NuScale s’associe à Aras pour imaginer la première centrale nucléaire conçue et gérée par PLM

Lors de la conception de son petit réacteur modulaire unique, NuScale a d’abord cherché à répondre à une myriade d’exigences en matière de sécurité, de réglementation et de qualité en suivant le même processus décentralisé basé sur des documents que les centrales nucléaires traditionnelles. Cependant, l’entreprise s’est rendue compte qu’il existait une meilleure solution et s’est associée à Aras pour déployer un système de gestion du cycle de vie des produits (PLM) reposant sur la continuité numérique qui a permis de répondre aux exigences, de réduire les dépenses et d’améliorer l’efficacité.

« Avec Aras, nous pensons profiter des avantages de la continuité numérique plus tôt et à moindre coût, avec une plateforme capable de se transformer avec NuScale. L’architecture unique s’adapte facilement à l’évolution des processus et des exigences commerciales de notre entreprise et de notre secteur. La personnalisation est non seulement possible mais encouragée, avec des solutions adaptées à nos besoins qui nous évitent de devoir modeler nos processus autour du logiciel. »

Neil Olivier, directeur des services aux entreprises chez NuScale.

Difficultés

Fondé en 2007, NuScale Power vise à introduire la technologie des petits réacteurs modulaires (PRM) sur le marché mondial de l’énergie. L’entreprise finalise actuellement la conception et la commercialisation de sa conception de PRM, le NuScale Power Module (NPM), pour fournir une énergie nucléaire fiable et abondante sans carbone : la première centrale de NuScale devrait entrer en service aux États-Unis en 2030. Bien que la conception de PMR de NuScale soit beaucoup plus simple et plus sûre que les centrales nucléaires traditionnelles, elle doit néanmoins répondre aux mêmes exigences réglementaires. Ce n’est pas une mince affaire : les centrales nucléaires américaines doivent respecter plus de 60 000 exigences en matière de sécurité, de réglementation et de qualité.

Au départ, NuScale a cherché à répondre à ces exigences en suivant les mêmes processus décentralisés basés sur des documents que les centrales nucléaires traditionnelles. Cela s’est avéré être un défi de taille, puisque les exigences de conception prennent des formes multiples : déclarations réglementaires, exigences des codes, paramètres de délimitation, exigences du client, etc. Les modifications de conception peuvent également provenir de diverses sources : le gouvernement fédéral, le client, les initiatives industrielles, etc.

Initialement, NuScale possédait plusieurs bases de données qui contrôlaient les informations concernant divers processus d’ingénierie, y compris le contrôle de la conception et la gestion de la configuration. NuScale utilisait Teamcenter de Siemens pour gérer le contrôle des documents.

Cette dépendance à l’égard de systèmes basés sur les documents a toutefois compliqué la connexion des informations à la conception physique. NuScale s’est donc mis en quête d’un moyen plus moderne et plus efficace de gérer le cycle de vie de ses produits.

Exigences en matière de PLM

Contrairement aux centrales nucléaires traditionnelles conçues en tant qu’installations autonomes uniques, les centrales NuScale se composent de modules de puissance distincts fabriqués dans une usine hors site, puis transportés jusqu’à l’emplacement de la centrale. L’objectif de NuScale est d’aborder les changements de conception de la même manière que les constructeurs aéronautiques traitent les différents modèles d’avions : en gérant toutes les exigences et variantes dans un seul emplacement.

NuScale a mené une étude pour analyser la faisabilité de la mise en œuvre de la PLM. En fin de compte, l’étude recommandait notamment d’éliminer le système de contrôle de documents existant et de mettre en œuvre un système PLM pour héberger toutes les données et établir une continuité numérique.

La mise en œuvre d’une plateforme PLM basée sur la continuité numérique permettrait de gérer la configuration sur plusieurs itérations de la même conception tout en respectant les exigences et les spécifications.

