Contribution à l'étude et à l'implémentation d'une démarche de conception de machines et systèmes automatisés de production PDF Download
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Book Description
Nous proposons dans cette thèse une nouvelle démarche nommée AMSD (automated manufacturing systems design) destinée à favoriser la conception des Machines et Systèmes Automatisés de Production (MSAP) et à faciliter la transition de la conception du système vers sa réalisation. Le mémoire est divisé en cinq chapitres. Au cours du premier nous présentons les MSAP, contexte de ce travail, ainsi que l'évaluation d'un certain nombre de démarches couramment employées lors de leur conception. Cette évaluation met en évidence la mauvaise adaptation des démarches généralement retenues. La proposition d'une nouvelle démarche nécessite une meilleure adaptation au domaine, mais également une prise en compte de la façon de travailler des concepteurs. Dans ce second objectif, le deuxième chapitre aborde l'étude de la démarche humaine de conception. Il en ressort un certain nombre de remarques qui, jointes à celles qui avaient été mises en évidence au sujet des MSAP, nous permettent de proposer AMSD. Ceci fait l'objet du troisième chapitre. Malgré les précautions prises au cours du développement de la démarche, une étape de validation demeure nécessaire. Présentée au quatrième chapitre, celle-ci se déroule en deux phases et permet de mettre en évidence à la fois la bonne adaptation de la démarche au domaine et sa facilité d'utilisation. Un prototype d'outil logiciel supportant l'emploi d'AMSD est également décrit. Cependant, un certain nombre de développements restent à faire. Ceux-ci sont présentés conjointement à plusieurs perspectives de recherche au cours du cinquième chapitre. Ces perspectives visent principalement à l'amélioration de la description du système a des fins de simulation, et à l'intégration d'outils ou de méthodes améliorant la sureté de fonctionnement.
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Nous proposons dans cette thèse une nouvelle démarche nommée AMSD (automated manufacturing systems design) destinée à favoriser la conception des Machines et Systèmes Automatisés de Production (MSAP) et à faciliter la transition de la conception du système vers sa réalisation. Le mémoire est divisé en cinq chapitres. Au cours du premier nous présentons les MSAP, contexte de ce travail, ainsi que l'évaluation d'un certain nombre de démarches couramment employées lors de leur conception. Cette évaluation met en évidence la mauvaise adaptation des démarches généralement retenues. La proposition d'une nouvelle démarche nécessite une meilleure adaptation au domaine, mais également une prise en compte de la façon de travailler des concepteurs. Dans ce second objectif, le deuxième chapitre aborde l'étude de la démarche humaine de conception. Il en ressort un certain nombre de remarques qui, jointes à celles qui avaient été mises en évidence au sujet des MSAP, nous permettent de proposer AMSD. Ceci fait l'objet du troisième chapitre. Malgré les précautions prises au cours du développement de la démarche, une étape de validation demeure nécessaire. Présentée au quatrième chapitre, celle-ci se déroule en deux phases et permet de mettre en évidence à la fois la bonne adaptation de la démarche au domaine et sa facilité d'utilisation. Un prototype d'outil logiciel supportant l'emploi d'AMSD est également décrit. Cependant, un certain nombre de développements restent à faire. Ceux-ci sont présentés conjointement à plusieurs perspectives de recherche au cours du cinquième chapitre. Ces perspectives visent principalement à l'amélioration de la description du système a des fins de simulation, et à l'intégration d'outils ou de méthodes améliorant la sureté de fonctionnement.
Author: Patrick Millot Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118984374 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 392
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This book, on the ergonomics of human−machine systems, is aimed at engineers specializing in informatics, automation, production or robotics, who are faced with a significant dilemma during the conception of human−machine systems. On the one hand, the human operator guarantees the reliability of the system and has been known to salvage numerous critical situations through an ability to reason in unplanned, imprecise and uncertain situations; on the other hand, the human operator can be unpredictable and create disturbances in the automated system. The first part of the book is dedicated to the methods of human-centered design, from three different points of view, the various chapters focusing on models developed by human engineers and functional models to explain human behavior in their environment, models of cognitive psychology and models in the domain of automobile driving. Part 2 develops the methods of evaluation of the human−machine systems, looking at the evaluation of the activity of the human operator at work and human error analysis methods. Finally, Part 3 is dedicated to human−machine cooperation, where the authors show that a cooperative agent comprises a know-how and a so-called know-how-to-cooperate and show the way to design and evaluate that cooperation in real industrial contexts.
