Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Automatisation industrielle“

Le Japon est le pays qui connaît la plus forte automatisation des procédés industriels. L’utilisation des divers systèmes automatisés a eu des conséquences sur l’emploi, sur le contenu du travail et sur la qualification. Dans le domaine de l’emploi, l’automatisation n’a pas entraîné d’augmentation du chômage au niveau national, même si elle a causé des transferts de travailleurs et quelques mises à pied. Quant au contenu du travail, l’automatisation a eu pour effet la disparition de plusieurs tâches manuelles, remplacées par des tâches associées à l’utilisation de l’ordinateur. Enfin, l’automatisation, en règle générale, n’a pas entraîné de déqualification des travailleurs dont plusieurs sont appelés à s’occuper de la programmation des machines. Il faut noter toutefois que certaines catégories de travailleurs sont exclus des tâches les plus qualifiées suite à l’automatisation.

Pour répondre aux enjeux d’efficacité et de qualité de fabrication, la forte automatisation et l’intégration de données qui caractérisent l’industrie 4.0 permettent de produire des séries personnalisées aux coûts de la production de masse, ce qui engendre la création de situations de travail dynamiques et complexes. Dans les industries « de flux » telles que celle de la microélectronique, le travail humain, bien réel, devient moins visible puisqu’il n’intervient qu’en cas d’interruption du flux ou de process . Mais quelles conséquences a exactement cette automatisation poussée à son maximum, sur le travail et les compétences requises pour les opérateurs ? Cet article s’appuie sur l’étude d’un cas industriel, où la quête de haute performance et les seuils successifs d’automatisation conduisent à intensifier la surveillance des anomalies. Le cadre théorique choisi est celui du travail invisible et de son expérience triple (Gomez, 2013), qui permet de lever le voile sur une mutation du travail peu prise en compte par l’organisation officielle. À partir d’une observation directe et d’entretiens semi directifs, cette recherche révèle que l’expérience du travail est d’abord marquée par une hypertrophie de la dimension objective, en décalage avec de nombreuses présentations flatteuses des usines 4.0. Elle est également caractérisée par une dimension collective, non formalisée mais nécessaire, basée sur de nombreuses interactions. Elle est enfin l’occasion d’une expérience subjective, où se concentrent et s’arbitrent de nombreuses tensions. Ainsi, le travail « 4.0 », bien que plus automatisé, se révèle plus humain que prévu.

Aujourd’hui, un nouveau pas est franchi dans l’industrialisation de la thermographie infrarouge par induction ! Automatisation, robotisation, sanction automatique, intelligence artificielle peuvent être associées à cette méthode de contrôle pour réaliser un contrôle 4.0. Les derniers développements réalisés par le CETIM ont abouti à la mise en place d’ilots de contrôle automatisé ou robotisé en production avec une détection automatique des défauts de surface. Un temps de cycle de quelques secondes, un fonctionnement 24h/24, des centaines de milliers de pièces contrôlées, voici les principaux atouts de ces machines industrielles qui permettent de détecter les défauts de surface et d’assurer une sanction sans l’intervention d’un opérateur grâce à un traitement d’images adapté. Le CETIM a démontré depuis plusieurs années que la thermographie infrarouge avec une excitation par induction permet de mettre en évidence des défauts de surface débouchants ou sous-jacents sur produits métalliques, magnétiques ou non (replis de forge, tapures de trempe, criques de rectification, défauts de soudage…). L’absence de produits chimiques et l’automatisation possible du contrôle et de la sanction rendent cette méthode particulièrement intéressante pour tout contrôle en production en alternative au contrôle par ressuage et par magnétoscopie. Elle est particulièrement bien adaptée pour les pièces forgées, la boulonnerie, les pièces soudées, les engrenages…

Problèmes de la gestion de l'énergie d'une telle installation et instrumentation nécessaire. Cahier de charge de la chaufferie automatisée pour supprimer les relevés erronés; problème de fiabilité des capteurs notamment pour les mesures sur la fumée

Le but de ce travail a ete la conception et la mise au point d'une installation automatisee de laboratoire pour etudier la cristallisation de produits pharmaceutiques. Nous avons approfondi notre connaissance des mecanismes de cristallisation. La sursaturation, parametre le plus important, influence la qualite du produit final au travers les vitesses de nucleation et de croissance maitrisees grace au controle de la temperature. Il est ainsi necessaire de connaitre les caracteristiques physicochimiques du produit a cristalliser et le procede utilise pour choisir le type de cristallisation a realiser. Nous avons mis au point une installation entierement automatisee, pilotee par un emetteur de programmes. Cette installation est un banc d'essais de materiels industriels: capteurs, actionneurs, regulateurs pid et emetteur de programme numerique. Pour controler la temperature, nous avons identifie la fonction de transfert pour determiner les parametres pid. Apres simulation, les parametres obtenus ont permis d'obtenir une regulation de temperature adaptee a la cristallisation. Grace a ce materiel, nous avons pu etudier la cristallisation de deux principes actifs de medicaments. La premiere etude concerne la cristallisation par refroidissement du fenofibrate; elle a pour but de diminuer le taux de fines particules. Nous avons determine les diagrammes de solubilites et les parametres influents avant d'entamer l'optimisation des conditions operatoires par la methode modified simplex. Une zone de travail exploitable industriellement est mise en evidence. Le taux de fines particules est considerablement diminue par rapport aux conditions operatoires industrielles, tout en conservant un rendement acceptable. La seconde etude concerne la cristallisation par relargage d'un principe actif pour ameliorer la purete du produit final. L'etude du mode operatoire industriel nous a permis d'identifier les parametres influents. Nous avons ensuite realise une modelisation mathematique empirique du phenomene. Ce modele nous a permis d'acquerir une meilleure connaissance de la zone optimale de travail

