Lab-STICC « Communiquer et décider, des capteurs à la connaissance… » 17 Bd Flandre Dunkerque BP 92116 – 56321 Lorient Cedex 02 97 87 40 22 ; [email protected]Pr E. Martin Lab-STICC « Communiquer et décider, des capteurs à la connaissance… » 17 Bd Flandre Dunkerque BP 92116 – 56321 Lorient Cedex 02 97 87 40 22 ; [email protected]Pr E. Martin Plateforme « Usine du Futur » SCAP industrie du futur Systèmes Cyberphysiques adaptatifs en Production LabSTICC Laboratoire des Sciences et Techniques de l'Information, de la Communication et de la Connaissance Professeur Eric Martin SCAP est membre de l’alliance industrie du futur
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Plateforme « Usine du Futur » SCAP industrie du futur · 2017-05-17 · Systèmes d'information Société numérique Management Affaires ... machine et être plus proche de son
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17 Bd Flandre Dunkerque BP 92116 – 56321 Lorient Cedex 02 97 87 40 22 ; [email protected] E. Martin
Plateforme « Usine du Futur »SCAP industrie du futur
Systèmes Cyberphysiques adaptatifs en Production
LabSTICC Laboratoire des Sciences et
Techniques de l'Information, de la Communication et de la Connaissance
Professeur Eric Martin
SCAP est membre de l’alliance industrie du futur
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Lab-STICC• UMR 560 Membres
• 3 Pôles– CACS : Communication (COM), interaction
algorithmes architectures (IAS), méthodes et outils pour le logiciel et le matériel (MOCS).
– MOM : Matériaux Fonctionnels (MF), Dispositifs et
Interfaces Multiphysiques (DIM), Propagation et Interactions Multi-échelles (PIM).
– CID : DECIDE (DECision aId and knowleDge discovEry),
TOMS (Traitements, Observation et Méthodes Statistiques), IHSEV (Interaction Humain Système et Environnement Virtuel), SFIIS (Sécurité, Fiabilité et Intégrité de l’Information et des Systèmes), PRASYS (Perception, Robotics, Autonomous SYStems),
• 4 Projets transversaux– CyruS : Cyber Sécurité ; HAAL : Human Ambiant
CLAPOT (Common Laboratory for Acquisition of Potential Oceanic Technologies) – ThalesCALIPSO (Common Advanced Laboratory for Integrated Processing of Signal Observation) – Thales
ENSTAIngénierie des systèmes complexes Hydrographie et océanographie Robotique Télécommunications et sécurité Informatique et technologies de l’information Sciences de l'entreprise Architecture navale et offshoreArchitecture des véhicules Matériaux et structures Pyrotechnie et propulsion
IMT Mines Télécom AtlantiqueSystèmes matérielsSystèmes logicielsRéseauxSécuritéInternet des objetsSystèmes d'informationSociété numériqueManagementAffairesInternational
UBOMaster :- Informatique- Ingénierie de conception- Master Ingénierie de
l'image, ingénierie du son- Master Physique
Fondamentale et Applications
- Télécommunications
UBSMaster :- Master Systèmes et Applications pour l'Informatique Mobile (SAIM)
Formations à Bac + 5, associées au Lab-STICC
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Les enjeux de l’industrie
• Relever la part de l’industrie en France et en Europe– Passer de 15,1% du PIB en 2013 à 20% en 2020 en Europe
• RSE responsabilité sociétale des entreprises– Le développement durable
– La place de l’homme et du capital humain
• Répondre aux nouveaux défis de l’agilité– Production de masse et customisée
– Logistique adaptée aux besoins clients
– Consommation collaborative
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Les politiques publiques pour l’industrie
• Les politiques publiques à l’échelle mondiale– Manufacturing renaissance – USA ; Smart Everything Everywhere – EU
• Les politiques en Europe : 9 programmes nationaux– High Value Manufactiring – GB ; Smart Industry – Nl ; Production 2030 – S ;
– Manufactiring 4.0 – D ; Porduktion des Zukunft – A ;
– Operational programme – GR ; Fabrica intelligente – I
– Les programmes Horizon 2020• Primauté industrielle :
– la recherche dans des domaines technologiques clés (TIC, nanotechnologies, matériaux, procédés de fabrication, espace).
– des instruments financiers en soutien aux investissements privés en recherche et innovation
– l'innovation dans les P.M.E., au travers du programme EUROSTARS (faisabilité du projet, financement de la recherche et de l'innovation, puis accompagnement vers la commercialisation).