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Après avoir présenté l'évolution des automatismes de conduite des processus industriels, on introduit la méthode flow-model permettant l'analyse fonctionnelle des processus. On propose alors un formalisme de conception des automatismes en s'appuyant sur la représentation fonctionnelle du processus
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Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse entrent dans le cadre de la reconfiguration de la commande des systèmes automatisés de production (SAP) vus comme une classe de Systèmes à Evénements Discrets (SED). La reconfiguration est basée sur la théorie de contrôle par supervision (SCT) et déclenchée suite à une détection des défauts sur la partie opérative (commande tolérante aux fautes). La contribution de ce mémoire est basée sur une synthèse de contrôle sûre fondée sur des propriétés temporisées. Si un défaut de capteur est détecté, le contrôleur du comportement normal est reconfiguré en un comportement dégradé où les informations temporisées compensent les informations perdues sur le capteur défectueux. Le basculement entre le comportement normal et le comportement dégradé est assuré par des règles de reconfiguration. L'objectif principal de notre méthode est d'implémenter le contrôle obtenu dans un automate programmable industriel (API). L'approche développée dans la thèse repose sur une architecture de contrôle distribuée des systèmes automatisés de production pour éviter l'explosion combinatoire récurrente des approches à base de SCT. Pour répondre aux différents objectifs, nous proposons une méthode pour traduire les contrôleurs distribués des deux modes de fonctionnement, ainsi que les règles de reconfiguration en différents grafcets implantables dans un API. L'implémentation de ces différents modèles est vérifiée par une technique de model-checking avant d'être testé sur un jumeau numérique. Enfin, nous appliquons notre contribution à un système réel pour illustrer nos résultats.
Author: Ahmad Skaf Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 187
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Ce travail est une contribution à l'étude du système homme-machine, dont l'avènement est le postulat que l'homme est, d'une certaine manière, contraint de cohabiter avec un partenaire trop discipliné et trop algorithmique. L'homme et la machine sont côte à côte pour gérer et contrôler les systèmes que l'on utilise dans la vie de chaque jour, surtout des systèmes de grandes complexités, où l'état d'esprit "homme-machine" est bien clair. Les activités de l'homme, montrant son rôle et sa place, se matérialisent soit par l'accomplissement du travail que le système technique (machine) est incapable d'accomplir, soit par la surveillance, la récupération d'aléas venant du système technique. A partir de cela, la relation homme-machine devient plus qu'un partenariat, elle se transforme en couple (homme, machine) indissociable, dont la forme et l'organisation sont les garant du bon déroulement du processus de production. Ainsi, l'automatisation des processus industriels devient une sorte de réunion harmonieuse de deux entités pour le bien de tous. Par l'automatisation harmonieuse on entend concevoir des systèmes de plus en plus socio-technique, là où l'homme à sa vrai place. Notre travail s'articule autour d'une vision de conception adéquate des systèmes, homme-machine, qui répond aux exigences d'optimisation des performances de tels systèmes, car la prise en compte de l'élément humain dès l'étape de la conception renforce la stabilité et l'optimalité de toutes les fonctions du système. Cette vision est matérialisée par la proposition d'une méthodologie globale pour la conception et renforcée par une approche de spécification des actions. L'application de cette vision trouve sa place dans le cadre de l'étude de la conception et de la mise en oeuvre d'une cellule de désassemblage en tant qu'un système homme-machine coopératif. Dans ce cadre, deux aspects principaux ont été développés : le premier est le système d'aide à la supervision et à la surveillance, en montrant qu'une construction d'outil d'aide à la conduite passe par l'analyse de comportement décisionnel de l'homme et par la spécification technique et ergonomique des actions du système de supervision et de surveillance. Le deuxième aspect est l'étude du processus d'exécution des tâches robotisées ou partagées avec un robot. Ce travail se justifie par un certain besoin de connaître davantage et de connaître différemment dans un esprit de mieux faire.
