SmartF-IT: Systèmes informatiques cyberphysiques pour le contrôle de la complexité d'une nouvelle génération d'usines multi-adaptatives

Définition du problème et objectifs

Pour survivre dans la concurrence internationale, les entreprises doivent relever de nombreux défis. Cela affecte particulièrement la planification et le fonctionnement des systèmes de montage à variantes multiples, car les influences résultant des variantes de produits, telles que les différents composants, les processus et l’étalement du temps, doivent être prises en compte. Il en résulte un effort croissant dans la planification du montage, car une quantité croissante d’informations doit être traitée à des intervalles de plus en plus courts afin de prendre les bonnes décisions. En outre, des modifications sont apportées en permanence aux systèmes d’assemblage existants. Cependant, ces changements ne sont souvent pas suffisamment documentés et ne sont pas pris en compte dans le processus de planification.

Afin de relever les défis mentionnés ci-dessus, ZeMA étudie, dans le cadre du projet de recherche SmartF-IT, comment les outils de planification numérique peuvent aider les employés à planifier grâce à une utilisation ciblée et cohérente des informations pour décrire les produits, les processus et les ressources. En outre, le projet étudie comment ces informations peuvent être transférées du monde virtuel dans la réalité afin que les changements de produits, par exemple, puissent être mis en œuvre plus rapidement sur la chaîne de montage. D’autre part, on étudie comment les informations sur la configuration actuelle de l’installation peuvent être réinjectées dans le modèle afin de maintenir la base de planification à jour.

Par conséquent, les objectifs suivants doivent être atteints :

Description du produit, du processus et de l’équipement d’exploitation (en termes d’exigences et de capacités) dans des modèles
Mettre en évidence les effets des changements de produits sur le système d’assemblage existant
Utilisation cohérente des données issues de la planification pour le fonctionnement du système d’assemblage
Retour d’information sur les conditions réelles de l’installation dans la planification de l’amélioration continue des résultats
À des fins de validation, un échange étroit avec des partenaires industriels et la construction d’une installation de démonstration cyberphysique à ZeMA auront lieu.

Procédure

Afin de soutenir la planification de l’assemblage et un croisement cohérent de la réalité et de la virtualité, des méthodes et des modèles de description sont d’abord développés. Il s’agit d’une part de déterminer quelles informations sont nécessaires et, d’autre part, de décrire les exigences du produit et les capacités de l’équipement. Conformément au modèle de description, le modèle de données du logiciel de planification est adapté, dans lequel les effets des changements de produits sur la chaîne de montage sont montrés virtuellement.

Des systèmes de contrôle basés sur des agents et paramétrés sont mis en place pour l’utilisation continue des informations, qui tiennent également compte du modèle de description, ainsi que des systèmes techniques permettant d’identifier l’état de configuration du système.

État actuel du projet et résultats

À la fin du projet en 2016, l’activité s’est principalement concentrée sur l’utilisation cohérente des informations et le retour de la configuration actuelle du système de montage dans l’environnement de planification. Ce retour d’information se traduit par une mise à jour du modèle dans la planification. La vérification des nouvelles variantes est effectuée sur cette base et en conformité avec le modèle de description.

Le système de démonstration SmartF-IT au P4P

Dans l’installation de démonstration, les défis actuels des partenaires industriels participants seront illustrés. Il s’agit notamment de l’assemblage de différents types et variantes de produits avec une taille de lot 1 sur un système d’assemblage ainsi que d’une mise en service rapide et d’un retour d’information sur les modifications apportées au système en couplant le monde réel et virtuel de l’assemblage.

La ligne de démonstration, sur laquelle une unité de contrôle multi-variante sera assemblée, se compose de quatre postes de travail qui sont reliés entre eux par leur conception modulaire et le système de transport intégré. Le produit est assemblé dans les trois premières stations, tandis que la retouche est effectuée dans la quatrième station. Différents modules d’assemblage sont situés dans les différents modules de base de l’usine, qui sont soit utilisés par l’ouvrier pour l’assemblage et le soutiennent dans les activités manuelles. Sur les écrans des stations respectives, le travailleur reçoit des informations sur l’étape de montage suivante et les activités à effectuer. En outre, le travailleur est aidé par différents systèmes pour le retrait correct des composants en affichant de quel petit support de charge un composant doit être retiré. Un robot léger est également utilisé pour aider les employés lors de l’assemblage. Ce robot peut être utilisé de manière flexible et temporaire pour différentes tâches, comme par exemple, la remise de composants ou le retrait de produits complètement assemblés.

Un modèle virtuel du système d’assemblage et des variantes de produits existe dans l’environnement de planification virtuel. Grâce à une comparaison des exigences/capacités, les adaptations du produit peuvent être garanties virtuellement et transférées dans la réalité par un système de contrôle basé sur des agents. Si des ajustements sont apportés au système réel, l’état de la configuration du système est identifié à l’aide d’une méthodologie et transféré à l’environnement virtuel afin de mettre à jour le modèle en permanence. Ainsi, le planificateur dispose toujours d’un état à jour de sa planification, de sorte que le cycle d’information entre le monde réel et virtuel est fermé et qu’il existe donc un système de montage cyberphysique.

Durée: 06/2013 – 05/2016
Soutenu par: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Contact: DFKI
autres détails: SmartF-IT

Liste des projets