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ORIENTATION 12 / Usine verte et citoyenneORIENTATION 13 / Procédés de fabrication flexibles, centrés sur l’homme
ORIENTATION 14 / Conception de nouveaux matériauxORIENTATION 15 / Capteurs et instrumentation
• La politique industrielle en France
– Plans du renouveau industriel• Usine du futur : Nous construisons la France de la troisième révolution industrielle. Pour
retrouver son rang dans la bataille mondiale, gagner en compétitivité, maintenir de l’emploiindustriel et améliorer la place de l’homme dans l’usine, la France doit relever le double défide moderniser son outil productif et de concevoir et de développer les processus et les outilsde production de l’avenir. L’usine de demain devra être plus écologique et sobre en ressources,plus intelligente, avec des modes de production toujours plus adaptés à des productionspersonnalisées ou en petite série. Elle devra remettre l’humain au cœur de la relation homme-machine et être plus proche de son écosystème local (clients, sous-traitants et fournisseurs). Leplan « Usine du futur » permettra à la France d’être au rendez-vous de la troisième Révolutionindustrielle, au carrefour des transitions énergétique et numérique de notre société.
– La stratégie nationale de la recherche
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Industrie du Futur
1° Révolution industrielle(mécanisation)
2° Révolution industrielle(électrification)
3° Révolution industrielle(électronique)
4° Révolution industrielle(cyber-systèmes)
Complexité
Dates
Aujourd’huiDébut des années 1970
Début 20°siècle
Fin 18°siècle
Enjeux Sujets
Evolution des marchésAttentes clients, offres alternatives, valeurs de l’offre
L’homme cognitif au cœur des systèmesManagement apprenantInnovation collaborative
Aide à la décisionRéalité augmentée
Révolution TechnologiqueProcédés flexibles
Machine intelligenteSystèmes adaptatifs
TransitiqueCobot
Révolution NumériqueIntégration des flux d’informationBig Data, aide à la décisionMobilitéIotRéalité virtuellePilotage décentraliséCybersécurité ICSPilotage décentralisé
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Capteurs et actionneurs Capteurs physiques, chimiques, biologiques.
Contrôle, surveillance et traçabilité
Surveillance des produits et procédés (maintenance prévisionnelle)Contrôle, traçabilité (Contrôle non destructif, examen de surface, examen volumique, caractéristique des revêtements, méthodes globales).Capteurs intégrés dans le processus de fabrication.
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Réalité 3D pour l’industrie
• Industrie du futur– Conception virtuelle
• Modèles 3D
• Modèles métiers– Flux, process, procédure
• Métamodèle– Mascaret/SysML
Scénarisation métier
Informations géométriques
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Réalité 3D pour l’industrie
• Formation : tuteur intelligent incarné
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• Enjeux : – Du contrôle au contrôle / commande
– Agilité des systèmes
• Faciliter la conception du contrôle /commande
• Conception correcte du contrôle/commande
• Garantir l’interopérabilité des outils
• Utilisation d’approches basées sur les modèles– Description
– Dynamique des Système à Evénements Discrets
– Transformations / Dérivations
– Réutilisation
Modèles d’analyses
Modèles exécutables
Modèles métiers
Génération d’IHM de supervisionde commandes
de configurations pour MES
Génération d’outils de vérification(simulation, preuve)
Ingénierie système
ComGeM
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Optimisation mathématique
La Recherche Opérationnelle (RO) : des outils pour prendre les bonnes décisionsdans des problèmes réels et complexes.• Approche quantitative pour produire les meilleures décisions
• Science du « comment mieux faire avec moins »
• Des modèles pour analyser des situations complexes
• Permettre aux décideurs de faire des choix efficaces et robustes
PlanificationOrdonnancement
Pilotage de la production
Gestion des stocks
DistributionApprovision-
nementsChaîne logistique
Est-ce déjà du passé ? Non les outils peuvent aller plus loin…• Une meilleure intégration dans les ERP• Des solutions adaptées et sur mesure• Des solutions optimales en temps limité• Des avantages concurrentiels pour des PME de pointe• Des gains importants à tous les niveaux• Une meilleure utilisation des ressources propres
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L’ingénierie dirigée par les modèles et la gestion des données
• Pourquoi l’IDM • L’IDM : des plans avant la réalisation
• Explicitation et capitalisation des connaissances indépendantes du code ou du système
• Différents points de vue sur les systèmes
– Du niveau système au code
– Sureté, sécurité, etc…
• Langages standards ou Spécifiques aux domaines
– Graphique ou textuel
– Plusieurs langages ou points de vue
• Transformation, compilation, Fédération
UsagesLangages de modélisation
Existants, standards (ou non) et généralistes avec des outils associés Création de DSL (Domain Specific Language) avec des ateliers dédiés
Analyse et Preuve Simulation dans un but précis Vérification formelle de propriétés
Production automatique Génération de code pour cibler différents langages ou frameworksMais aussi paramètres, déploiement, configuration, etc…
Ingénierie système et chaine d’outils collaboratifsDifférents langages et outils pour des systèmes hétérogènes Couplage faible entre les langages et outils Déploiement distribué des outils avec interfaces publiques
BIM pour les bâtimentsSysML pour la R.A.
