L’environnement de développement XDE Physics permet de simuler la manipulation et les interactions de composants d’une maquette numérique. Capable de prendre en compte la dynamique de systèmes multicorps avec contacts intermittents et d’autres physiques (la modélisation hydraulique incompressible, par exemple), il répond aux nombreux contextes d’usage des industriels de l’automobile, de l’aéronautique, de l’énergie, de la santé…
XDE Physics répond aux besoins de simuler des opérations de manipulation comme le montage/démontage de pièces, la conception de produit ou de process, l’étude de postes de travail, la préparation de scénario, la maintenance ou la formation. Il reproduit les interactions des systèmes, pièces rigides, articulées ou déformables de la maquette numérique.
Couplé à des périphériques d’interaction (casque de réalité virtuelle ou augmentée, joystick, capture de mouvement, interface haptique), il restitue de manière fine et réaliste les gestes d’un opérateur ou d’un robot.
Il est valorisé dans plusieurs produits industriels de nos partenaires (Technip Energies, Light & Shadows, etc.).
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XDE s’appuie sur une structuration agile et performante des données importées pour permettre des simulations interactives sur des maquettes numériques industrielles, avec, parfois, du retour d’effort (haptique).
Les données peuvent être des modèles issus d’une CAO ou des modèles facettisés (données tesselées). Elles peuvent aussi provenir de scans 3D, technique récente pour capturer et « décrire » une maquette 3D. XDE a, en effet, la capacité de manipuler les données massives produites par un scanner 3D (nuage de plusieurs milliards de points). L’outil permet également de construire des simulations combinant des modèles 3D (issus de la CAO) et des nuages de points…
Enfin, il autorise l’extraction de métadonnées (des informations cinématiques, par exemple) et l’ajout d’informations sémantiques à la maquette numérique.
Exemples de cas d’usage :
Réalisation :
Le plugin Stipple, développé avec la startup Light & Shadows.
Pour en savoir plus :
La synergie de nos compétences et de nos savoirs nous a permis d’intégrer dans nos solutions logicielles - notamment Interact et XR Twin - le moteur physique XDE. Cette innovation résout les enjeux liés à la précision de la simulation physique dans un contexte virtuel et qui va certainement révolutionner l'industrie d’aujourd’hui.
Alors que la plupart des outils de simulation d’assemblage ou de démontage de pièces en réalité virtuelle ne prennent pas en compte les composants flexibles, ou les considèrent comme rigides, XDE Physics intègre des modèles de poutre 3D, dits géométriquement exacts, pour simuler fidèlement les différents comportements mécaniques (flexion, torsion, couplage flexion/torsion), d’éléments de type poutre, câblages électriques, durites, etc. Et ce, directement au sein de maquettes numériques industrielles et en temps réel.
Exemples de cas d’usage :
Technip Energies intègre les développements XDE à son produit CETO®, pour étudier des scénarios de mise à la mer de « pipes ». Tous les éléments clé sont simulés, en temps interactif : pièces rigides et articulées (bateau, barge, grue, support), pièces flexibles (élingues, pipe) et effets de mer/houle.
La cotation ergonomique d’une tâche et l’évaluation de la pénibilité d’une situation de travail repose majoritairement (dans les outils usuels) sur l’analyse posturale et sur la simulation d’humains virtuels selon une approche (uniquement) géométrique et cinématique. Sur la base d’une modélisation biomécanique, XDE Physics simule la dynamique du système multicorps – avatar de l’opérateur – ainsi que ses interactions avec l’environnement. Pilotant l’ensemble selon une approche whole body motion control (contrôle des mouvements du corps entier), l’environnement contribue à observer et quantifier les efforts articulaires et leur répartition sur l’ensemble du corps pour une situation de travail déterminée (manipulation de charge, reprise d’appuis, etc.)
Exemples de cas d’usage :
L’application Seerob (Simulation ergonomique des environnements de travail avec des robots collaboratifs) développée dans le cadre de FactoryLab, permet une simulation immersive des différentes contraintes liées à l’intégration d’un robot collaboratif dans une chaîne de production.
Pour faciliter la mise au point par l’utilisateur de ses scénarios métier, un ensemble d’outils de construction de scénarios de simulation et de définition de métaphores d’interaction complètent l’environnement XDE Physics.
De même, la mise en réseau des modules qui composent une simulation offre un large éventail de configurations d’usage : en local ou à distance, avec un ou plusieurs utilisateurs simultanés, avec, le cas échéant, différents moyens d’affichage (CAVE™, casques, etc.).
Enfin, et c’est une des forces de cet environnement, il se couple facilement au monde réel :
Exemples de cas d’usage :
En juin 2021, le CEA a présenté pour la première fois au Carrefour des fournisseurs de l’industrie agroalimentaire (CFIA), à Rennes, un jumeau numérique adapté aux spécificités de la filière agroalimentaire. Développé en collaboration avec Siemens et l’équipementier Guelt, il était intégré à la ligne de production Usine Agro 4.0 présentée lors de l’exposition.
