Modélisation paramétrique des tolérances pour accélérer la validation des assemblages chez Airbus

L’équipe de gestion dimensionnelle d’Airbus utilise 3DCS pour simuler les chaînes de tolérance et les stratégies d’assemblage avant même l’existence des pièces physiques, validant les conceptions dès le premier jour à mesure que la production monte en cadence.
180
situations d’assemblage couvertes par un seul modèle paramétrique
66%
des accouplements de raidisseurs d’une section type de la famille A320 couverts par le modèle paramétrique
6
configurations de jonctions de section unifiées dans un seul modèle (A319, A320, A321)
2
domaines d’ingénierie combinés dans un seul processus : analyse de tolérances et simulation de déformation par éléments finis (FEA)

Le défi industriel

L’équipe de gestion dimensionnelle d’Airbus est reconnue depuis longtemps pour la rigueur de son processus de gestion des tolérances, qui améliore la qualité et réduit le risque de non-conformité.

Mais à mesure qu’Airbus étend sa production et raccourcit ses cycles de développement pour répondre à une demande mondiale croissante, l’équipe a eu besoin de valider les stratégies d’assemblage et l’outillage avant même que les pièces physiques n’existent, pour livrer « juste du premier coup ».

Faire évoluer un processus qui a fait ses preuves

Les objectifs de la Dimensional Variation Analysis (DVA) d’Airbus étaient clairs : simuler le produit avec la plus grande fidélité possible, y compris via l’analyse FEA ; identifier les caractéristiques clés et les axes d’amélioration ; optimiser les chaînes de tolérance et les stratégies d’assemblage ; et communiquer des résultats d’analyse suffisamment clairs pour être exploités aussi bien en développement qu’en production.

Construire et valider un modèle distinct pour chaque configuration d’avion risquait de ralentir l’équipe plutôt que de l’accélérer : il fallait des modèles réutilisables et paramétrables sur toute une famille de produits.

Synergie des technologies intégrées

3DCS Variation Analyst Metrologic DCS
Simulation paramétrique des tolérances et des assemblages

Airbus utilise 3DCS Variation Analyst pour construire des simulations 3D de tolérances et d’assemblage à partir des études de concept et des systèmes de référence, en respectant les stratégies d’assemblage réelles et les capacités de fabrication. Les modèles étant paramétriques, un seul modèle peut couvrir plusieurs configurations (jusqu’à 180 situations d’assemblage sur les jonctions de section des A319, A320 et A321) au lieu de reconstruire une analyse pour chaque variante.

3DCS FEA Compliant Modeler Metrologic DCS
Simulation de déformation par éléments finis (FEA) pour rivets et panneaux

Pour mieux représenter l’état réel du produit, Airbus a intégré l’analyse par éléments finis (FEA) à son processus de gestion dimensionnelle. La modélisation multi-étapes dans 3DCS permet de capturer la façon dont les rivets, l’outillage et les fixations déforment les panneaux extérieurs de l’avion pendant l’assemblage, éclairant les décisions sur le positionnement des rivets, le parcours des machines et le séquençage en fonction de l’impact global de la variation.

Dans une section type d’un avion de la famille A320, environ 90 accouplements de raidisseurs sont installés, et environ deux tiers d’entre eux peuvent être couverts par le modèle paramétrique. Comme les A319 et A320 comptent chacun 4 jonctions de section, et l’A321 en compte 6, un seul modèle paramétrique peut couvrir 180 situations d’assemblage.
Axel Siewert
Spécialiste en gestion dimensionnelle

Performances mesurées

180 situations d'assemblage couvertes par un seul modèle paramétrique

Un modèle unique, construit une seule fois, couvre l'équivalent de 180 scénarios d'assemblage de jonctions de section distincts sur les A319, A320 et A321, évitant toute remodélisation redondante pour chaque configuration.

66 % des accouplements de raidisseurs modélisés de façon paramétrique

Environ 60 des 90 accouplements de raidisseurs d'une section type de la famille A320 sont couverts par le modèle paramétrique, réduisant l'effort de configuration manuelle pour les nouvelles configurations.

Un processus de gestion des tolérances reproductible en 6 étapes

De la définition des exigences géométriques à la validation des résultats, l'équipe de gestion dimensionnelle d'Airbus suit un processus défini qui relie ingénierie, production et assurance qualité.

L'analyse FEA intégrée à l'analyse de tolérances

L'analyse par éléments finis est combinée à la modélisation multi-étapes de 3DCS pour simuler la déformation des rivets et des panneaux sur les peaux extérieures de l'avion, améliorant la précision de la position finale prédite des pièces.

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Approche de modélisation paramétrique, analyse FEA des rivets et couverture d'assemblage sur toute la gamme Airbus.

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