BPMN pour les ProgicielsUML pour les MES
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• Bonnes pratiques : Contrôles d’accès, cloisonnement, gestion des médias
amovibles, durcissement des configurations, journaux, sauvegardes, cryptage, antivirus
Développement d’une passerelle
Sur le bus de terrain (entre l’automate et les E/S)
Génération à partir de modèles de haut niveau (connaissance des variables et des communications)
Détection et Réaction (filtrage, repli …)
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La psychologie cognitive pour l’homme au travail
• Objets d’étude :– les activités humaines et la coopération humain-machine.
– dans des systèmes fortement automatisés.
Prise d’informationReprésentation mentale
AdaptationPrise de décision
Au niveau individuel et
collectif
Exécution
Supervision
OBJECTIF : améliorer la « performance d’un Santé Sécurité Travail »
=Sécurité, fiabilité, disponibilité, santé
et la sécurité des opérateurs
1. Analyser l’activité de l’opérateur et son
coût
2. Améliorer la coopération
homme-machine
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• Application au contrôle qualité :
La psychologie cognitive pour l’homme au travail
Variation du diamètre pupillaire
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Cobot, robot collaboratif
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Cobot, robot collaboratif
INRS : « Utilisation des robots d’assistance physique à l’horizon 2030 en France Novembre 2015
France = 35.000Italie = 62.000 (x2)
Allemagne = 148.000 (x4)Japon = 285.000 (x8)
France = 35.000Italie = 62.000 (x2)
Allemagne = 148.000 (x4)Japon = 285.000 (x8)
Enjeux pour le Cobots- Réindustrialisation :- Complexité de la supply chain- Qualité et Perf. Industrielle- Couts de transport/stockage- Santé et performances
Vidéo• Relevés du poste de
travail
Ergonomie• Analyse des activités à risques
Simulation• Activités du Cobot
Etude
• Préhenseur
• Bords de ligne
Analyse
• Performance industrielle
• Cadence ; Coûts
Une méthode pour l’expertise et le conseil
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Aide à la prise de décision : l'humain face à des données hétérogènes et complexes
• Axe aide à la décision
Planification de levés hydrographiques
Planification territoriale
Amélioration de la gestion des eaux usées
Routage de véhicules & réseaux logistiques
Optimisation de stocks
● Axe fouille de donnéesFouille de logs pour prévenir des pannes ou des attaques « cyber »Création d’une base de connaissance de réglementations (maritimes)Détection de communautés dans des réseaux sociaux / d’entreprisesDétection de fuite de clients
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• Plateforme de soutien à l’aide à la décision
Aide à la prise de décision : l'humain face à des données hétérogènes et complexes
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Académique : ENSIBS• Premiers projets mis en place (2016-2017)
Usine Virtuelle Scénarisation des usages industriels de la réalité augmentée
Usine numérique Optimisation des plans de production de découpes
Usine numérique Installation du MES et interaction avec les outils de supervision etd’automatisme ; échange des données au standard SP95
Poste de travail Apprentissage et optimisation de la coopération homme – cobot
Poste de travail Utilisation d’un BAN pour l’étude des postures pénibles (prévention de TMS)
Poste de travail Charge mentale et supervision, en contrôle qualité
Usine numérique Développement d’un système de gestion intégré (ERP/PGI), dans le cadre duprogramme de l’UIMM breizh innov PMI
Cyber sécurité Analyse des cyber-attaques d’un automate et son MES. Plan d’expériences
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Perspectives
• SCAP industrie du futur pour :– Veille - Formation – Conseil – Recherche autour
• Du développement de nouvelles technologies et nouveaux services numériques pour l’UdF
• De la disséminations de technologies à forte valeur ajoutée dans la production industrielle
• Réseau d’industriels– Communauté d’intérêt : Équipementiers, End Users avec ou sans R&D en
production• Veille, identification des défis technologiques et d’usage