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RÉSUMÉ
Aujourd'hui, concevoir son système de production au plus tôt dans le cycle de vie du produit, sans attendre la validation finale du prototype, est devenu une préoccupation principale. Dans ce contexte, de nouveaux challenges sont à relever, tels que la numérisation du système de production, la flexibilité de la conception vis-à-vis des incertitudes liées au produit, ou encore la gestion d'un échange accru d'informations entre les différents acteurs du cycle de vie produit/process. Les modélisations numériques complètent les prototypes physiques en permettant une exploration de plus de solutions possibles. De ce besoin est née l'Usine Numérique.
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Magali BOSCH-MAUCHAND : Maître de conférences - Enseignant – Chercheur à l'université de Technologie de Compiègne (UTC)
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Vincent CHEUTET : Maître de conférences - Enseignant – Chercheur Supméca au LISMMA
INTRODUCTION
Le développement informatique a fait naître de nouvelles technologies numériques favorisant l'échange et la traçabilité des données ainsi que l'intégration de puissants modules de calcul.
Dans un objectif de réduction des coûts et d'amélioration continue de la productivité, les technologies numériques s'immiscent et se diffusent de plus en plus dans l'entreprise. Depuis plus de trois décennies, les bureaux d'études développent des produits à partir d'outils de Conception assistée par ordinateur (CAO) et élaborent des maquettes numériques. La planche à dessin a laissé la place à de nouveaux moyens visant une continuité de la chaîne numérique améliorant les délais. Des solutions informatiques permettent maintenant de valider le comportement mécanique des produits. Ces modélisations numériques complètent, peu à peu, les prototypes physiques en permettant une exploration de plus de solutions possibles.
Un nouveau pas a été franchi grâce au travail collaboratif et aux systèmes de Product Lifecycle Management (PLM), effaçant ainsi les frontières du système d'information de l'entreprise. Ces technologies, encore émergentes au sein des PME-PMI, permettent de travailler à distance à la co-conception d'un produit.
Aujourd'hui, concevoir au plus tôt dans le cycle de vie du produit son système de production, sans attendre la validation finale du prototype, est devenu une préoccupation principale, permettant de prendre les meilleures décisions aux meilleurs moments. Aussi, de nouveaux challenges sont à relever, tels que :
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la numérisation du système de production ;
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la flexibilité de la conception vis-à-vis des incertitudes liées au produit ;
-
la gestion d'un échange accru d'informations entre les différents acteurs du projet de développement de systèmes.
De ce besoin est née l'Usine Numérique.
L'Usine Numérique est une technologie qui s'adresse essentiellement aux industries ayant des processus de fabrication relativement complexes. Cette technologie vise donc avant tout :
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l'industrie automobile ;
-
l'aéronautique ;
-
l'industrie électrique et électronique ;
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la construction de machines, d'équipements et d'installations.
L'expertise technique et scientifique de référence
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Ingénierie de l'homme dans l'usine
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2. Typologie des problématiques en Usine Numérique
La conception et l'optimisation d'usine se concentrent sur des problématiques liées à l'optimisation des flux de biens, l'utilisation des ressources et la logistique pour tous les niveaux de planification de l'usine, des réseaux de production globaux, en passant par les usines locales, vers les lignes spécifiques et ce avec les objectifs suivants :
-
réduire l'introduction de nouveaux produits, le temps sur le marché et le time-to-volume ;
-
améliorer l'implantation de production et minimiser les investissements ;
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assurer que les machines et les équipements soient à la bonne place ;
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assurer que suffisamment d'équipements de manutention de matériel soient disponibles ;
-
optimiser la taille des stocks tampons ;
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assurer que la manutention de produits reste au minimum ;
-
garantir la sécurité, l'efficacité et le confort du personnel.
Afin de balayer les différentes problématiques afférentes, nous proposons, dans le § 2.1, d'étudier l'ingénierie des processus pour la conception et l'amélioration d'implantation. Et, au § 2.2, l'ingénierie des procédés (assemblage et manutention, robotique, FAO, simulation de systèmes automatisés et métrologie).
2.1 Ingénierie des processus : conception ou amélioration d'implantation
En ingénierie des processus pour la conception et l'amélioration d'implantation, l'objet d'étude peut être de différents ordres :
-
usine ;
-
unité logistique ;
-
ligne de production ;
-
à un niveau plus spécifique, cellule de production.
En figure 6, est rappelé, de manière générique, l'ensemble des éléments nécessaires pour mener à bien une étude d'implantation.
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Typologie des problématiques en Usine Numérique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRACHT (U.), MASURAT (T.) - The digital factory between vision and reality. - Computers in Industry, 56, p. 325-333 (2005).
-
(2) - KUEHN (W.) - Digital factory – Integration of simulation enhancing the product and production process towards operative control and optimisation. - International Journal of Simulation, vol. 7, no 7 (2006).
-
(3) - CHRYSSOLOURIS (G.), MAVRIKIOS (D.), PAPAKOSTAS (N.), MOURTZIS (D.), MICHALOS (G.), GEORGOULIAS (K.) - Digital manufacturing : history, perspectives, and outlook. Proceedings of the I MECH E Part B. - Journal of Engineering Manufacture, 223, p. 451-462 (2009).
-
(4) - HABCHI (G.) - Conceptualisation et modélisation pour la simulation des systèmes de production. - HDR de l'université de Savoie (2001).
-
(5) - WÖHLKE (G.), SCHILLER (E.) - Digital planning validation in automotive industry. - Computers in Industry, 56(4), p. 393-405 (2005).
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
• Questionnaire RULA http://www.rula.co.uk/
• Journée Usine numérique 2013 http://www.journeeusinenumerique.fr/
• Delmia, outils « Usine numériue » de Dassault Systèmes http://www.3ds.com
• Tecnomatix, outils « Usine numérique » de Siemens http://www.plm.automation.siemens.com
• Ouest de Dassault Systèmes http://www.3ds.com
• Arena simulation de Rockwell Software http://www.arenasimulation.com
• Witness de Lanner Group http://www.lanner.com
• Simio Simulation Software http://www.simio.com
• Supmeca http://www.supmeca.fr
• EADS – Suresnes http://www.eads.com
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VDI 4499 - 2008 - VDI Standard – Digital factory – Fundamentals - -
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