Projet SODALITE

Descriptif du projet


Enumération des cas d’usages :

Optimisation des stocks inter-îlots d’une ligne de ferrage PSA,
Optimisation des diagrammes automatologiques (PSA),
Simulateur d’assemblage des tranches d’un navire (Naval Group),
Equilibrage d’une ligne d’assemblage (Safran).

L’objectif du projet Sodalite est d’abord de réduire cette « discontinuité numérique » au travers d’une architecture originale fondée sur :

Une notion de « modèle unique » matérialisée par un langage de modélisation dit « langage pivot » (CEA List),
Une configuration du logiciel Karren (DPS) pour garantir la cohérence des données issues de différents modules de simulation/optimisation, qui sont réinjectées dans le « modèle unique »,
Des connecteurs qui interfacent ces modules de simulation/optimisation à l’architecture Sodalite.

Les innovations majeures


Langage pivot

Standardisation des différents points de vue

Jumeau numérique

Pour la conception et l'évaluation

L'optimisation

Par association d'algorithmes avancés à la simulation

Contribution et bénéfices de chaque partenaire


DPS : Un connecteur entre Papyrus et Karren qui permettra de synchroniser les paramètres de simulation entre les différents systèmes qui implémenteront le langage pivot.
Bénéfices : Intégration du logiciel Karren et de sa méthodologie dans un contexte Manufacturing (Karren étant plutôt dédié à l’origine aux activités d’Engineering) + Enrichissement de la gamme de connecteurs

Sherpa : Une bibliothèque spécifique PhiSim pour la simulation des systèmes de fabrication et un modèle de simulation de la ligne de ferrage interconnecté avec l’optimiseur.
Bénéfices : Adaptation de notre méthodologie au processus de fabrication et évaluation sur les cas d’usages projet + Expansion du périmètre d’utilisation de Phisim sur la modélisation et simulation des processus de fabrication.

3DS : Un démonstrateur du modèle numérique pour le macro-planning d’une ligne d’assemblage (UC Naval Group)
Bénéfices : Implémentation dans la 3DEXPERIENCE de manière à y connecter des solutions tierces comme DPS, Papyrus ou Sherpa.

CEA : L’implémentation du langage pivot dans Papyrus et une IHM de saisie des données d’entrée dans Papyrus.

Les partenaires projets



Projet MANIPRES

Manipulation précise de charge lourde

MANIPRES


Le projet d’innovation MANIPRES démontre la pertinence d’un robot collaboratif en situation d’assistance physique aux opérateurs sur l’assemblage précis de pièces lourdes et fragiles. (>60 kilos).

FactoryLab répond à un enjeu mutualisé initié par SAFRAN, PSA, le CEA List et Sarrazin Technologies. Cet enjeu est illustré par un cas d’usages SAFRAN qui souhaite réaliser l’accostage d’un module d’accessoires sur un moteur leap en assistant l’Homme dans ses mouvements afin d’éviter tout endommagement des pièces manipulées ou environnantes. Auparavant, ces tâches nécessitaient jusqu’à 2h30 de temps de montage imposant des efforts aux opérateurs. Grâce à MANIPRES, le temps de montage a été fortement réduit et les risques de collision entre deux pièces ont été supprimées.

Pour mener à bien ce projet d’une durée de 12 mois, un fournisseur de technologies a été sollicité : Sarrazin pour ses compétences en cobotique active multiaxe qui offre une grande maniabilité et une sécurité accrue grâce au contrôle intelligent de la vitesse. Couplé à cette expertise, le CEA porte la technologie de Sarrazin d’un niveau de TRL 6 à 8 grâce au portage d’une nouvelle génération de logiciels basé sur le contrôle temps réel des opérations.

La robotique collaborative #1

Découvrez le tournage sur le site de recherche du  CEA à Saclay et le site d'essai de Safran Aircraft Engines à Villaroche.

Les innovations majeures

dans le cadre du projet


Zéro effort

Niveau de frottement sec très bas (2%-3% de la charge transporté)  lui permettant des déplacements manuels submillimétrique et sans effort.