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Cet ouvrage est le second d'une série de deux tomes consacrés à l'enseignement du Génie automatique, en tant qu'ensemble des sciences, techniques et méthodes propres à optimiser la conception, la réalisation et l'exploitation des systèmes automatisés de production. Le plan retenu correspond à la partie du programme de technologie industrielle du baccalauréat scientifique relative à l'informatique industrielle appliquée aux systèmes automatisés. Ce second tome comporte six chapitres : - Etude fonctionnelle des systèmes de traitement de l'information - Structure matérielle des systèmes de traitement de l'information - Représentation et traitement de l'information - Structure logicielle des systèmes de traitement de l'information - Notions sur les avertissements - Automatismes industriels En annexe on trouve un dossier comportant plusieurs exemples de conception des parties commande des systèmes automatisés. Alors que le premier tome privilégie l'étude de ce que font les systèmes et pourquoi ils le font, ce second tome se consacre à l'étude de comment les systèmes font et comment ils sont conçus. Cet ouvrage, complémentaire au cours de l'enseignant, constitue pour les élèves préparant le baccalauréat, à la fois : - un document-ressources pour les activités de travaux pratiques ; - un outil de travail en autonomie pour approfondir et structurer les connaissances. Les autres lecteurs y trouveront notamment la description globale des systèmes automatisés et des éléments sur la conception des parties commande des systèmes automatisés. Enfin, l'acquisition des compétences ne pouvant être menée à bien sans confrontation avec des systèmes réels, une annexe présente le dossier technique d'un système industriel typique.
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Parmi les problèmes liés à l’exploitation des systèmes production, la difficulté réside dans la gestion de leurs modes tout en garantissant leur compatibilité et leur cohérence. Le but de notre recherche consiste à contribuer à la modélisation et la vérification et validation (V&V) pour la gestion des modes. Le système de contrôle commande (C-C) des systèmes flexibles de production manufacturière (SFPM) développé dans le cadre du projet caspaim nous a servi comme cadre privilégié pour mener notre travail. Dans la démarche de modélisation que nous proposons, le modèle fonctionnel représente l’ensemble des flexibilites de production d’un SFPM. Il est générique et basé sur le concept de réutilisation. Les spécifications relatives au comportement des entités de ce modèle écrites en synccharts permettent de fournir des mécanismes formels de vérification assurant le déterminisme et la sûreté de fonctionnement. Dans la suite de la démarche de conception proposée, nous avons étudié et formalisé la mise en œuvre de la V&V des propriétés du modèle établi. Un cadre formel sur la V&V d’une spécification écrite en synccharts est proposé. Les propriétés recherchées sont formalisées dans le cadre général relatif aux systèmes réactifs des processus de C-C et d’autre part dans le cadre particulier du modèle de gestion des modes des SFPM. Les propriétés génériques et les propriétés spécifiques au système modélisé sont présentées et illustrées. Les outils de spécification et d’analyse formelle des synccharts intégrés à l’environnement esterel studio sont utilisés tout au long de notre démarche. L’étude est illustrée autour d’un exemple d’une cellule flexible de production manufacturière.
