Habibi Husain Arifin, South Manufacturing Asie-Pacifique – Consultant en processus industriels, Dassault Systèmes
Les industries de l’aérospatial et de la défense subissent une pression géopolitique croissante pour fournir des systèmes complexes haute performance, plus rapidement, de manière plus sûre et plus rentable que jamais. À cette fin, l’ingénierie des systèmes basée sur des modèles (MBSE), en tant qu’approche digitale prioritaire pour gérer la complexité de l’ingénierie moderne, est devenue un accélérateur essentiel dans les programmes de défense et d’aérospatial à travers le monde.
L’ingénierie digitale, qui trouve son origine dans une initiative stratégique du ministère américain de la Défense, vise à relier tous les composants de l’écosystème de la défense, des organismes gouvernementaux et réglementaires aux principaux sous-traitants, en passant par leurs fournisseurs et les industriels, grâce à des cadres digitaux partagés. Des pays comme le Royaume-Uni et l’Australie ont depuis adopté des stratégies similaires. En 2024, l’Australie a introduit sa propre norme d’ingénierie digitale, influencée et inspirée des initiatives américaines.
Ces cadres mettent l’accent sur quatre piliers fondamentaux : le jumeau virtuel, le fil numérique, l’artefact numérique et le modèle numérique. Parmi ces piliers, le modèle numérique, qui comprend la représentation des exigences, de la structure, des fonctions et de l’architecture est au cœur du MBSE. Il offre un langage commun et une « source de vérité » plus cohérente et traçable, qui améliore la collaboration entre plusieurs disciplines d’ingénierie.
Qu’est-ce que le MBSE et en quoi son rôle est-il essentiel ?
Pour comprendre le MBSE, il faut d’abord maîtriser l’ingénierie des systèmes. Celle-ci agit comme un cadre transdisciplinaire reliant des domaines spécialisés tels que l’ingénierie mécanique, électrique, électronique et logicielle. Elle garantit que tous les sous-systèmes et composants d’un système fonctionnent en harmonie.
Le MBSE va encore plus loin.
Plutôt que de s’appuyer sur la documentation traditionnelle, le MBSE couvre toutes les exigences, conceptions et validations des systèmes à travers des modèles intégrés. Ces modèles ne sont pas de simples schémas visuels. Ce sont des artefacts dynamiques et riches en sémantique qui permettent une prise de décision fondée sur les données, la réutilisation, la validation, la simulation et la traçabilité.
Il est essentiel d’opérer un changement de paradigme pour mettre en œuvre le MBSE. Les organisations doivent passer d’une culture reposant sur les documents à une culture fondée sur des modèles numériques. Ce changement améliore la continuité et la traçabilité des informations, réduit les erreurs dues à une mauvaise communication et augmente la vitesse et la précision des itérations de conception.
L’adoption du MBSE, un enjeu de taille dans l’aérospatial et la défense
L’aérospatial et la défense comptent parmi les premières industries à avoir adopté le MBSE. Elles opèrent dans un espace hautement stratégique, où les défaillances des systèmes peuvent entraîner des dommages collatéraux pour les personnes et les biens, voire compromettre la sécurité nationale.
La complexité des systèmes de défense et aérospatiaux augmente de manière exponentielle. Au début du XXe siècle, les produits étaient principalement mécaniques. Les systèmes actuels, eux, intègrent des composants électroniques, des logiciels et, de plus en plus, des capacités d’IA et d’autonomie. Cette évolution s’accompagne d’une multitude d’interfaces, notamment mécaniques, électriques, logicielles et réseau, qu’il faut gérer avec minutie.
Cette complexité, notamment avec des systèmes reposant sur des documents, entraîne non seulement des inexactitudes, mais devient également peu à peu ingérable.
Le MBSE offre une solution évolutive en organisant, en simulant et en validant plusieurs systèmes dans un environnement digital unifié qui offre des avantages évidents : meilleure intégration des systèmes, détection précoce des erreurs, conformité rationalisée et collaboration nettement améliorée entre les parties prenantes.
Grâce à sa plate-forme CATIA Magic (anciennement connue sous le nom de MagicDraw ou Cameo), Dassault Systèmes est à la pointe de l’adoption du MBSE dans l’industrie de la défense et de l’aérospatial. CATIA Magic fait partie des outils les plus conformes avec les normes du marché : il prend en charge des cadres tels que UML et SysML, UAF, UPDM, DoDAF, MoDAF et NAF.
Depuis de nombreuses années, CATIA Magic est reconnue comme l’une des solutions industrielles de référence Les pays tels que l’Australie et ceux de l’ASEAN (Association des nations de l’Asie du Sud-Est), désireux de connaître un succès comparable, auraient tout intérêt à adopter CATIA Magic comme solution de référence.