Dans nos travaux, nous travaillons sur le problème de l’équilibrage de la ligne d’assemblage (ALBP). C’est un problème d’optimisation combinatoire qui permet de définir la répartition des opérations et leur affectation aux stations qui constituent la ligne d’assemblage tout en respectant différentes contraintes de façon à optimiser un critère d’efficacité donné. Deux types de problèmes sont définis d’après l’objectif à minimiser. Le problème de type I (SALBP-1) minimise le nombre de stations sous un temps de cycle donné. Et le problème de type II (SALBP-2) minimise le temps de cycle déterminé par le temps de station le plus grand avec un nombre donné de stations. Nous considérons dans nos travaux uniquement des problèmes de type II. Nous proposons d’abord une méthode pour déterminer la borne inférieure du temps de cycle qui assure de respecter le nombre donné de stations. Cette méthode combine la relaxation lagrangienne et la génération de colonnes. La relaxation lagrangienne est utilisée pour relaxer les contraintes de précédence. Le problème lagrangien de la relaxation lagrangienne est résolu par la génération de colonnes. Ensuite, nous proposons un heuristique pour résoudre les problèmes SALBP-2. L’heuristique proposé se compose de deux phases. Dans la première phase, une solution initiale est produite par un heuristique basé sur un poids correspondant à la position des opérations et d'un certain seuil défini selon les poids pour chaque station. La solution est ensuite améliorée par un procédé de transfert et d’échange dans la deuxième phase. Enfin, les méta-heuristiques sont utilisés pour résoudre le problème déterministe ainsi que le problème stochastique. Ainsi deux méthodes basées sur la génération sont utilisées : l’algorithme de electromagnetism-like mechanism (EM) et l’estimation de distribution (ED). Les résultats de simulation sont comparés avec ceux du recuit simulé (SA). De part sa meilleure performance, EM est choisi pour équilibrer les lignes stochastiques qui considèrent les temps des opérationsomme aléatoires. Dans ce cas, les temps de cycle sont minimisés de façon à assurer que la fiabilité de la ligne est supérieure à une valeur donnée. EM est aussi utilisé pour résoudre les problèmes de type multi-objectif avec minimisation du temps de cycle et maximisation de la fiabilité de la ligne en déterminant un ensemble de solutions Pareto-optimales
Our work considers the problem of balancing the assembly line (ALBP). This is a combinatorial optimization problem which consists in assigning operations to stations of the assembly line while respecting various constraints in order to optimize a criterion of efficiency. Two types of problems are defined, based on the objective to minimize. The type I problem (SALBP-1) minimizes the number of stations in a given cycle time. And the problem of type II (SALBP-2) minimizes the cycle time given by the largest time station with a given number of stations. Problems of type II are only considered in our work. Firstly, a method for determining the lower bound of the cycle time which respects the number of stations is determined. This method combines the Lagrangian relaxation and the columns generation method. The Lagrangian relaxation is used to relax the constraints of precedence. The problem of the Lagrangian relaxation is given by the columns generation. Then, a new heuristic is proposed for solving the SALBP-2 problem. This heuristic consists of two steps. In the first step, an initial solution is produced by an heuristic based on a weight corresponding to the position of operations and a threshold defined for each station. The, in the second step, the solution is improved by a process of transfer and exchange. Finally, meta-heuristics are used to solve deterministic and stochastic problems.Two main meta-heuristics are considered: the electromagnetism-like mechanism algorithm (EM) and the estimated distribution (ED). The performance of our method is confirmed via simulation and it is compared with simulated annealing (SA). Due to its better performance, EM was chosen to balance the stochastic lines with random operation times. In this case, the cycle time is minimized under constraint of the reliability of the line which must be greater than a given value. EM is also used to solve multi-objective problems such as minimizing the cycle time and maximizing the reliability of the line by determining a set of Pareto-optimal solutions

Dans une première partie, après avoir rappelé certains concepts théoriques en matière de gestion de production (GP) on considère les problèmes poses par la GP et les insuffisances d'un système standard de GPAO. Dans une deuxième partie, on présente l'application élaborée dans le cadre d'une usine de production de produits électroniques complexes; cette application utilisant l'infocentre classique (IC). Dans une troisième partie, on étudie à travers une application (CASIM : simulation du chiffre d'affaires), les problèmes poses par l'utilisation des ressources informatiques dans une usine de production