Anti-collision

Exploitation d'un modèle 3D de l'environnement du Cobomanip pour une fonction d'anticollision sur des obstacles modélisés.

Guide virtuel

Faciliter la tâche de l’opérateur grâce à une trajectoire prédéfinie directement implémenté dans le Cobomanip.

Le projet en chiffres

12

mois

4

membres impliqués

121.000

euros de budget


Gestion de la co-activité en milieu industriel (GECO)

Gestion de la co-activité en milieu industriel

GECO


GECO est un projet issu du programme « Usine Digitale Flexible » de la plateforme FactoryLab. Ce programme vise à la mise en place d’un atelier pour la modélisation, la simulation et l’optimisation intégrée de « l’usine numérique » permettant aux utilisateurs d’atteindre différents objectifs d’amélioration de leurs systèmes de production, à savoir :

Flexibilité : adaptabilité rapide et aisée de la production en termes de cadences de production (par ex : 80 min pour x2 ou /2 la cadence) ;

Versatilité : adaptabilité rapide et aisée de la production vis-à-vis des variantes de produits et/ou de procédés ;

Optimisation de la performance d’exploitation de moyens de production existants ;

Aide à la décision des choix d’architecture de systèmes de production et de lignes de fabrication nouvelles.Vision & Mission. La problématique centrale du projet GECO est la gestion de l’ordonnancement de tâches. La validation et l’optimisation manuelles de l’ordonnancement de tâches sont trop complexes pour être réalisées à la main. La difficulté réside dans la prise en compte l’ensemble des contraintes et en particulier des contraintes dites de « coactivité ». Ces contraintes expriment l’impossibilité pour deux tâches d’être réalisées au même moment au même endroit, par exemple pour des raisons d’incompatibilité liée à la sécurité (comme la peinture et la soudure) ou d’accessibilité. Un double problème de précision (qualité du résultat) et de temps de réalisation de ce processus de validation et d’optimisation est constaté. Des rectifications lors de la mise en place opérationnelle de l’ordonnancement sont souvent nécessaires et coûteuses. La mise à jour de l’ordonnancement pour la prise en compte d’un changement de contexte (introduction d’un nouveau produit, retards…) n’est pas assez réactive.


Moyen de serrage asservi par ultrasons EMAT (ASSERVUS)

Moyen de serrage asservi par ultrasons EMAT

ASSERVUS


Ce projet a pour objectif de disposer d’un moyen de serrage intégrant un capteur ultrasonore sans contact et sans couplant permettant un asservissement à l’effort de serrage.

Les ultrasons piézoélectriques sont couramment utilisés pour estimer la tension de serrage dans un moyen de serrage. Ce contrôle est généralement réalisé lors des phases de mise au point d’un assemblage avec une mesure avant et après serrage.

L’innovation d’ASSERVUS consiste à réaliser un moyen de serrage intégrant un capteur ultrasonore pour connaître l’effort de serrage pendant l’opération de serrage et ainsi asservir le serrage à cet effort. Des études dans ce sens ont déjà été menées il y a quelques dizaines d’années sans succès en raison de l’absence de maîtrise de l’agent de couplant nécessaire pour transmettre les ondes ultrasonores du capteur piézoélectrique à l’élément de fixation.

La deuxième innovation d’ASSERVUS consiste donc à utiliser un capteur ultrasonore électromagnétique appelé EMAT (ElectroMagnetic Acoustic Transducer) qui ne nécessite aucun couplant entre l’élément de fixation et le capteur puisque les ondes sont directement créées dans l’élément de fixation. Un léger entrefer peut être même éventuellement toléré.

Ce projet fait suite à une étude de faisabilité qui a démontré la possibilité de suivre l’évolution de l’effort dans une vis au cours de son serrage à l’aide d’un capteur EMAT. Cette étude a aussi démontré que les éléments de fixation ne nécessitent pas forcément des faces planes et parallèles et a permis de définir les critères d’acceptation de la boulonnerie. Elle ouvre le champ d’applications de la méthode ultrasonore de contrôle de serrage à des vis industrielles. Le marché ouvert par cette innovation est donc très important. A terme, il pourra être utilisé sur ligne de production, que ce soit dans le domaine automobile ou aéronautique ou sur chantier, dans la construction navale ou le génie civile. Tout secteur qui utilise des assemblages boulonnés pourra être concerné par ce produit en cours de développement. A ce jour, la veille technologique a montré l’absence de concurrence au produit prévu dans le projet ASSERVUS.