Principaux avantages du MBSE
1. Gestion de la complexité : Le MBSE excelle dans la gestion de la complexité croissante des systèmes modernes. Il offre une méthode structurée pour modéliser les interfaces et les dépendances entre les composants matériels et logiciels, réduisant ainsi le risque d’échecs d’intégration.
2. Traçabilité et assurance qualité : Chaque modification des exigences est automatiquement répercutée dans le modèle grâce au MBSE. Cela permet une analyse d’impact en temps réel et une traçabilité tout au long du cycle de développement, un aspect extrêmement difficile à gérer avec des documents statiques.
3. Réutilisabilité et rentabilité accrues : Le MBSE favorise la conception modulaire et la réutilisation grâce à des bibliothèques de modèles. Les organisations peuvent,en effet, créer des composants standardisés et des modèles de conception pouvant être adaptés à plusieurs projets, ce qui réduit les coûts et le temps de développement. Cet outil prend également en charge l’ingénierie des gammes de produits pour un développement plus efficient des variantes.
4. Protection de la propriété intellectuelle : Dans un écosystème digital collaboratif, la protection de la propriété intellectuelle est essentielle. Les plateformes MBSE telles que CATIA Magic offrent un contrôle précis de l’accès aux projets et aux modèles, notamment grâce à des fonctionnalités comme le marquage et la classification des données, le filtrage et la visualisation sur le web, qui empêchent tout accès non autorisé aux informations sensibles des modèles et aux ressources protégées par la propriété intellectuelle.
5. Activation des capacités adaptées aux enjeux futurs : Le MBSE prend en charge à un stade précoce la modélisation de la conception et de l’architecture intégrant les domaines mécanique, électrique et logiciel. Ainsi, les équipes en aval travaillent à partir d’une base commune, ce qui réduit le risque de devoir repartir de zéro et préserve la continuité de la conception jusqu’à la fabrication, afin de faciliter la mise en œuvre d’éventuelles innovations à l’avenir.
6. Meilleur retour sur investissement dans les processus en aval : Si le MBSE peut augmenter la charge de travail pendant les premières phases de conception, il la réduit considérablement en aval dans la conception détaillée, la mise en œuvre, les tests et le support. La recherche montre que le travail déployé est plus efficace et efficient lorsque le MBSE est mis en œuvre tout au long du cycle de vie du produit.
Enjeux industriels liés à l’adoption du MBSE
Malgré ses avantages, l’adoption du MBSE reste complexe. La plus grande difficulté réside dans le changement d’état d’esprit et de culture au sein de l’organisation. Les équipes habituées à travailler avec des documents doivent apprendre à utiliser de nouveaux outils et de nouvelles méthodologies. Pour ce faire, gouvernements et entreprises investissent dans la mise à niveau des compétences de la main-d’œuvre.
Autre enjeu : la protection des informations confidentielles et exclusives. Les plateformes de MBSE telles que CATIA Magic offrent désormais des échanges d’informations ou de modèles fiables, diverses fonctionnalités de contrôle d’accès, ainsi que des mécanismes de marquage et de classification des données, ce qui facilite la collaboration sans compromettre la propriété intellectuelle.
D’un système de systèmes à la fabrication et à l’exploitation
Dans le cadre de lasupply chain de la défense, le MBSE intervient dans le cadre d’un écosystème à plusieurs niveaux. Au sommet, les organismes gouvernementaux définissent les capacités au niveau des missions. Celles-ci sont traduites en exigences au niveau du système (par exemple, un avion de chasse ou un sous-marin), puis décomposées plus en détail par les équipementiers et les sous-traitants. Enfin, les informations sont transmises à la fabrication.
Le MBSE propose un cadre unifié qui prend en charge l’ensemble de cette hiérarchie, depuis la modélisation des capacités de haut niveau jusqu’à la conception physique détaillée et la fabrication, en passant par les instructions opérationnelles. Cette traçabilité de bout en bout garantit l’intégrité des informations tout au long du cycle de vie du produit.
À mesure que les systèmes de l’aérospatial et de la défense deviennent plus intelligents, interconnectés et autonomes, les approches d’ingénierie traditionnelles ne suffisent plus. Le MBSE s’impose désormais comme une nécessité stratégique. En adoptant le MBSE, les organisations peuvent accélérer le développement, améliorer la qualité, protéger la propriété intellectuelle et garantir leur préparation pour l’avenir dans un environnement de développement complexe et à haut risque où rapidité, précision et qualité sont devenues indispensables.
Découvrez comment l’ingénierie des systèmes basée sur les modèles (MBSE) de CATIA transforme le développement de produit en rationalisant les workflows, en améliorant la traçabilité et la conformité, en accélérant les délais et en renforçant la collaboration interdisciplinaire en vue de booster l’innovation dans les industries complexes.