• Gérer toutes les exigences de conception dans un seul emplacement
• Conserver tous les enregistrements de qualité et de non-qualité
• Gérer la CAO et la nomenclature
• Gérer les simulations
• Gérer la maintenance
• Vérifier la conception virtuelle
• Gérer toutes les modifications de la conception technique
• Gérer les changements au sein de l’entreprise
• Automatiser toutes les tâches d’ingénierie
• Évolutivité pour s’adapter à une chaîne d’approvisionnement mondiale en pleine croissance
• Remplacer jusqu’à 12 applications commerciales et personnalisées

Réussites avec Aras Innovator

NuScale sera la première centrale nucléaire à être conçue et gérée avec la PLM comme socle de sa source unique de données. En fin de compte, NuScale a choisi de faire d’Aras son partenaire de PLM, car Aras Innovator est flexible, évolutif, indépendant des outils et facile à mettre à niveau.

NuScale a mis en œuvre Aras Innovator pour appliquer les principes d’ingénierie système à son approche de la PLM, en ramenant les exigences à n’importe quelle partie de la nomenclature avec une traçabilité claire. Grâce à cela, ses clients peuvent assurer la gestion de la configuration de la conception à chaque modification de la conception.

« L’objectif est que cette centrale extrêmement complexe soit capable de retracer les exigences jusqu’au niveau des pièces à tout moment. Par exemple, si une pompe est censée fonctionner pendant 30 jours, mais qu’un test vient d’être effectué et qu’elle n’a fonctionné que 27 jours, il est possible de la déclarer comme inutilisable et devant être réparée. Tout devient limpide et concis. »

Neil Olivier, directeur des services aux entreprises chez NuScale.

NuScale a également adopté une approche basée sur des exigences pour concevoir et construire la centrale, en particulier le module et le réacteur. Une fois Aras Innovator en place, NuScale a réduit au maximum l’utilisation de plusieurs suites logicielles, moteurs de flux de travail et bases de données pour créer un référentiel de données centralisé qui met en correspondance les données et les informations d’une manière irréalisable avec des solutions de données / logicielles disparates. NuScale utilise désormais des conceptions de flux de travail simples et reproductibles pour améliorer durablement l’efficacité des utilisateurs dans tous les services.
NuScale a également tiré le maximum de l’automatisation fournie par Aras Innovator pour réduire l’utilisation des procédures papier et maximiser l’automatisation tout en respectant les exigences strictes en matière de processus et de qualité.

Les clients de NuScale, les propriétaires et les exploitants de centrales, peuvent recevoir un Jumeau Numérique contenant toutes les informations d’ingénierie de conception pertinentes. Grâce au Jumeau Numérique, les exigences de conception de chaque pièce seront traçables. Avec Aras PLM, tous les propriétaires et exploitants seront en mesure de gérer les configurations de manière cohérente tout au long du cycle de vie de la centrale, dans le respect des exigences en matière d’autorisation et de sécurité.

Résultats : une plateforme PLM qui ouvre la voie vers un avenir efficace du point de vue énergétique

En établissant une continuité numérique au sein d’Aras Innovator, NuScale dispose du socle PLM de type « guichet unique » sur lequel construire son petit réacteur modulaire unique, strictement réglementé et très complexe.

Par exemple, avec Aras Innovator, NuScale est à même de gérer les exigences les plus élevées auxquelles doit répondre la centrale, jusqu’à une pompe spécifique qui doit résister à des températures élevées sur une durée de 30 jours en cas de panne du réseau électrique. Auparavant, avec les systèmes basés sur des documents, ce niveau de gestion des exigences était tout simplement impossible à atteindre en raison du volume colossal d’informations requis.

L’architecture unique d’Aras permet de mettre à jour le système sans perturber les fonctionnalités personnalisées que NuScale y a intégrées. Plus important encore, les mises à niveau du système sont garanties et effectuées sans frais pour NuScale. Les coûts historiques de mise à niveau de l’ancienne solution PLM de NuScale (avec une fonctionnalité de module limitée) s’élevaient en moyenne à 100 000 $ par mise à niveau. Aras réduit donc considérablement le coût de possession à long terme.