Pôle Nord - La nouvelle équipe de rennes à distance (ERD) du père Noël sera lancée cette année, apportant un énorme soutien aux opérations de distribution du pôle Nord. Conformément à ce qui est devenu le thème le plus important de 2020, l’ensemble de la main-d’œuvre du pôle Nord est passée au travail à distance. L’équipe prévoit de livrer des cadeaux aux enfants du monde entier en un temps record, sans avoir à quitter son bureau à domicile.
Tirant parti des plus récentes technologies en matière de drones, d’intelligence artificielle, de logiciels d’ingénierie et de plateformes de collaboration, l’équipe bien-aimée de rennes du père Noël a coordonné le développement et le déploiement de la nouvelle équipe ERD, sous la direction éclairée de Rudolph le renne au nez rouge.
Étant donné son calendrier d’ingénierie serré, le père Noël a décidé d’utiliser les solutions de simulation, de gestion des cycles de vie, de mécatronique et d’IA-IDO de Maya HTT et Siemens Digital Industries Software pour surmonter les nombreux défis de livraison. Pour s’assurer que la nouvelle équipe ERD soit prête pour cette tâche, l’équipe a mis sa conception à l’essai à l’aide de simulation multiphysique et de validation virtuelle avant de construire un prototype physique. Jusqu’à présent, les résultats ont été impressionnants. L’équipe ERD sera mise à l’épreuve à la veille de Noël.
L’une des mesures clés de l’équipe sont les événements de réveil. « Chaque fois qu’un enfant se réveille pendant la livraison d’un cadeau, c’est pour nous un signe qu’on peut faire mieux » a déclaré le lutin ingénieur en chef, Merriwinkle. Parmi les nombreux obstacles potentiels qui pourraient entraîner un réveil, le bruit en est le plus souvent la cause.
Les drones sont notoirement bruyants. Un seul drone qui passe au-dessus de leur tête peut ressembler à un essaim d’abeilles, ce qui pose un problème important pour la livraison furtive. La ERD a été conçue dans un souci de silence, en utilisant la simulation et l’analyse du bruit, des vibrations et de la rudesse (NVH). Grâce à l’analyse acoustique, les lutins ont pu concevoir un dispositif de réduction du bruit pour s’assurer que le bruit du rotor ne dépasse pas le seuil de décibels de réveil et ne déclenche pas un événement de réveil. La ERD est extrêmement silencieuse et les données le confirment.
En tirant parti des nouvelles capacités d’impression 3D et de l’avènement des capacités de fabrication additive, les lutins ingénieurs du père Noël ont pu mettre au point un squelette organique inédit pour assurer l’intégrité structurelle et offrir une aérodynamique, une traînée et une portance optimales.
Pour assurer la livraison à une vitesse incroyable, il faut de nouveaux concepts structurels qui ne sont possibles qu’avec l’optimisation de la topologie et la fabrication additive.
Le père Noël et son équipe de rennes, réunis par téléconférence, ont confirmé qu’ils sont heureux d’être chez eux, bien au chaud. L’expédition de la veille de Noël est très stressante et représente un défi personnel en termes de facteurs environnementaux et de complexité opérationnelle. Chaque renne sait très bien à quel point les conditions météorologiques peuvent être extrêmes.
L’analyse du décollement des tourbillons autour des rotors a été essentielle au projet et a aidé les lutins ingénieurs à comprendre la complexité des flux tournants combinée aux exigences extrêmes sur l’aérodynamique des drones. L’équipe a utilisé la meilleure simulation de dynamique numérique des fluides numérique (DFN) de la catégorie pour assurer des performances aérodynamiques de croisière parfaites, y compris les flux subsoniques et supersoniques, la faible vitesse et la portance élevée pour les configurations subsoniques, la dynamique de sillage, la turbulence de sillage, ainsi que la vitesse élevée et la portance élevée pour les configurations supersoniques, et l’aérodynamique optimale des rotors. L’expérience de Maya HTT dans la simulation des conditions extrêmes de l’espace pour les missions spatiales a été inestimable pour aider les lutins à simuler des atterrissages sur les toits.
La ERD dispose également d’un positionnement autonome et d’un atterrissage par capteurs pour se mettre en vol stationnaire ou atterrir en douceur au meilleur endroit, ce qui permet un largage précis dans la cheminée ou à d’autres points d’accès. Les obstacles inattendus sur le toit, que ce soit sous la forme d’une accumulation de neige profonde et de surfaces glacées, ou d’antennes paraboliques et de fils téléphoniques, sont beaucoup moins problématiques avec cette technologie d’IA autoguidée.
Plus la densité de puissance de l’électronique augmente, plus la quantité de chaleur qui doit être évacuée ou gérée augmente. Ceci est particulièrement problématique pour les drones ERD, car ils devront bien fonctionner dans des environnements du monde entier, et dans des conditions extérieures allant de -88 degrés Celsius à 58 degrés Celsius (et plus). L’équipe a utilisé des capacités de simulation et de suivi de la chaîne du froid basés sur l’IA pour vérifier à l’avance que les charges arriveraient intactes et en bon état. En s’appuyant sur le logiciel de refroidissement des systèmes électroniques de Maya HTT et sur son expertise, les lutins ingénieurs ont créé une conception exceptionnelle pour les composants de la batterie et le système d’alimentation sensibles à la température. Grâce à l’apport des experts de Maya HTT, l’équipe a pu s’assurer que les performances de la batterie resteraient élevées, garantissant un temps de vol maximum avec un minimum de perturbations pour les changements de batterie et les besoins de recharge.
Ce n’est pas la première fois que Maya HTT fournit des conseils sur les moteurs électriques et la simulation des batteries.
TLa construction des ERD est très résistante aux contraintes, des températures et précipitations extrêmes aux vents violents, au givrage et aux débris, ainsi qu’aux impacts d’oiseaux et à la foudre. Les matériaux et la conception structurelle ont été optimisés pour transporter le plus possible sans sacrifier l’efficacité énergétique et la vitesse.
Si la charge est trop lourde ou encombrante, les drones seront lents et moins efficaces sur le plan énergétique. Trop peu de livraisons par voyage augmenteront les allers-retours, avec le même effet. Afin de maximiser les cadeaux qu’un drone pourrait transporter, les ingénieurs du père Noël ont consulté l’équipe de Maya HTT pour leur expertise avec HEEDS. La dynamique du rotor et le dimensionnement des éléments structurels associés se sont avérés délicats, étant donné les profils de poids des cadeaux très variés et les conditions environnementales à prendre en compte dans le monde entier!
La collaboration étroite et les échanges transparents entre les équipes de génie thermique et électrique ont été grandement facilités par la meilleure technologie intégrée ECAD/MCAD PCB Exchange et la plateforme de cycle de vie Teamcenter. Bien que le père Noël bénéficie de certaines exceptions internationales et de dérogations régionales, l’équipe doit respecter certaines réglementations en matière de transport aérien. Il ne peut pas ignorer les questions de sécurité.
Rudolph le renne au nez rouge a démenti les rumeurs selon lesquelles il prévoit de prendre sa retraite dans le sud dès l’année prochaine, affirmant qu’en fait, les nouveaux efforts de digitalisation ont apporté de nouvelles occasions passionnantes à son rôle de renne principal. Il a affirmé que bien que la ERD et certaines parties de l’opération aient été déléguées à la technologie, tous les membres de l’équipe sont très présents et nécessaires pour diriger le spectacle en coulisses.