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Services de conception et conseil pour les systèmes électriques et électroniques (E/E) automobiles

Services de conception et conseil pour les systèmes électriques et électroniques (E/E) automobiles

 

Les méthodologies utilisées depuis longtemps dans la conception de circuits intégrés, de logiciels et de systèmes sont de plus en plus dominantes dans une chaîne de valeur automobile en pleine évolution.


Par Andrew Macleod et Scott Majdecki


La discipline de la conception de systèmes E/E automobiles est peu à peu transformée par des tendances, telles que l’électrification et les véhicules autonomes, ce qui signifie que des méthodologies, telles que le prototypage rapide de plates-formes (matériel/logiciel), la simulation et les tests et l’optimisation de l’architecture électrique, sont particulièrement recherchées. Ces méthodologies s’appuient sur des logiciels de conception de pointe et le savoir-faire pour en tirer le meilleur parti. C’est pourquoi les services de conception et de conseil sont plus importants que jamais.


Le changement qui bouleverse l’industrie de l’automobile est évident pour tous ceux qui prêtent une attention, même passagère, aux actualités du monde de l’entreprise et des technologies. Toyota, l’un des plus grands constructeurs automobiles au monde, a déjà annoncé son intention d’offrir des véhicules électrifiés sur l’ensemble de sa gamme Toyota et Lexus d’ici 2025, avec l’objectif de vendre 5,5 millions de véhicules électrifiés annuellement d’ici 2030 (à titre de comparaison, le marché mondial total des véhicules électrifiés ne représentait que 3,23 millions en 2016).


En matière d’autonomie, les nouvelles s’il y en a se succèdent à un rythme  de plus en plus effréné, bien qu’il puisse s’avérer difficile de séparer le signal du bruit. Évidemment, la sécurité est aujourd’hui le thème central compte tenu des quelques accidents observés, y-compris les décès, et des querelles constantes de Tesla avec le National Transportation Safety Board (NTSB) des États-Unis. Cependant, les annonces se poursuivent à un rythme soutenu, allant de gros contrats à d’ambitieux objectifs hors des sentiers battus. Comme en témoigne, dans le premier cas, l’offre apparente de Volkswagen de gérer la flotte de Didi, le plus grand réseau de chauffeurs de Chine, ou, plus récemment, l’investissement de 530 millions de dollars d’Amazon dans la startup de véhicules entièrement autonomes Aurora. Et dans le deuxième cas : un homme politique écossais, Ivan McKee, souhaite que son gouvernement réserve l’une des 790 îles du pays au test des véhicules à conduite autonome.


De toute évidence, en matière de construction automobile, l’importance du formage des tôles a été éclipsée par celle de la création de systèmes électriques pour véhicules, qui représenteront bientôt 50 % du coût des véhicules, selon le cabinet de conseil en stratégie globale, Roland Berger. La teneur moyenne en semi-conducteurs par véhicule est elle aussi en plein essor, avec une augmentation prévue de près de 25 % entre 2015 et 2024.

Coûts de l’électronique automobile (% du total des véhicules) « Les voitures haut de gamme incluront des composants électroniques d’une valeur de plus de 6 000 dollars et entraîneront ainsi un marché automobile de 160 milliards de dollars en 2022 », Luca De Ambroggi Analyste principal Électronique automobile IHS Markit


Dans le même temps, les cycles de conception s’accélèrent et le développement de produits évolue. En fait, certains disent que tous les efforts pour créer une voiture ressemblent aujourd’hui davantage au chaos de l’électronique grand public qu’au tic-tac du calendrier plus prévisible de l’ancienne industrie manufacturière de la Rust Belt. Notre collègue Sjon Moore a publié un papier intéressant sur ce point. Il explique comment l’accélération du processus de conception met à rude épreuve le cycle de production en V, lequel a été affiné au fil des décennies et n’est pas nécessairement adaptable rapidement. En outre, les nouvelles méthodologies utilisées depuis longtemps dans la conception des circuits intégrés, des logiciels et des systèmes sont de plus en plus dominantes dans la chaîne de valeur automobile en pleine évolution. Boston Consulting Group est de ceux qui ont noté la tendance générale des services, en affirmant : « En adoptant des outils de conception et de simulation, les constructeurs découvriront qu’ils peuvent améliorer considérablement les processus de développement de produits. »


