Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Cet article présente l’architecture de systèmes d’aide à la décision retenu dans le cadre du forgeage. Une première illustration de la mise en œuvre de ces systèmes est faite sur la proposition de gammes de forgeage compatibles avec les ressources disponibles et leurs capabilités. Cela permet d’évaluer la faisabilité et d’effectuer assez rapidement des propositions technico-économiques. Une seconde illustration montre quels paramètres du processus il est judicieux de mettre sous surveillance pour garantir une meilleure maîtrise du processus. Cela permet de déceler, en temps réel et sans mesure sur les pièces, les dérives qu’il est nécessaire de corriger avant de conclure à un rebut.
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This article presents the architecture of the decision support systems dedicated to forging processes. The first application of these systems is linked to process design determination, according to the means of production used and their capabilities. The first application evaluates feasibility and allows technical and economic offers to be made quickly. The second application concerns the determination of key process parameters whereby real-time process monitoring can be carried out without measurement on parts.
Auteur(s)
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Zakaria ALLAM : Docteur ingénieur en mécanique et procédés de fabrication - Laboratoire de Conception Fabrication Commande (LCFC, EA 4495), Arts et Métiers ParisTech, Metz, France
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Cyrille BAUDOUIN : Ingénieur Arts et Métiers - Maître de Conférences à Arts et Métiers, ParisTech, Metz - Laboratoire de Conception Fabrication Commande (LCFC, EA 4495), Arts et Métiers ParisTech, Metz, France
INTRODUCTION
Longtemps considéré comme un procédé d’obtention de pièces brutes finies par usinage, le forgeage permet, aujourd’hui, la réalisation de pièces à haute valeur ajoutée. La fabrication de pièces net shape (finies de forge, sans reprise de finition), l’amélioration des caractéristiques mécaniques en service (résistance à la fatigue…) ou la réduction de masse et/ou de volume, toutes choses étant égales par ailleurs, sont, par exemple, des axes de développement de ce procédé de mise en forme par déformation plastique. Ces réflexions sont devenues possibles grâce à une meilleure qualité des moyens de production et de leur système de pilotage. La mise en œuvre de gammes de plus en plus techniques nécessite alors le recours à des experts en production, en bureau d’études ou de méthodes.
Paradoxalement, l’attachement à une entreprise est de moins en moins fréquent, le turn-over des cadres est de plus en plus rapide. Le savoir et le savoir-faire liés aux individus diminuent donc dans l’entreprise à chaque départ d’expert. Former de nouveaux référents prend du temps. Il existe généralement une connaissance capitalisée par projet ou suivant des conseils de bonne pratique, mais cela n’est pas toujours adapté aux besoins réels de réactivité et de productivité de l’entreprise.
En effet, la plupart du temps, les décisions dans les forges sont prises par des experts à partir de leur expérience et à partir d’analyses de cas similaires, grâce à des essais souvent itératifs pour corriger les erreurs non prévisibles. Chercher une information auprès des experts dont la disponibilité est limitée, ou dans les archives de la société, est souvent chronophage ; d’où l’idée d’utiliser l’intelligence artificielle pour développer des outils d’aide à la décision en forgeage.
Fondés sur un système expert, ces outils sont constitués d’une base de connaissances d’une part et d’un mécanisme d’exploitation d’autre part. Les moteurs de recherche accélèrent l’accès à l’information pour aider à prendre les bonnes décisions. Les connaissances nécessaires pour cela peuvent être capitalisées par les experts en amont, et au fur et à mesure de leur acquisition. La connaissance des experts et leur exploitation peuvent alors être dissociées.
L’article commence par une présentation du contexte global et des notions de base de l’approche ; le forgeage et les systèmes d’aide à la décision y sont illustrés. Les débuts des systèmes d’aide à la décision appliqués au forgeage sont évoqués avant de traiter deux exemples de développement plus récents. Le premier aborde la mise en place de gammes à partir de connaissances métiers, des moyens de production disponibles dans l’atelier de forgeage et de leur capabilité. L’aide apportée facilite l’étude de faisabilité et permet d’établir des devis assez rapidement. Le second aborde la maîtrise des processus de fabrication. L’aide apportée contribue à l’identification des paramètres à surveiller pour déceler des dérives en temps réel, et à leur correction pour éviter la mise au rebut de pièces.
MOTS-CLÉS
aide à la décision forgeage mise en forme par déformation plastique système à base de connaissances gamme maîtrise du processus
KEYWORDS
decision support system | forging | shaping by plastic deformation | knowledge-based systems | manufacturing route | process monitoring
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Conclusion
Bien qu’ils soient capables de réaliser l’habillage de pièces axisymétriques (COPEST), de mettre en en place des gammes et des devis associés (OMEGAM©), ou d’assurer la maîtrise des processus, les systèmes d’aide à la décision en forge ont du mal à s’implanter en milieu industriel. Seule exception, les logiciels de simulations numériques par éléments finis, qui sont en quelque sorte des systèmes d’aide à la décision, ont connu un essor considérable ces dernières années. L’explication réside probablement dans le fait que la connaissance nécessaire à ce type de logiciel est purement scientifique et qu’elle est renseignée a priori. Dès que du savoir et du savoir-faire propres à l’entreprise sont à renseigner, la rentabilité ne semble plus évidente et des réticences s’installent. Il reste à démontrer la plus-value et les gains potentiels des systèmes d’aide à la décision en forgeage pour que ceux-ci dépassent le cadre de la réflexion conceptuelle et deviennent des outils opérationnels dans l’usine du futur.
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - KALPAKJIAN (S.), SCHMID (S.R.) - Manufacturing processes for engineering materials. - 6ème edition, Pearson-Prentice Hall, Singapore (2010).
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(5) - DEBRAUWER (L.) - Design patterns pour C# : les 23 modèles de conception : descriptions et solutions illustrées en UML 2 et C#. - Éditions ENI (2011).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
AFNOR – Forge par estampage et matriçage, Vocabulaire. Association Française de Normalisation (AFNOR). - NF E 82-000 - 1984
-
AFNOR – Guide pour la mise en place de la Maîtrise Statistique des Processus. Association Française de Normalisation (AFNOR). - X 06-030 - 1992
-
GUM 1995 avec des corrections mineures. Évaluation des données de mesure – Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure. BIPM (2008). - ISO Guide JCGM 100 :2008 -
ANNEXES
BARATTO (F.), DE TINSEAU (C.), BIGOT (R.), BASTIEN (A.), SIADAT (A.), ÉTIENNE (A.), DANTAN (J.Y.), Outil d’aide à la mise en place de gamme : OMEGAM, version 1, IDDN. 20600 (2012).
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