Logiciel d'Optimisation de Gammes Intégré et Convivial – LOGIC

LOGIC est un projet de recherche préconcurrentielle portant sur l'optimisation des gammes de forgeage. Objectifs généraux : La forge est un procédé complexe de transformation des matériaux qui nécessite des outils avancés de simulation. La France a pris de l'avance dans ce domaine particulier de la simulation, et le logiciel Forge2005 en est considéré comme la référence mondiale. Il est utilisé quotidiennement par l'ensemble de la profession française, servant principalement à valider virtuellement les paramètres de fabrication d'une nouvelle pièce. Il est aussi utilisé pour améliorer des fabrications existantes, mais il s'agit d'optimisations par essais / erreurs, fastidieuses et très consommatrices en temps humain. Le but du projet LOGIC est de donner à la simulation numérique du forgeage son véritable sens en rassemblant tous les éléments permettant de passer à l'étape suivante : l'optimisation automatique des méthodes de fabrication. Verrous : Une quinzaine d'années de recherche sur l'optimisation en forgeage, et tout particulièrement les travaux du projet RNTL OPTIMAT ont montré que les verrous restants sont de trois ordres : scientifique, technologique et humains. Au niveau scientifique, les méthodes d'optimisation actuelles ne répondent pas à l'ensemble de toutes les contraintes rencontrées en forgeage: temps de calcul élevé pour chaque simulation, problèmes fortement non convexes avec de nombreux extrema, incertitudes sur les données et les paramètres, objectifs multiples et antagonistes, nécessité d'algorithmes parallèles. Au niveau technologique, la mise en données d'un problème d'optimisation s'avère complexe, avec des objectifs, des contraintes et des paramètres très différents et d'une grande variabilité, car le domaine d'application de Forge2005 est très vaste. Par ailleurs, la convivialité des interfaces homme / machine s'avère un point clé à la réussite du projet. Enfin, au niveau humain, l'optimisation présente un degré de complexité et d'abstraction supérieur par rapport à celui de la simple simulation du procédé, ce qui se traduit par une barrière de potentiel difficile à franchir. Résultats : A l'issue du projet, nous disposerons d'algorithme d'optimisation permettant de trouver des solutions en moins d'une centaine de calculs, prenant en compte des contraintes explicites et implicites, proposant plusieurs solutions au sens d'une approche multi-critères, sélectionnant les solutions robustes vis-à-vis des incertitudes, et permettant le calcul parallèle sur cluster de PCs. Cet algorithme sera implémenté dans une maquette de logiciel intégrée à Forge2005, comprenant des interfaces de pré et post traitement conviviaux, et validée par les utilisateurs du projet. Pour ces industriels, des problèmes concrets de conception des gammes de forgeage auront été résolus, et l'intégration de l'optimisation au sein des bureaux d'études aura été évaluée. Perspectives : Le retour d'expérience obtenu après l'utilisation du prototype permettra de le transformer en une version commerciale destinée à l'ensemble des utilisateurs, ce qui augmentera la qualité et l'offre du produit Forge2005. L'expérience accumulée par les partenaires industriels servira à convaincre d'autres utilisateurs à intégrer l'optimisation dans leurs bureaux d'études. Du point de vue scientifique, il deviendra possible d'aborder une optimisation plus globale, celle du procédé de transformation en fonction de la tenue en service de la pièce forgée, et d'étendre l'algorithme à de nombreux autres procédés de mise en forme. Partenariat : LOGIC est composé d'un éditeur du logiciel, d'un laboratoire de recherche, d'un centre technique lié à la forge, et de plusieurs industriels dont deux PME utilisateurs du logiciel Forge2005. Transvalor, éditeur du logiciel Forge2005, prendra en charge l'intégration des développements algorithmiques et l'amélioration de la convivialité. Le CEMEF, qui travaille sur l'optimisation du forgeage depuis plus de 15 ans, sera responsable des développements algorithmiques. Les industriels de la forge fourniront les problèmes concrets d'optimisation et s'impliqueront dans l'utilisation du prototype pour en montrer l'intérêt. Le CETIM se chargera d'un élargissement de la diffusion des résultats du projet. Organisation : LOGIC est organisé en 6 lots. Il s'appuie sur la définition de plusieurs cas tests d'optimisation caractéristique de la variabilité du procédé (lot n°1), et se poursuit par des premières optimisations réalisées avec une version légèrement adaptée du logiciel (lot n°2). Le développement de nouveaux algorithmes (lot n°3) constitue le cœur du projet. L'intégration de ces travaux (lot n°4) dans un prototype utilisable par tous permet de passer à la phase finale (lot n°5) d'évaluation et de validation. Le lot 6 a pour but de convaincre les utilisateurs du logiciel FORGE non partenaire du projet de franchir le pas et de passer aussi à l'optimisation automatique. LOGIC sera piloté par Transvalor selon une organisation validée dans de nombreux projets multi-partenaires du présent et du passé.