Cette combinaison d’outils et de services permet de faire avancer davantage les travaux d’ingénierie à forte valeur ajoutée dans le cycle de conception, une tendance qui se retrouve dans toutes les méthodologies émergentes. Par exemple, dans le domaine des circuits intégrés, les chaînes d’approvisionnement cloisonnées (avec des transferts assez rigides et prévisibles du fournisseur de SoC vers le fournisseur de niveau 1 construisant un calculateur pour le constructeur automobile intégrant le calculateur dans une architecture véhicule) ne sont plus du tout viables. Les constructeurs automobiles sont mis à rude épreuve par la gestion de plusieurs calculateurs dans le même domaine, l’écrasante complexité des logiciels et le manque général de flexibilité, associé à un réseau de fournisseurs aussi réduit. Une approche plus intégrée permettant d’optimiser la performance globale, l’efficacité et le coût des « systèmes de systèmes »est nécessaire, et ce, le plus tôt possible dans le cycle de conception. En effet, la récente annonce de PAVE360 de Siemens est une réponse directe à cet impératif de réduction du temps de développement.


Des exemples similaires sont observés dans le domaine des capteurs et des batteries, où la simulation thermique permet d’évaluer les options de positionnement des capteurs et de réduire l’anxiété liée à l’autonomie en améliorant la durée de vie des batteries. Et l’avantage d’anticiper dans le cycle de conception n’est sans doute nulle part plus évident que dans la discipline de l’architecture de l’efficacité énergétique, confrontée à un niveau impressionnant de complexité en raison de l’électrification et des véhicules à conduite autonome. Face au déferlement attendu de dizaines de capteurs, de centaines de moteurs électriques et d’unités de contrôle, assemblés par des kilomètres de câbles électriques couvrant peut-être trois domaines de tension, la conception et l’optimisation des faisceaux à un stade avancé n’a jamais été aussi importante. Dans ce papier, notre collègue Puneet Sinha passe en revue les différents domaines techniques liés à la construction de véhicules autonomes viables (et de plus en plus électriques).


Les services jouent également depuis longtemps un rôle essentiel dans la réduction des risques de déploiement associés aux nouveaux outils, l’optimisation du retour sur investissement, et donc la création rapide de valeur, des vertus plus importantes que jamais. Aucun PDG, aucun cours d’action, ni aucune valeur de marque n’est insensible au prix à payer pour la non réalisation d’objectifs de plus en plus ambitieux des nouvelles fonctions des automobiles, qui auraient relevé de la science-fiction il y a quelques années encore. D’ailleurs, lorsque nous avons interrogé des dirigeants du secteur de l’industrie automobile il y a plusieurs années sur ce qu’ils attendaient le plus des outils de conception, l’aspect « favorise l’innovation » est arrivé en troisième position, devant des critères comme l'   « amélioration de la productivité de l’ingénierie » et la« réduction des coûts ». Notre collègue Glenn Reynholds a présenté les résultats ici.
Compte tenu de l’afflux quotidien d’actualités sur les véhicules électriques (EV) et autonomes (AV), nous devrons probablement interroger à nouveau les dirigeants du secteur. En attendant, pour en savoir plus sur l’importance des services et du conseil, consultez notre papier intitulé « Les outils et les services accélèrent la conception électrique automobile ».


Andrew Macleod est directeur du marketing automobile chez Mentor, une filiale de Siemens.


Scott Majdecki est directeur du support et des services pour la gamme de produits Capital chez Mentor, une filiale de Siemens.

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