ReconfiDurable, projet collaboratif

Conception et pilotage de systèmes de production reconfigurables et durables
Projet ANR
Agrément n° ANR-21-CE10-0019
Démarrage : 2022
Fin : 2026

Les systèmes de production reconfigurables (en anglais Reconfigurable Manufacturing Systems, RMS) sont donc des systèmes de production conçus pour pouvoir s’adapter aux changements de demande. Leur flexibilité peut également permettre de concevoir des systèmes de production durables.

Aujourd’hui, pour répondre aux attentes des clients, les industriels doivent être capables de produire rapidement des produits personnalisables, tel qu’une voiture avec certaines options (aide à la conduite, GPS, couleur de la carrosserie…). Les besoins et envies des clients évoluent très rapidement. Ils doivent donc mettre en place des systèmes de production reconfigurables, capables de s’adapter aux changements. Ils ont aussi de plus en plus à cœur que leurs systèmes de production soient respectueux de l’environnement. Et pour cause, le secteur industriel est le plus gros consommateur d’énergie et le plus gros émetteur de gaz à effet de serre. Pour rester compétitif, les industriels doivent être capables de reconfigurer leurs systèmes rapidement et de manière efficace sur les plans économiques et environnementaux.  Ce projet a pour but d’augmenter l’efficacité et la robustesse des systèmes de production.

L’objectif du projet ReconfiDurable est de mettre en place une méthodologie efficace pour l’intégration des critères de développement durable dans la conception et la reconfiguration des RMS.

De plus, ce projet vise dans une démarche plus globale à fédérer des acteurs autour de cette problématique de compétences existantes aussi bien dans des écoles d’ingénieurs, écoles de commerce et des universités afin de créer un pôle d’excellence dans le domaine. Ce projet est financé par l’ANR à hauteur de 580 KE sur 4 ans.

Dans le cadre du projet ReconfiDurable, nous nous intéresserons plus particulièrement à quatre objectifs: 

  1. Tenir compte dès la conception et lors de la reconfiguration de tout le cycle de vie, y compris le démantèlement et la réutilisation de modules d’équipement et des équipements. 
  2. Augmenter la durée de vie des systèmes de production en mettant en place une méthodologie de reconfiguration. 
  3. Augmenter l’efficience des systèmes industriels en réduisant la consommation énergétique ou de matériaux, la production de déchets et les émissions de gaz à effet de serre. 
  4. Développer des méthodes de gestion d’aléas afin de garantir la stabilité du système et sa capacité à fonctionner.

 

Méthode utilisée

La méthodologie se base sur le principe de modularité des RMS. En effet, les RMS sont conçus sur la base de modules d’équipement prédéfinis, pouvant être réarrangés, déplacés et remplacés rapidement en utilisant les principes suivants : modularité, scalabilité, intégrabilité, convertibilité, fiabilité, maintenabilité et personnalisation.

Le but de ce projet est donc de définir des stratégies de choix de ces modules et des méthodes d’optimisation afin de rendre des systèmes durables tout au long de leur cycle de vie (niveaux de décision stratégiques, tactiques et opérationnels).  Il s'agira de choisir des modules d’équipements à utiliser et d’affecter les opérations de production à ces modules en tenant compte de la demande, des types de produits à fabriquer et de leurs contraintes ainsi que des incertitudes.

Les 3 étapes à considérer sont la conception, la reconfiguration et le pilotage en temps réel, et des critères de développement durables seront intégrés à chaque étape. À ces trois étapes s’ajouteront deux autres.

Shéma méthode reconfigurable

La première représente une étape préalable d’identification et de modélisation des critères à évaluer et à intégrer. La deuxième sera une étape de tests et de validation via des cas d’études industriels. Dans ce projet, nous nous focaliserons principalement sur les dimensions environnementales et économiques. Donc nos critères seront d’ordre technologique (dérive, qualité, fiabilité), économique (coût, temps, ressources utilisées), environnemental (énergie, émissions…) et organisationnel (facteurs humains, compétences, sécurité et santé, …).

Notre apport ne vise pas une complétude de prise en compte de tous les critères mais plutôt de proposer une démarche intégrant la durabilité avec les autres critères de conception, de pilotage et de reconfiguration face aux incertitudes et aléas. Les techniques utilisées seront basées sur la modélisation multi-échelle, la modélisation des processus, l’optimisation combinatoire, l’optimisation sous incertitudes, l’analyse de robustesse des solutions obtenues, la simulation à évènements discrets et des techniques d'apprentissage.

 

Rôle de l'école et de ses partenaires

C’est un projet collaboratif coordonné par IMT Atlantique, avec différents partenaires qui ont pour but notamment de développer un pôle d’excellence dans le domaine construit avec les écoles d’ingénieurs, de commerce et des universités françaises avec la contribution R&D d’industriels.

LS2N, UMR CNRS 6004

Rôle dans l’opération:  Le LS2N veille à l’avancée du projet et coordonne les différents acteurs. Les chercheurs du LS2N contribueront scientifiquement aux principaux axes de recherche du projet, grâce à leur expertise en conception des systèmes de production modulaires et reconfigurables et en optimisation dans l’incertain. Ils encadreront les stagiaires, doctorants et post-doctorants sur ces thématiques. 

L’ensemble des partenaires (5 académiques et 1 industriel) contribueront scientifiquement à ce projet, en apportant chacun leur expertise. Kedge Business School s’intéressera aux questions de l’évaluation de la durabilité, de l’économie circulaire et écologie industrielle. Aix Marseille Université (UMR CNRS LIS Laboratoire d'Informatique et Systèmes) traitera de l’optimisation conjointe de l’ordonnancement et des gammes de production et de l’analyse des risques.  Mines Saint-Etienne (UMR CNRS LIMOS Laboratoire d'Informatique, de Modélisation et d'Optimisation des Systèmes) travaillera sur l’intégration de critères sociaux et environnementaux en optimisation. ENSAM (centres Bordeaux et Metz,LCFC Laboratoire Conception Fabrication Commande) apportera son expertise pour la conception de systèmes en prenant en compte les aléas et à la gestion de fin de vie du système. La société Automatique et Industrie (AI France) fournira des cas d’études et des données, apportera sa vision industrielle à la discussion sur l’évaluation de durabilité, participera à la validation des modèles, sur des cas d’usages représentatifs et en partenariat avec ses clients.

 

Les prochaines étapes

Les prochaines étapes sont d’affiner la définition des métriques de durabilité et de les intégrer dans les méthodes en cours de développement, ainsi que dans de nouvelles méthodes, pour la conception et le pilotage des systèmes manufacturiers reconfigurables.

Contacts

Alexandre Dolgui, responsable DAPI

Audrey Derrien, du département DAPI

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