Des PERFoRMances exceptionnelles grâce au prêt-à-produire
Les clients exigent des produits plus personnalisés, moins chers et de meilleure qualité. Pour répondre à ces demandes, les entreprises manufacturières sont en attente de développements innovants. Dans un tel environnement, il est constamment nécessaire de réduire les coûts de production, les problèmes de retards, de pénuries de composants et de ressources insuffisantes étant susceptibles d’avoir un effet préjudiciable sur les performances. En outre, les entreprises doivent réagir rapidement aux changements et doivent donc disposer d’une production extrêmement flexible. Plusieurs activités de recherche ont porté sur des technologies et des normes importantes visant à améliorer la situation. Bien que des résultats prometteurs aient été obtenus, ces technologies n’ont pas fait l’objet d’une large adoption dans le secteur de la fabrication. Cibler les besoins actuels Pour surmonter les obstacles existants et consolider les résultats de la recherche, le projet PERFoRM (Production harmonizEd Reconfiguration of Flexible Robots and Machinery) a œuvré en faveur d’une transformation conceptuelle des systèmes de production actuels en systèmes de production prêts-à-produire (ou plug-and-produce, en anglais) afin de créer des environnements de fabrication flexibles. Michael Gepp, coordinateur du projet, explique: «Le projet PERFoRM a cherché à développer une nouvelle génération de systèmes de fabrication agiles et flexibles reposant sur un concept plug-and-produce pour faire face à des lots plus petits ainsi qu’à des délais d’approvisionnement et de mise sur le marché plus couts.» Le cœur du projet consistait à développer une architecture de référence commune, prenant en charge les CP(P)S [systèmes cyber-physiques (de production)] flexibles, les véritables périphériques plug-and-produce (équipements autonomes avec contrôle individuel dédié), les robots et les systèmes existants. Dans un tel système, l’architecture middleware établit la communication entre les humains, les machines et les robots. Un aperçu des résultats L’architecture du système, comprenant les intergiciels, les adaptateurs technologiques, les outils et les services, a été développée, testée par deux installations expérimentales et mise en œuvre dans quatre cas d’utilisation industrielle: fabrication de véhicules électriques e-District, composants aéronautiques GKN, fabrication de compresseurs Siemens et fabrication de fours à micro-ondes Whirlpool. «PERFoRM montre aux entreprises européennes la voie qui mène vers l’industrie 4.0 et vers des CP(P)S extrêmement flexibles grâce à l’architecture du système de référence commun et à la stratégie de migration», explique M. Gepp. Le projet s’est également chargé de l’intégration transparente, sécurisée et efficace des hommes et des femmes dans les CP(P)S flexibles et des stratégies d’intégration des technologies basées sur les agents dans les pratiques industrielles. S’attaquer aux obstacles Le projet a rencontré des problèmes aussi bien en termes de disponibilité que de qualité de données. «Les données de certaines machines d’atelier utilisées comme démonstrateurs n’ont pas affiché la qualité attendue», fait remarquer M. Gepp. Toutefois, après une consolidation et un nettoyage complets des données, ils ont pu atteindre une qualité acceptable pour des analyses ultérieures. Outre les défis susmentionnés, le projet a également révélé que les entreprises industrielles n’étaient pas tellement réceptives aux technologies basées sur les agents, principalement en raison d’un manque d’expérience industrielle. «Par exemple, bien que les systèmes multi-agents de planification s’avèrent flexibles, robustes et tolérants aux pannes, ils ne garantissent pas des calendriers de production optimaux, contrairement aux approches classiques», explique M. Gepp. Pour y remédier, le projet a développé une approche hybride en matière de planification, à la fois basée sur les agents et orientée vers l’optimisation, combinant les avantages des approches de planification conventionnelles optimisées avec la réactivité des éléments basés sur les agents. Quelle est la prochaine étape pour PERFoRM? Outre l’application et le développement des résultats du projet par les partenaires de PERFoRM au sein de leurs propres entreprises, leur extension et leur diffusion dans le secteur de la fabrication sont considérées comme la prochaine étape majeure du projet. Cela implique, par exemple, d’orienter la normalisation vers une approche alignée pour des CP(P)S flexibles en Europe. Le projet espère également établir, dans un avenir proche, des liens avec d’autres domaines et technologies industrielles, comme l’industrie des processus. Cela a déjà été planifié pour les projets à venir et, à l’heure actuelle, deux projets sont en phase de préparation de proposition.
Mots‑clés
PERFoRM, fabrication, plug-and-produce, CP(P)S, robot, architecture système, architecture de référence commune
