Usine du futur


Le démonstrateur Usine du Futur

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Le démonstrateur Usine du Futur du CESI est implanté à Rouen, cette plateforme dédiée à la performance industrielle propose aux entreprises normandes et en particulier aux PME, une offre de service inter filières, globale, structurée et cohérente leur permettant d’améliorer leur performance industrielle sur l’ensemble du cycle de vie des équipements industriels.

La plateforme a été dimensionnée pour proposer aux entreprises :

  • Des espaces d’échanges, de mise en réseau sur des sujets tels que le lean manufacturing, les outils d’amélioration de la production, les outils liés à l’innovation et au cycle de vie du produit. 
  • Formation, conseil, expertise dans les domaines de l’organisation et du management (Audit et qualité, Accompagnement du changement, Gestion de projet) et dans les domaines technologiques et de R&D (Aide à l’établissement du dossier crédit impôt recherche, Efficacité énergétique du bâtiment, Programmation d’automates/ automatisation). 
  • Des ressources mutualisées très spécifiques à chaque métier ; certaines d’entre elles existent déjà en région normande dans des laboratoires de recherche ou dans des centres de transfert de technologie, la plateforme pouvant dans ce cas jouer un rôle de relais vis-à-vis de ces laboratoires.

fablab mobile

Le FabLab mobile (ci-dessus) permet de proposer un moyen de prototypage rapide aux partenaires du CESI. Les équipements sont installés dans un véhicule, facilement déplaçable donc, et contenant tous les équipements nécessaires à la construction de nouveaux produits : une imprimante 3D, une machine laser de découpe et de gravure et une machine d’usinage 3 axes. Au-delà de la réalisation physique, ce Fablab mobile permet également de créer des modèles numériques grâce à des outils numériques performants ; il dispose également de moyens d’acquisition numérique 3D et permet de sensibiliser le public aux outils de réalisation modernes.

En un même lieu, toute personne ou organisation intéressée pourra trouver équipements de conception (CAO 3D, CAO circuit), de réalisation et de tests électriques et électroniques, ce dernier étant possible grâce à une alimentation stabilisée, un oscilloscope, un générateur de fonction et un analyseur de spectre avec générateur de tracking intégré permettant le test des objets incluant des parties hyperfréquences.

fablab interior

Dans le cadre des projets de recherche, tous ces moyens innovants sont mis à disposition au plus près des besoins grâce au Fablab mobile.

imprimante resine      imprimante open source

    Imprimante à résine           Imprimante Open Source


boite engrenage

Boite à engrenage (résine)

Conjointement au FabLab mobile qui permet de réaliser rapidement et au plus près des entreprises des prototypes simples, le FabLab fixe permet d’aller beaucoup plus loin dans la précision des réalisations et propose d’autres équipements spécifiques.

Une imprimante 3D à résine, beaucoup plus précise que celle du Fablab mobile (ci-dessus) permet de réaliser des pièces mécaniques ayant des ajustements très pointus. L’exemple de la figure ci-dessus est une boite à engrenages réalisée avec cette imprimante.

Une autre imprimante 3D en open source (cf. figure ci-dessus) permet de répondre aux demandes très particulières des chercheurs. Ayant accès à toutes les zones de conception de cette dernière (hardware, software, drivers, structures des commandes,…) il est possible de modifier les réactions de la machine afin de lui permettre d’utiliser d’autres matériaux, à d’autres températures, de créer des pauses au milieu d’une réalisation afin d’insérer un objet, d’ajouter des mouvements particulier des têtes d’impression,…Une machine laser de découpe beaucoup plus précise est disponible pour les développements de formes complexes, les vibrations liées au FabLab mobile ne permettant pas la réalisation de certains objets.

Cette double offre de FabLab permet de concevoir une pièce très rapidement, au plus près des besoins, et d’en réaliser un modèle plus abouti sur la version fixe si besoin.

Chaine flexible de production

Les chaînes de fabrication vont devoir être de plus en plus évolutives. En effet, au-delà de la fonctionnalité première qui est de fabriquer un nouveau produit, la demande de fabrication va vers une personnalisation de celle-ci.

Pour permettre cette personnalisation, la recherche avance vers un objet de plus en plus communicant, qu’il soit en cours de réalisation ou de maintenance. De simples codes-barres nécessitant de nombreuses manipulations humaines et engendrant des risques d’erreurs dus aux supports matériels de ces codes, on se dirige vers des objets communicants grâce à des technologies hyperfréquences liées à des chaînes de fabrication hyper flexibles.

chaine didactique

La chaîne de fabrication 4.0 mise en place permet de tester et d’optimiser les algorithmes d’optimisation développés par les chercheurs. Toutes les possibilités offertes par cette chaîne au niveau optimisation des flux et des temps de transfert ouvrent un champ de recherche riche et bien en amont des besoins industriels. Cette chaîne inclut les systèmes de gestion d’énergie et des flux, ainsi que tous les moyens de communication objets/machines nécessaires à l’usine du futur.

La Figure ci-dessous montre les différents blocs permettant la fabrication d’un équipement fictif (téléphone portable). Sur la gauche, un robot 6 axes permet de travailler sur les algorithmes de pilotage de ce genre d’équipement, et un espace de stockage paramétrable se trouve sur la partie droite.

four de soudureFour de soudure

Le second bloc de fabrication est un bloc de chauffage de pièce, qui permet d’observer un QR Code permettant de conditionner un logiciel de réalité augmentée fonctionnant sur tablette. Sur la Figure ci-dessous, la tablette remplace l’objet « four » par une version virtuelle permettant de voir une version ouverte de ce four et d’y inclure l’objet. Cette version du four en 3D est adaptée à l’espace environnant et le four semble faire totalement partie du reste de l’image. 

four realite augmentéeFour en réalité augmentée

Les projets de recherche s’appuyant sur cette technologie permettront de simplifier les maintenances dans les endroits difficiles d’accès, tels que les éoliennes off-shore par exemple, en permettant d’ajouter des informations pertinentes directement sur les lunettes 3D des techniciens en déplacement. Ce projet fait partie de l’ensemble des projets de communication en temps réel permettant l’intervention de plusieurs personnes sur un même projet de maintenance.

Un projet d’extension de la plateforme Performance Industrielle sur le site de Rouen a été élaboré:

  • Implantation d’une salle immersive. 
  • Evolution de l’atelier flexible de production : robots mobiles de transport et postes manuels. 
  • Acquisition de nouveaux moyens de prototypage (imprimante à frittage de poudre).

 salle immersive

Salle immersive

travail manuel

Poste de travail manuel