Essais & Simulations n°122

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dossier automobile Entretien La simulation numérique, l’élément incontournable dans le secteur automobile Démarrer le développement d’un véhicule le plus en amont possible grâce à la simulation, telle est la priorité – entre autres – des constructeurs automobiles et des équipementiers, comme l’explique Benoît Vidalie, directeur de dSPACE France, à travers de multiples exemples d’applications des solutions mises au point par le fabricant d’outils d’ingénierie. Essais &Simulations Comment se positionne dSPACE dans le secteur de l’automobile et quelle part occupe-t-il dans vos activités ? Benoît Vidalie L’automobile est notreprincipal client et constitue lapart la plus importante de notre chiffre d’affaires. Nous sommes un fournisseur majeur d’outils logiciels et matériels pour le développement de systèmes mécatroniques embarqués, très largement utilisés pour les calculateurs installés dans les voitures. Des millions de véhicules circulent avec des fonctions et du code développés puis testés avec les solutions dSPACE. Comment a évolué – plus globalement – ce secteur et à quelles problématiques sont aujourd’hui confrontés à la fois les constructeurs et les sous-traitants ainsi que les équipementiers ? La part de l’électronique dans les véhicules ne cesse de croître dans le but de répondre à des exigences environnementales et de sécurité toujours plus draconiennes. Par exemple, l’Euro 7 exige d’énormes progrès sur les motorisations. Autre exemple, la détection de piétons et le freinage d’urgence étaient, il yapeu, des options pour les véhicules haut de gamme. Ils figurent maintenant sur la liste des prérequis nécessaires pour obtenir les cinq étoiles décernées par Euro NCAP pour les véhicules les plus sûrs. Également, avec les ADAS, les constructeurs développent de nouvelles fonctions pour se différencier de la concurrence. La conséquence de cela est que le nombre de projets calculateurs ne cesse d’augmenter. Pour structurer les développements de logiciel embarqué, de nombreuses normes ont ainsi vu le jour. Des normes comme Autosar permettent par exemple de « séparer » le développement du logiciel de l’électronique et d’échanger très efficacement entre partenaires. Autre exemple, pour les systèmes critiques, comme par exemple le freinage d’urgence, la norme ISO 26262 définit les règles à respecter pour que le niveau de qualité requis soit atteint. En quoi ces évolutions impactent-elles vos activités et à quelles exigences devez-vous aujourd’hui répondre ? L’évolution de l’électronique dans le véhicule exige de suivre les technologies de pilotage, les capteurs et les actionneurs associés. Ainsi, dSPACE a été l’un des tout premiers acteurs à proposer des outils de prototypage en temps réel de fonctions de contrôle de machines électriques. On peut citer comme autre exemple le « downsizing » des moteurs thermiques qui nécessite le support de nouveaux capteurs. Nous devons aussi être attentifs à l’évolution des processus de développement de nos clients. Par exemple, parce que le nombre de projets de développement calculateur augmente fortement, nos clients font face à des quantités dedonnées de tests et de modélisation, toujours plus importantes. Pour répondre à cette problématique, dSPACE adéveloppé Synect, un outil de gestion centralisée de données pour le Model Based Design. Par ailleurs, afin que nos clients puissent développer leurs produits tout en respectant la nouvelle norme ISO 26262 pour les applications critiques, nos outils de génération de code et de test font l’objet de certificats du TÜV allemand ; ceux-ci garantissent que ces outils sont « fit for purpose » pour l’ISO 26262. Pouvez-vous nous donner quelques exemples de demandes clients très spécifiques* (et pouvant ainsi mettre en avant votre savoir-faire et votre valeur ajoutée par rapport à d’autres éditeurs) ? Pour le test d’un freinage d’urgence, un constructeur nous ademandé de réaliser un banc. L’enjeu était de commencer les tests avant que le véhicule ne soit disponible. Le système met en jeu de nombreux calculateurs et de nombreux réseaux. Pour répondre à cette demande, un véhicule virtuel permettant de reproduire en temps réel le comportement du véhicule aété développé. Lerésultat est que le client apu commencer ses tests très tôt dans le cycle. Il a été aussi capable de tester des situations de conduite critiques qu’il serait dangereux de produire avec un véhicule réel sur piste. Autre exemple de demande spécifique :letest de fonctions de contrôle Essais & Simulations • SEptEmbrE 2015 • pAGE 44