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE EST CONSACRE A L'ETUDE D'UNE DEMARCHE DE CONCEPTION INTEGREE DU SYSTEME FLEXIBLE DE PRODUCTION. POUR CE FAIRE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A UNE EXTENSION DE L'APPROCHE DE CONCEPTION INTEGREE A LA CONCEPTION DU SYSTEME FLEXIBLE DE PRODUCTION EN LIAISON ETROITE AVEC LA CONCEPTION INTEGREE DU PRODUIT. L'OBJECTIF EST D'IDENTIFIER LES DIVERS PROBLEMES DE CONCEPTION DU SYSTEME FLEXIBLE DE PRODUCTION, DE METTRE EN EVIDENCE LES CRITERES ET LES CONTRAINTES INFLUENCANT LES DIFFERENTES DECISIONS DE CONCEPTION ET DE PROPOSER UNE METHODOLOGIE DE CONCEPTION. CELLE-CI PORTE, D'UNE PART, SUR L'ORGANISATION A METTRE EN PLACE ET LA DEFINITION DES OUTILS INFORMATIQUE NECESSAIRES. CELA FACILITERA LA PRISE DE DECISION COMMUNE, LA REUTILISATION DES CONNAISSANCES ET DES EXPERIENCES PASSEES PAR CAPITALISATION ET LA CONSERVATION DU PROCESSUS DE DECISIONS. D'AUTRE PART, DANS LE BUT DE REDUIRE LA DUREE D'UN PROJET DE CONCEPTION ET D'IMPLIQUER LES EXPERTS AU MOMENT APPROPRIE ET POUR LE JUSTE BESOIN, IL EST NECESSAIRE DE COMPOSER PLUSIEURS EQUIPES MULTIDISCIPLINAIRE. CECI IMPLIQUE LA DECOMPOSITION DES ACTIVITES DE CONCEPTION PUIS LE REGROUPEMENT DES ACTIVITES POSSEDANT DES LIENS DE DEPENDANCE TRES FORTS. L'OBJECTIF DE CE REGROUPEMENT EST DE MINIMISER LES INTERACTIONS A L'EXTERIEUR DE L'EQUIPE. A CET EGARD, QUELQUES METHODES DE REGROUPEMENT STATIQUE AINSI QU'UNE METHODE DE REGROUPEMENT DYNAMIQUE ONT ETE PROPOSEES.
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CES TRAVAUX S'INSCRIVENT DANS LE CADRE D'UNE COLLABORATION ENTRE LE CENTRE DE RECHERCHE EN AUTOMATIQUE DE NANCY (CRAN), UN CONSTRUCTEUR D'AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS (TELEMECANIQUE) ET LES SERVICES METHODES CENTRALES AUTOMATISMES D'UN CONSTRUCTEUR AUTOMOBILES (AUTOMOBILES PEUGEOT) ET FONT L'OBJET D'UN CONTRAT CIFRE. L'OBJECTIF EST D'ASSURER L'ADEQUATION DE L'OFFRE AU BESOIN EN COMPOSANTS D'AUTOMATISATION REUTILISABLES, EN SPECIFIANT D'UNE PART LES OBJETS FONCTIONNELS CARACTERISTIQUES D'UN PROCESSUS MANUFACTURIER PAR UNE DEMARCHE PARTICIPATIVE AVEC LES UTILISATEURS ET, D'AUTRE PART LES OUTILS FAVORISANT LA DESCRIPTION DE TELS BLOCS FONCTIONNELS PAR UNE ACTION CONCERTEE AVEC LE CONSTRUCTEUR. LA RECHERCHE DE METHODES CAPABLES D'IDENTIFIER DE TELS COMPOSANTS AINSI QUE DE PROCEDURES DE MISE EN UVRE, PARCE QU'ELLES NE PEUVENT IGNORER L'ASPECT INTEGRATION IMPLIQUE QUE LA CONCEPTION SE TOURNE VERS DES APPROCHES SYSTEMES SOUVENT PLURIDISCIPLINAIRES. CETTE DEMARCHE TYPIQUE DU GENIE AUTOMATIQUE EXIGE UNE GAMME DE CONNAISSANCES DEPASSANT LE CADRE COURANT D'UNE SEULE DISCIPLINE TELLE QUE L'AUTOMATIQUE. DES ETUDES EXPLORATOIRES DANS LE CADRE DE CETTE THESE, MENEES DANS LE DOMAINE DE LA LINGUISTIQUE OU ENCORE DES THEORIES DE L'ORGANISATION MONTRENT L'INTERET D'UN DECLOISONNEMENT DE NOS DISCIPLINES ET DE LEUR OUVERTURE A DES RECHERCHES AUTRES QUE TECHNIQUES OU TECHNOLOGIQUES, EN PARTICULIER, AUX SCIENCES HUMAINES
Author: Jean-Christophe Popieul
Author: Jean-Christophe Popieul
Author: Jean-Christophe Popieul
Author: Patrick Millot
Author: Abdelmajid Belhimeur
Author: Imane Tahiri
Author: Ahmad Skaf
Author: Gérard Colombari
Author: Nadia Hamani
Author: HOSSEIN-ALI.. BABOLI
Author: ALAIN.. SFALCIN