PROPOSITION DE DEFINITION DE LA CONFIGURATION POUR LES RMS

Télécharger le fichier original (Mémoire de fin d’études)

INTRODUCTION GENERALE

Le 16 Mars 2020, la décision d’un confinement au niveau national en France est annoncée et dès le lendemain, tout est fermé. Le pays fait face à un arrêt soudain d’activités, et plusieurs secteurs sont concernés. Ce qui était au départ une crise sanitaire, s’est retrouvé avoir des répercussions sur de nombreux secteurs d’activités, notamment l’industrie. Les responsables d’entreprises n’ont alors que très peu de temps pour décider de la stratégie à adopter pour survivre à cette menace inattendue et soudaine qu’est la COVID-19. Au cœur de la menace, on a vu des lignes d’assemblage automobiles se transformer en ligne de fabrication de respirateurs, des lignes de conditionnement de produits de beauté devenir des lignes de conditionnement de gels hydroalcooliques, ou encore des industries de textile transformer leurs lignes de production pour fabriquer des masques. Seulement, très peu d’industries ont pu suivre cette tendance de reconfiguration de leur système de production. Face à la baisse drastique de leurs activités, et par manque de moyens, de possibilité ou d’habileté à la reconfiguration, plusieurs ont dû déposer le bilan.
Les découvertes scientifiques ont permis d’élaborer un vaccin contre le virus. Ce vaccin nécessite un stockage bien particulier dans ce qu’on appelle de « super congélateurs ». En France, l’une des rares usines qui fabrique ces « supers congélateurs » s’est retrouvée submergée par l’assaut des commandes venant de France et d’Europe. A l’inverse du scénario précédent, l’entreprise doit faire face à l’augmentation drastique et inattendue de la demande. Leur système de production ne permet pas de couvrir cette demande sans cesse grandissante. Il faut alors trouver des solutions aux possibilités de reconfiguration du système de production.
Nous avons ici deux exemples récents qui illustrent et mettent la lumière sur des difficultés auxquelles font face les systèmes de production. Le challenge pour ces systèmes de production est de s’adapter à de nombreuses contraintes tout en restant compétitifs. Plus encore lorsque le système doit pouvoir faire face à des situations imprévisibles telles que la COVID-19. Bien qu’étant un triste épisode de notre existence, ceci nous interpelle à nouveau sur la nécessité et l’urgence d’adopter des systèmes de production capables de relever le défi de la reconfiguration. Cependant, il ne s’agit pas simplement d’avoir un système de production reconfigurable, il faut surtout et c’est le plus important, pourvoir le reconfigurer comme il le faut et au moment où il le faut afin de
Erica FOTSOH
surmonter d’éventuelles incertitudes du contexte de production et rester compétitifs. C’est ici même le cœur des travaux de cette thèse

Le contexte de la thèse

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du programme PERFORM1 de l’IRT JV2, en collaboration avec les laboratoires LS2N (Laboratoire de Sciences et du Numériques de Nantes) et Lab-STICC (Laboratoire des Sciences et Techniques de l’Information, de la Communication et de la Connaissance).
1. Le contexte industriel
L’IRT JV est un centre de recherche industriel mutualisé dédié au manufacturing. L’une de ses missions est de faciliter le transfert technologique vers les usines, au travers de la recherche collaborative entre les acteurs industriels et les laboratoires académiques de recherches entre autres. Ses thématiques de recherches concernent : les procédés de formage et de préformage, les technologies d’assemblage et de soudage, les procédés de fabrication additive, la mobilité dans l’espace industriel, et la flexibilité de la production. Quatre (04) filières industrielles stratégiques sont concernées par l’activité de l’IRT JV. Il s’agit de l’aéronautique, l’automobile, les énergie marine renouvelable et la filière navale. De plus, l’IRT JV est en étroite collaboration avec les fabricants de moyens de production et les intégrateurs.
Afin de proposer des solutions de pointes à ses membres, l’IRT JV focalise sa recherche sur des sujets appelant à des débouchés et proposant des innovations de ruptures. Pour cela, il s’appuie entre autre sur la recherche fondamentale (avec les académiques) en lien avec ses thématiques de recherche. C’est dans ce cadre que le programme de thèse PERFORM a vu le jour. Il s’agit d’un programme de thèses visant à développer la recherche amont dans le domaine du manufacturing. Les sujets des thèses sont co-définis par l’IRT et ses partenaires académiques et industriels. Ces sujets naissent à la fois des besoins exprimés par les industriels, et des verrous scientifiques
1 PERFORM : ProgrammE de Recherche FOndamentale et de Ressourcement sur le Manufacturing
identifiés par les académiques. Les thèses du programme PERFROM se situent donc à mi-chemin entre la recherche académique (fondamentale) et la recherche industrielle.
Cette thèse concerne la thématique de la flexibilité de la production. Elle fait suite aux travaux développés au sein du projet STAR3 de l’IRT JV par Khaled LAMECHE (Lameche 2018), qui a permis de développer un nouveau concept de système logistique et une méthodologie de reconfiguration d’un atelier de production.
2. Le contexte académique
Les partenaires académiques impliqués sur cette thèse sont le LS2N et le Lab-STICC.
Du coté LS2N, la thèse est rattachée à l’équipe PSI (pilotage de système industriel). L’objectif de l’équipe est de pouvoir proposer des outils d’organisation qui permettent de garantir un pilotage adapté aux contraintes du système et aux objectifs à atteindre. L’un des outils très utilisé par l’équipe est la simulation des flux de l’échelle du poste de travail à la chaine logistique. L’objectif étant de pouvoir fournir des résultats novateurs sur le plan technologique et de faire progresser les outils théoriques.
Du coté Lab-STICC, la thèse est rattachée à l’équipe FHOOX (Facteur humains, organisationnels et automatique dans les systèmes complexes). Cette équipe pluridisciplinaire à la coopération homme – système. Elle intègre notamment des cherches en SED reconfigurables, pilotage de système de production reconfigurable et du contrôle/commande. Les objectifs des travaux de l’équipe portent sur la productivité et l’efficacité de la conception en s’appuyant sur des méthodes de modélisation, d’estimation, d’optimisation, de transformation et de prise de décision. Les plateformes cibles sont entre autres les systèmes de production reconfigurables, les défis étant l’adaptation à des environnements incertains.