Lunettes de téléassistance augmentée avec connexion fiable et sécurisée (LUTAC)

Lunettes de téléassistance augmentée avec connexion fiable et sécurisée

LUTAC


Le projet LUTAC vise à démontrer et valider une solution de lunettes de téléassistance augmentée, dotées d’une connexion fiable et sécurisée. Cette solution, utilisant des matériels sur étagère, avec du logiciel innovant, sera donc capable d’opérer dans des environnements radio divers et d’assurer une bonne expérience pour les utilisateurs tant en terme d’optimisation et de sécurisation de la connectivité, qu’en terme d’acceptabilité des informations enrichies par la réalité augmentée.


Analyse sémantique de rapports d'inspection (SMART)

Analyse sémantique de rapports d'interventions

SMART


Le projet SMART (Support à la Maintenance par Analyse sémantique des Rapports d’interventions et des documentations Techniques) a pour objectif de mettre en place une chaîne d’analyse et de traitements permettant l’ exploitation des informations provenant de rapports d’intervention : maintenance, inspection, qualité, incident.

Deux cadres applicatifs de l’exploitation de ces informations sont visés par ce projet :

• L’établissement de rapports de synthèse des pannes/défauts/interventions à grande échelle : ce cadre a pour objectif de réaliser des évaluations comparatives d’équipements ou de processus par l’analyse automatique de rapports qualité ou de rapports d’inspection et de produire des rapports de synthèse à partir de ces analyses ;

• L’ optimisation des activités de maintenance préventive , à travers l’analyse automatique de rapports de maintenance.

Au-delà de ces cadres applicatifs, l’analyse automatique des rapports d’intervention devrait également permettre la constitution de bases de connaissance métier utiles pour l’accès ergonomique aux procédures et à la documentation, l’assistance de l’ingénieur de maintenance ou la rédaction assistée de rapports en opération.


Projet AGORA

Assistance aux gestes pour le montage et la maintenance et aux opérations de contrôle par réalité augmentée

AGORA


Le projet d’innovation AGORA démontre la pertinence de la réalité augmentée sur des postes de montage et de contrôle de pièces en environnement contraint.

FactoryLab répond à un enjeu mutualisé initié par SAFRAN, PSA, Naval Group, le CEA List et Diota illustré au travers de 3 cas d’usages :

  1. Contrôle de la conformité de géométrique de tubulure (Naval Group)
  2. Aide à la pose de jauges de contraintes (SAFRAN)
  3. Aide en ligne au séquencement des actions dans l’assemblage d’un élément moteur (PSA)

Pour mener à bien ce projet d’une durée de 18 mois, un fournisseur de technologies a été sollicité : Diota pour ses compétences en logiciel de RA offrant simultanément une reconnaissance sans marqueur et une interopérabilité avec le système de l’entreprise. Couplé à cette expertise, le CEA a apporté des améliorations en termes de précision de calage de l’information inférieur à 0.5mm et une robustesse de la solution en environnement contraint.

La réalité augmentée #1

Découvrez le tournage sur le site d'essai de Naval Group à Lorient.

Les innovations majeures

dans le cadre du projet


Tracking précis

Positionnement d'une jauge sur un élément d'un moteur d'avion avec une précision de 0.5 mm (SAFRAN)

Tracking mobile

Contrôle à la volée d'éléments moteur automobile avec un important degré de liberté (PSA)

Tracking d'objets complexes

Contrôle de conformité sur des tubulures de navire sans arête vive et peu texturées (Naval Group).