dossier automobile de machines électriques particulièrement innovantes chez un équipementier.Les stratégies de contrôles doivent être validées sans la machine réelle. Pour y parvenir, le client utilise une plateforme à base de FPGA et des modèles ouverts pour cette plateforme. De cette façon il est capable de reproduire en temps réel le comportement de machines électriques dont les fréquences sont très élevées. Grâce à ce moyen, les stratégies de commande sont validées plus tôt dans le processus. Il est également possible d’effectuer des tests en situation critique, là où il yaurait un risque de détérioration de matériel ou un défaut de sécurité. Également, sur simulateur temps réel, les tests sont automatisés. Un client constructeur a besoin de démontrer la faisabilité de fonctions de conduite autonome. Pour cela, il doit développer un véhicule prototype sur lequel des fonctions d’aide à la conduite sont ajoutées. Pour yparvenir, ilutilise des systèmes MicroAutobox de dSPACE, directement programmables à partir du modèle. En partant directement du modèle, l’utilisateur peut très facilement modifier ses stratégies de contrôle et les fonctions sont opérationnelles rapidement. Autre exemple, un client équipementier développe du logiciel sur des électroniques tierces parties. Il s’appuie sur la norme Autosar, définit l’architecture logicielle interactivement avec SystemDesk et génère le code directement à partir du modèle avec Target- Link. SystemDesk et TargetLink sont parfaitement intégrés. On obtient le résultat suivant :uncycle de développement très efficace, avec un « time to market » optimisé et un code à la qualité irréprochable. Comment voyez-vous l’avenir de la simulation numérique dans l’automobile ? À quels enjeux et défis technologiques ou réglementaires devra répondre ce secteur en pleine mutation ? La simulation numérique est de plus en plus utilisée pour commencer à tester les calculateurs le plus tôt possible dans le cycle de développement. Une évolution récente, liée à l’émergence d’Autosar, consiste à produire un calculateur virtuel, capable de reproduire en simulation le comportement temporel des couches applicatives, des bus, des taches, etc. Dèsqu’il a été généré, le V-ECU peut être simulé en boucle fermée avec le modèle du système à piloter.Ilest ainsi possible de commencer à tester le calculateur très tôt dans le cycle. Également, le V-ECU peut être exécuté sur banc HIL en temps réel. Il est ainsi possible dedémarrer les tests HIL, même si un calculateur n’est pas encore disponible. Pour échanger les modèles, constructeurs et équipementiers ont développé de nouvelles normes. Les plus connues sont Modelica (langage de modélisation) et Modelisar (format d’échange). Enfin, dans le but de rendre l’exploitation des outils de test plus efficace, des modèles simulant les tests standardisés sont disponibles. On peut citer par exemple, les tests standardisés Euro NCAP pour le freinage d’urgence. Propos recueillis par Olivier Guillon Méthodologie ANew reliability Methodology for the Validation of Mechatronic Systems 1. introduction The international industry is under a high competition. For instance, in 2014, the automotive industry has produced more than 74 million cars in the world, equivalent to 2.13 cars every seconds! To survive and grow in such a competitive business environment, manufactures must deliver reliable products with more features, at lower cost, and in less time. In response to these market forces, manufacturers are challenging reliability professionals as well as providing opportunities to improve reliability, shorten design cycle, reduce production and warranty costs, and increase customer satisfaction. To meet these challenges, reliability professionals need more effective techniques to assure product reliability throughout the product life cycle. In mechatronic reliability, afamous technique used is HALT. But, when afailure appears during this extremely severe test, how can we evaluate the vehicle risk and so change the design of the product? Through aFrench research program called FiRST-MFP, this paper proposes anew approach to fix acriteria based on fatigue evaluation. 2. background of the HALTHASS process HALT [1] Throughout aHALT process, the intent is to subject the UUT (Unit Under Test) to stimuli well beyond the expected field environments to determine the operating and destruct limits of the product. Failures that typically show up in the field over aperiodoftime at much lower stress levels are quickly discovered while applying high stress conditions over ashort period of time. HALT is primarily a margin discovery process. In order to ruggedize the UUT, the root cause of each failure needs to be determined and the problems corrected until the fundamental limit of the technology for UUT can be reached or until the limits of the used HALT test means are reached. This Abstract: The purpose of this article is to propose an innovative methodology helping in the decision if aprecipitated failure during HALT isrelevant (or not) to aDesign change. Keywords: HALT, Fatigue, Design, Life Profile, Reliability,Vehicle Risk, Mechatronics Essais & Simulations • SEptEmbrE 2015 • pAGE 45