Arts&MétiersMag - N°420 - Septembre 2020 - 25

Systèmes
de production
intelligents

Le meilleur
reste à venir

Les systèmes de production intelligents
s'orientent vers une automatisation plus poussée
et des commandes «adaptatives». Si bien que les
modules «plug and produce» devront aider les
lignes de production à se reconfigurer
rapidement en fonction des objets à réaliser.

La présentation de l'e-Spindle au salon EMO de Hanovre en 2019 a permis de dévoiler
trois applications d'usinage intelligent : un porte-outil de surveillance du processus de
coupe (efforts, vibrations, pression du liquide de coupe), un porte-outil de perçage
vibratoire piloté par niveaux de seuil d'effort, et un porte-outil de rodage avec mesure en
temps réel du diamètre de la pièce.

il permet de décrire l'état du système réel et de prescrire des actions
d'amélioration». Pour Roger Busi, «les données collectées sur le comportement de la machine seront transférées chaque soir à son jumeau.
Aujourd'hui, nous en sommes à l'étape de la simulation. Les modèles
du jumeau évoluent au gré des apprentissages. Dans deux ans, nous
devrions obtenir une réplique numérique opérationnelle de la machine
et, un an plus tard, des industriels devraient pouvoir la tester dans leurs
ateliers en vue de sa validation».
Un édifice encore en construction
Le chantier de l'usinage «intelligent» a encore besoin de solides fondations.
Le Cetim, dans sa publication «Technologies prioritaires en mécanique
2025» a listé les travaux d'amélioration, dont la plupart sont en cours de
développement ou le seront à terme : création d'outils et de méthodologies
pour la conception de systèmes de fabrication reconfigurables (avec réglage
continu des paramètres des procédés et des flux de production) ; mise au
point de méthodes d'analyse et d'optimisation en temps réel des paramètres
des procédés de fabrication ; amélioration des protocoles de connexion
des machines à leur environnement (lire aussi p. 28) ; construction d'outils
de simulation mécatronique permettant de configurer des systèmes de
production intégrés et optimisés et, enfin, travail sur l'auto-adaptation
des vitesses d'avance dans les commandes numériques ou de diminution
des vibrations d'usinage... Alors patience, le chantier démarre à peine !
Djamel Khamès
Lire aussi AMMag d'octobre 2019, p. 33.
Laboratoire d'ingénierie des systèmes physiques et numériques.
(4)
Roger Busi est l'un des promoteurs de la machine auto-adaptative (dans les années
2000, on ne disait pas encore machine intelligente). Il instrumentait des machines-outils
de décolletage et développait des logiciels, notamment implantés chez Baud Industries.
Il a également dirigé le projet qui donna naissance au logiciel Usitronic, créé pour un
usinage en série «zéro défaut».
(5)
Arts et Métiers et ESI Group ont inauguré, le 4 février 2020, Create-ID, une chaire
internationale d'enseignement et de recherche dans le domaine de l'ingénierie des
matériaux, procédés, structures et systèmes. ESI Group édite des logiciels et propose
des services de prototypage virtuel.
(2)
(3)

Les
bénéfices

Management de la qualité en temps
réel, la détection et la correction des
dérives permettant de limiter la
production de pièces non conformes.
Adaptation rapide aux changements
de production.

Capacités de reporting étendues,
intégrant, notamment, une analyse
statistique avancée des performances, de la
qualité et des rendements.
Forte rupture avec les systèmes de production
traditionnels, sur les aspects numériques
notamment.

Les freins
à lever

Des systèmes de commande rigides
et hiérarchisés : il faudra passer à
des systèmes multi-agents à
commande répartie, avec
interactions entre les agents.
Sécurité du poste de travail.
Manque d'outils polyvalents et
reconfigurables.

Risque de piratage des machines connectées
(cybersécurité).
Programmation des machines en langage naturel.
Les systèmes de production deviennent capables
d'apprendre à partir d'un exemple humain (IA).
Apparition de composants adaptatifs
fondés sur des «matériaux intelligents»
(adaptronique).

Les pistes
pour l'avenir

Exploitation de ressources
informatiques partagées («grid
computing») pour la production.

Déploiement du concept de
«machine as a service» : un exploitant
n'achèterait plus sa machine, mais
paierait le fournisseur par un système
d'abonnement, en fonction de l'usage.
L'internet des objets permettrait de remonter les
données indispensables à ce nouveau modèle
d'affaires.

SOURCE : CETIM, «TECHNOLOGIES PRIORITAIRES EN MÉCANIQUE 2025».

PHOTOS DR

Capacité de sortir rapidement des séries plus
petites, voire des produits personnalisés, à
des coûts de production de masse.

Septembre 2020 - Arts&MétiersMag - 25

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