Le projet en chiffres

18

mois

5

membres impliqués

798.000

euros de budget


Real time design tools

Just the other day I happened to wake up early. That is unusual for an engineering student. After a long time I could witness the sunrise. I could feel the sun rays falling on my body. Usual morning is followed by hustle to make it to college on time. This morning was just another morning yet seemed different.

Witnessing calm and quiet atmosphere, clear and fresh air seemed like a miracle to me. I wanted this time to last longer since I was not sure if I would be able to witness it again, knowing my habit of succumbing to schedule. There was this unusual serenity that comforted my mind. It dawned on me, how distant I had been from nature. Standing near the compound’s gate, feeling the moistness that the air carried, I thought about my life so far.

I was good at academics, so decisions of my life had been pretty simple and straight. Being pretty confident I would make it to the best junior college of my town in the first round itself, never made me consider any other option. I loved psychology since childhood, but engineering was the safest option. Being born in a middle class family, thinking of risking your career to make it to medical field was not sane. I grew up hearing ‘Only doctor’s children can afford that field’ and finally ended up believing it. No one around me believed in taking risks. Everyone worshiped security. I grew up doing the same.

This is what has happened to us. We want the things we have been doing forcefully to fail. And then maybe people around us would let us try something else or our dreams. We are accustomed to live by everyone else’s definition of success. We punish people for the things they are passionate about, just because we were unable to do the same at some point in our life.

I feel like these concrete buildings have sucked our desires and our dreams. We are so used to comfort that compromise seems like a taboo. We have lost faith in ourselves. If we can make through it right now, we can do the same in the days to come. You only need a desire to survive and nothing more- not money or cars or designer clothes.

Staying locked up in four walls have restricted our thinking. I feel like our limited thinking echoes through this wall. We are so used to schedules and predictable life that we have successfully suppressed our creative side.

When you step out of these four walls on a peaceful morning, you realize how much nature has to offer to you. Its boundless. Your thoughts, worries, deadlines won’t resonate here. Everything will flow away along with the wind. And you will realize every answer you had been looking for, was always known to you.

It would mean a lot to me if you recommend this article and help me improve. I would love to know your thoughts!


Projet IMPROVE

Si nous revisitions le monde sensoriel sur les chaines de montage dans l’industrie de demain ?


Cette question est traitée dans le projet IMPROVE qui propose une interface Homme-Machine d’un niveau de TRL 7 et envoie des informations contextualisées au moyen de messages vibrosensoriels (haptiques) préférentiellement au poignet à un opérateur.

PSA comme utilisateur final de la solution

FactoryLab a répondu à l’une des problématiques de PSA qui souhaite mieux appréhender la diversité et la rapidité des tâches spécifiques menées par les opérateurs et de les alerter lorsqu’un changement de modèles de véhicules a lieu sur les chaines d’assemblage. Un opérateur pouvait effectuer jusqu’à 20 opérations en 1 minute ; la sollicitation cognitive est maintenant réduite et génère moins d’oublis. Ainsi, le projet conforte l’opérateur dans son rôle au cœur du système de production et affecte la productivité, la qualité et les conditions de travail.

14 mois, 504 k€ euros de budget

Pour mener à bien ce projet d’une durée de 14 mois, deux fournisseurs de technologies ont été sollicités : Goobie pour ses compétences en électronique miniaturisée et Magillem pour son savoir-faire d’éditeur de logiciel d’interprétation de données. Couplé à ces expertises, le CEA offre ses compétences dans le domaine de l’Interaction Homme-Machine et de la mécatronique des capteurs et des actionneurs afin d’optimiser la solution.

Les innovations majeures


Anti-collision

Utilisation d’asservissement pour faire de l’anti collision pour sécurité la tâche vis à vis du produit

Zéro effort

Niveau de frottement sec très bas (2%-3% de la charge transporté)  lui permettant des déplacement submillimetrique et sans effort.

Guide virtuel

Faciliter la tâche de l’opérateur grâce à une trajectoire prédéfinie directement implémenté dans le Cobomanip.

Les partenaires projets


D'autres applications


PSA

Accostage de la boite de vitesse d’un véhicule sur un moteur et montage de batterie dans un véhicule