Table des matières

Remerciements
Liste des tableaux
Liste des figures
Glossaire
INTRODUCTION GENERALE
I. Le contexte de la thèse
1. Le contexte industriel
2. Le contexte académique
II. Problématique et questions de recherche
III. Les objectifs de la thèse
IV. Méthodologie et hypothèses de recherche
1. La méthodologie DRM
2. Les hypothèses de recherche
V. Organisation du manuscrit
CHAPITRE 1 : REVUE DE LA LITTERATURE ET IDENTIFICATION DES VERROUS
LEVER
I. La place des RMS dans les systèmes de production industrielle
1. Evolution des systèmes de production industrielle
2. Agilité, flexibilité et reconfigurabilité : ressemblances et différences.
II. Les caractéristiques des RMS
1. Les caractéristiques liées à la définition des objectifs des RMS
2. Les caractéristiques liées au fonctionnement des RMS
3. Les caractéristiques liées à la conception des RMS
4. Relations entre les caractéristiques des RMS
III. La définition d’une configuration dans la littérature
1. L’approche « physique » de la configuration
2. L’approche « commande » de la configuration
3. L’approche couplée de la configuration..
IV. Méthodes et démarches de choix de configuration dans la littérature
V. Synthèse de l’état de l’art
VI. Contributions des travaux
CHAPITRE 2 : PROPOSITION DE DEFINITION DE LA CONFIGURATION POUR LES RMS
I. La modularité, une condition fondamentale des RMS
II. Le module, élément standard du RMS
1. Qu’est-ce qu’un module dans les RMS ?
2. Comment peut évoluer un module ?
III. Vison modulaire de la configuration pour les RMS
1. Définition et description de la configuration
2. La reconfiguration du RMS vue selon la modularité
3. Les caractéristiques de la configuration
IV. Exemple de configuration modulaire
V. Positionnement de la configuration
2. La configuration par rapport à l’ordonnancement et au pilotage
VI. L’agrégation de module : une difficulté de la modularité
Conclusion
CHAPITRE 3 : VERS UN MODELE DE DONNEES DE REFERENCE POUR
CONFIGURATIONS DES RMS
I. Une base de données comme outil aidant à la gestion de connaissances
II. Un modèle de données de référence
1. Quelques prérequis du diagramme de classes
2. Le build-up du modèle
3. Le modèle de données de référence pour les configurations de RMS
III. Du modèle de données de référence à une base de données de configurations
1. Passage du modèle de données à la base de données
2. Illustration avec le cas QLIO
3. Test de la base de données et validation du modèle de référence
IV. Utilisation de la base de données
Conclusion
CHAPITRE 4 : UNE DEMARCHE DE CHOIX DE CONFIGURATION BASEE SUR
CAPITALISATION DES DONNEES
I. Les déclencheurs du processus de reconfiguration
1. Les types de reconfiguration en industrie
2. Les indicateurs de performance retardés et avancés
II. Démarche d’aide au choix de configurations alternatives
1. Etape 1 : Définition du besoin de reconfiguration et choix des critères de sélection
2. Etape 2 : Recherche de solution(s)
3. Etape 3 : Etude de faisabilité
4. Etape 4 : Implémentation
III. Application au cas QLIO
1. Description de la situation de reconfiguration
2. Application de la démarche de choix
Conclusion
CHAPITRE 5 : APPLICATION DES PROPOSITIONS AUX CAS D’ETUDE INDUSTRIELS
I. Le cas Europe technologies-LivingPackets
1. Contexte de l’étude
2. Description de la situation de reconfiguration
3. Une décomposition modulaire du système et construction de la base de données
4. Application de la démarche de choix de configuration.
5. Conclusion du cas d’étude
II. Le cas TER Rental
1. Le contexte du cas d’étude
2. Description du la situation de reconfiguration
3. Une décomposition modulaire du système et construction de la base de données
4. Application de la démarche de choix de configuration.
5. Conclusion du cas d’étude
Conclusion
CHAPITRE 6 : LE CAS PARTICULIER DES RMS HOLONIQUEMENT CONTROLES
I. Les systèmes de production holonique (HMS)
1. Vue d‘ensemble du HMS
2. Caractéristiques du holon
3. La description de la structure interne du holon
4. Le rapprochement entre HMS et RMS et motivation de la proposition
II. Proposition d’enrichissement de la structure interne du holon
Un exemple illustratif
III. Les utilisations possibles du holon enrichi
1. Dans un contexte de reconfiguration
2. Dans un contexte d’aide au pilotage
IV. L’agrégation des données
Conclusion
CONCLUSION GENERALE
I. Rappel de la problématique
II. Discussions des propositions
1. Vision modulaire du système
2. Modèle de données de référence
3. Le démarche de choix basée sur la capitalisation
III. Les perspectives et futurs travaux
1. Vers une notion de bibliothèques de simulation
2. Vers une notion de système Expert
3. Vers la conception d’un configurateur
Liste des publications
Références