Le nouveau reacteur de taille plus petite permet de fonctionner avec une introduction des reactifs, une regulation de temperature, regulees de facon discontinue et repetitive. On etudie son automatisation a l'echelle du laboratoire et a l'echelle pilote. Trois reactions exothermiques et rapides sont analysees : preparation du benzoate de sodium a partir de l'acetophenone ou de benzaldehyde par oxydation, l'hydrolyse de l'ethyleneacetal du benzaldehyde, et une reaction de diels alder

Dans nos travaux, nous travaillons sur le problème de l’équilibrage de la ligne d’assemblage (ALBP). C’est un problème d’optimisation combinatoire qui permet de définir la répartition des opérations et leur affectation aux stations qui constituent la ligne d’assemblage tout en respectant différentes contraintes de façon à optimiser un critère d’efficacité donné. Deux types de problèmes sont définis d’après l’objectif à minimiser. Le problème de type I (SALBP-1) minimise le nombre de stations sous un temps de cycle donné. Et le problème de type II (SALBP-2) minimise le temps de cycle déterminé par le temps de station le plus grand avec un nombre donné de stations. Nous considérons dans nos travaux uniquement des problèmes de type II. Nous proposons d’abord une méthode pour déterminer la borne inférieure du temps de cycle qui assure de respecter le nombre donné de stations. Cette méthode combine la relaxation lagrangienne et la génération de colonnes. La relaxation lagrangienne est utilisée pour relaxer les contraintes de précédence. Le problème lagrangien de la relaxation lagrangienne est résolu par la génération de colonnes. Ensuite, nous proposons un heuristique pour résoudre les problèmes SALBP-2. L’heuristique proposé se compose de deux phases. Dans la première phase, une solution initiale est produite par un heuristique basé sur un poids correspondant à la position des opérations et d'un certain seuil défini selon les poids pour chaque station. La solution est ensuite améliorée par un procédé de transfert et d’échange dans la deuxième phase. Enfin, les méta-heuristiques sont utilisés pour résoudre le problème déterministe ainsi que le problème stochastique. Ainsi deux méthodes basées sur la génération sont utilisées : l’algorithme de electromagnetism-like mechanism (EM) et l’estimation de distribution (ED). Les résultats de simulation sont comparés avec ceux du recuit simulé (SA). De part sa meilleure performance, EM est choisi pour équilibrer les lignes stochastiques qui considèrent les temps des opérationsomme aléatoires. Dans ce cas, les temps de cycle sont minimisés de façon à assurer que la fiabilité de la ligne est supérieure à une valeur donnée. EM est aussi utilisé pour résoudre les problèmes de type multi-objectif avec minimisation du temps de cycle et maximisation de la fiabilité de la ligne en déterminant un ensemble de solutions Pareto-optimales
Our work considers the problem of balancing the assembly line (ALBP). This is a combinatorial optimization problem which consists in assigning operations to stations of the assembly line while respecting various constraints in order to optimize a criterion of efficiency. Two types of problems are defined, based on the objective to minimize. The type I problem (SALBP-1) minimizes the number of stations in a given cycle time. And the problem of type II (SALBP-2) minimizes the cycle time given by the largest time station with a given number of stations. Problems of type II are only considered in our work. Firstly, a method for determining the lower bound of the cycle time which respects the number of stations is determined. This method combines the Lagrangian relaxation and the columns generation method. The Lagrangian relaxation is used to relax the constraints of precedence. The problem of the Lagrangian relaxation is given by the columns generation. Then, a new heuristic is proposed for solving the SALBP-2 problem. This heuristic consists of two steps. In the first step, an initial solution is produced by an heuristic based on a weight corresponding to the position of operations and a threshold defined for each station. The, in the second step, the solution is improved by a process of transfer and exchange. Finally, meta-heuristics are used to solve deterministic and stochastic problems.Two main meta-heuristics are considered: the electromagnetism-like mechanism algorithm (EM) and the estimated distribution (ED). The performance of our method is confirmed via simulation and it is compared with simulated annealing (SA). Due to its better performance, EM was chosen to balance the stochastic lines with random operation times. In this case, the cycle time is minimized under constraint of the reliability of the line which must be greater than a given value. EM is also used to solve multi-objective problems such as minimizing the cycle time and maximizing the reliability of the line by determining a set of Pareto-optimal solutions

Dans un écosystème IoT industriel (IIoT), la sécurité de la passerelle IoT et des dispositifs de nœuds périphériques connectés, représente l’aspect clé permettant d’assurer la protection du cycle de production et la disponibilité des services. Ce chapitre présente les concepts nécessaires pour mettre en œuvre une architecture permettant une sécurité et une sûreté complète de l’IIoT dans un environnement LoRaWAN.