• Bloc-batterie : des expériences sont en cours pour développer un bloc-batterie capable de répondre aux exigences en matière de kilométrage et de gamme de puissance. Le lithium-ion est le plus utilisé dans les véhicules électriques.
• Pile à combustible à l’hydrogène : cette source d’énergie, pour laquelle l’électricité est produite à l’aide d’une pile à combustible alimentée par de l’hydrogène, est de taille appropriée pour alimenter le moteur électrique.

2. Les applications de l’intelligence artificielle (IA) et de l’Internet des objets (IdO) s’étendent dans deux domaines majeurs :

• Conception et fabrication dans le domaine de l’ingénierie : l’IA peut aider à développer des conceptions au niveau des sous-systèmes des véhicules, y compris la conception générative développée à l’aide de logiciels d’IA appuyés par l’intelligence.
• Développement de véhicules connectés et autonomes : l’IA assure une plus grande sécurité, la planification des transports et la prédiction des décisions dans le flux de circulation, tandis que l’IdO offre une plus grande capacité à connecter les systèmes et à contrôler les véhicules. Cette technologie permet la planification, la canalisation, la surveillance et le rendement des véhicules.

3. Industrie 4.0 et 5.0 : l’IA révolutionne la fabrication numérique, l’entretien, ce qui entraîne efficacité et automatisation des processus. L’IA présente des avantages en matière d’optimisation de la production, de programmes d’entretien et de gestion de la chaîne d’approvisionnement, car elle réduit les erreurs humaines, augmente l’efficacité et rationalise les processus.

4. La réalité augmentée et la réalité virtuelle dans la planification des transports : ces outils de visualisation ne sont pas seulement utilisés à des fins de divertissement, mais aident également les fabricants à examiner les données et à planifier la logistique.

5. La fabrication additive : cette méthode d’impression 3D permet de réduire les coûts et les délais en réalisant des prototypes et en évitant le recours à de l’outillage pour la fabrication des pièces. Cette méthode était principalement utilisée pour les pièces de prototypage, mais récemment, des entreprises utilisent cette technologie pour certaines pièces de production, car cette technique élimine les limites des exigences traditionnelles en matière d’outillage.

En plus de ces éléments, des avancées significatives sont enregistrées dans le domaine de l’ingénierie au niveau des sous-systèmes des véhicules, voici quelques exemples d’innovations technologiques rapides dans l’intérieur des véhicules :

• Un écosystème de sièges intelligents
• Des panneaux instrumentaux comme enceintes acoustiques
• Une vision nocturne pour la détection des piétons
• Des tableaux de bord intelligents avec AR (réalité augmentée)
• Un écran protecteur piloté par l’IA pour bloquer le soleil
• Une vitre à réduction de bruit
• Un processus d’estampage à chaud pour une plus grande résistance
• Des matériaux structuraux alternatifs comme la fibre de carbone et le magnésium

Changements dans le domaine de l’ingénierie des véhicules

L’importance accrue accordée au développement des véhicules hybrides et électriques a une incidence majeure sur les méthodes traditionnelles de conception et d’ingénierie dans le développement des véhicules. 

Modifications de la conception du soubassement de carrosserie engendrées par le conditionnement du moteur électrique et du bloc-batterie dans les véhicules électriques (VE) et les véhicules hybrides (VH) :

• Répartition du poids
• Rigidité statique et dynamique du véhicule
• Gestion thermique
• Les modifications apportées au niveau du bruit, des vibrations et de la rudesse (NVH) sont désormais axées sur la qualité du son plutôt que sur la simple réduction
• Conceptions de carrosserie/cabine modulaires sur des châssis standard « planches à roulettes » avec divers schémas de montage

Optimisation du poids grâce à l’utilisation de matériaux légers, de la conception générative et de la conception réductrice. En raison de l’augmentation du poids du bloc-batterie, le poids de la structure doit être réduit.

• Véhicules électriques et véhicules autonomes équipés de logiciels et de matériels qui pilotent la fonctionnalité et la gestion du véhicule. Le nombre de voitures avec systèmes logiciels a considérablement augmenté par rapport aux véhicules à moteur à combustion interne.
• Au fur et à mesure que le besoin en électricité augmente dans les véhicules, la réalisation technique nécessite davantage de câblage. Les véhicules électriques nécessitent des câblages tant à basse tension qu’à haute tension. 
• Il est nécessaire d’envisager une conception adaptée à la fabrication additive, en plus des méthodologies d’outillage traditionnelles.
• Mises à jour pour se conformer à l’évaluation de la sécurité par les organismes de réglementation compétents tels que l’Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) et la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA).

Que doivent rechercher les fabricants chez un prestataire de services?
Alors que le domaine des transports devient de plus en plus compétitif, les entreprises doivent accélérer le processus de développement et accélérer leur vitesse de mise sur le marché. Si les fabricants ne sont pas dotés du personnel ou des capacités nécessaires pour relever ces défis, ils doivent envisager de faire appel à un partenaire pour collaborer au partage des tâches du programme et accélérer le processus. Ils doivent pouvoir compter sur un prestataire de services d’ingénierie pour un certain nombre de responsabilités majeures.

Externalisation des activités d’ingénierie connexes. Dans la mesure où il faut davantage privilégier le développement du groupe motopropulseur/de la chaîne cinématique, les composants de base peuvent être réalisés en dehors de la société. Une aide au développement de systèmes et de composants peut contribuer à mettre le produit sur le marché rapidement.

Besoin en matière de services et de solutions combinés au niveau de l’ingénierie du système. Un guichet unique pour l’ingénierie des produits plutôt que la répartition du projet entre plusieurs fournisseurs. Par exemple, un système qui nécessite une conception et une validation mécanique ainsi qu’un développement électrique et logiciel sera mené à bien plus efficacement s’il ne dépend que d’un seul fournisseur.

Esquiver la gestion des employés et se concentrer sur le produit. Des fournisseurs de services qui peuvent gérer les programmes et les projets au sein de ces programmes avec leurs employés, afin que les entreprises puissent se concentrer sur les exigences du produit.

Modèles d’engagement flexibles et gestion efficace. Les fournisseurs de services doivent faire preuve de souplesse en ce qui concerne les modèles sur place chez le client, à proximité et à l’étranger, afin de trouver un équilibre efficace entre les activités du programme et les solutions financièrement avantageuses. De même, des processus de gestion efficaces pour pouvoir les exploiter et les livrer.

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