Sujet MOCF version 2016

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Sujet MOCF version 2016

  1. 1. 1 ENSIAME-IMS – Pôle AIP-Priméca Nord Pas de Calais – Site de Valenciennes TP Plateau Projet Mise en Œuvre d’une Cellule Flexible (version 2016)
  2. 2. 2 Le TP MOCF (mise en œuvre cellule flexible) • « Systèmes Automatisés de Production » • Fin de cursus ENSIAME-IMS • Synthèse de plusieurs enseignements – gestion de projets, simulation flux, – informatique industrielle, réseaux, – automatique, robotique, – vision, supervision.
  3. 3. 3 Le plateau projet pédagogique – Analyse du problème • Analyse de l’existant (systèmes à commander) • Étude en simulation • Élaboration des modèles de fonctionnement • Découverte des technologies support – Mise en œuvre effective (Plateau projet) • Un groupe d’élèves • Dont un chef de projet • Un binôme d’enseignants variable 10 s * 6 h/s = 60 h
  4. 4. 4 Objectifs pédagogiques • Transformer les connaissances en compétences • Promouvoir le travail en collaboration – Problème d’envergure -> résolution globale • Démontrer l’utilité des méthodes • Développer le sens de l’initiative – Stratégie, (connaissances de fond) – Tactique, (élaboration d’une solution) – Opérationnel (développement sur site)
  5. 5. 5 Cahier des charges global Production automatisée flexible – Efficience et pertinence • Satisfaire une demande (OF), • Adapter les moyens à cette demande. – Flexibilité • 1 ou plusieurs produits différents en //, • Demande aléatoire (OF saisis), • Redondance des sources, • Tolérance aux pannes. – Modes d’exploitation • Préparation, production, clôture, dégradé, maintenance. – Qualité • Contrôle des produits, calcul d’indicateurs production, qualité, maintenance.
  6. 6. 6 4 composants… axe L r (ou gousset)I
  7. 7. 7 … jusqu’à 3 produits : b, L, T b_PROD L_PROD T_PROD Phase 01 chargement chargement chargement Phase 02 axe axe Axe Phase 03 axe axe Axe Phase 04 axe axe r Phase 05 r I L Phase 06 r I inspection Phase 07 I inspection [correction] Phase 08 inspection [correction] déchargmt Phase 09 [correction] déchargmt - Phase 10 déchargmt - -
  8. 8. 8 …en produits Ne pas tenir compte des vis ! Elles ne seront pas montées 1 2 3
  9. 9. 9 L’atelier flexible shuttle
  10. 10. 10 Postes de travail 3 robots KUKA dont 2 identiques KR5 6R 650 KR5 scara 550 Kuka 1 Kuka 2 Kuka 3 KR5 6R 650
  11. 11. 11 Points de montage Kuka 1 Kuka 2 Kuka 3 On montera un seul produit par shuttle
  12. 12. 12 Trajet lié au montage. Ex: « L » Kuka 1 Kuka 2 Kuka 3 On montera un seul produit par shuttle
  13. 13. 13 Découpage en (18) zones API Zone 6 Dont 13 seulement utilisées
  14. 14. 14 Exemple Zone Wago 6
  15. 15. 15 Cde – Réseaux Architecture matérielle SWITCHED ETHERNET CONTROL PLE Zone 1 Zone i Zone 18 PC SUPERVISEUR Serveur OPC ETHERNET ENTREPRISE Filtre Bras Manipulateur Partie Opérative Caméra Cognex Altivar Wago Aiguillage Wago Partie Commande Wago Poste
  16. 16. 16 Cde – Réseaux Architecture fonctionnelle PLE Bras Manipulateur Superviseur Serveur OPC O.F. Routage Etats Modes Wago 1.. Wago 18 Contrôle - Commande
  17. 17. 17 Serveur OPC Superviseur Opc OPC Modbus TCP Modbus TCP Modbus DCOM RPC ETHERNET IP TCP UDP Global Data GLOBAL DATA - 1 Réseau Physique - N Réseaux Logiques Cde - Protocoles
  18. 18. 18 Déroulement préconisé • Analyse du besoin - création modèle Arena Semaine 36 • Hypothèses et créativité, solutions conceptuelles Semaine 37 • Appropriation des technologies API Semaine 38 • Développements des services élémentaires Semaine 49 • EXPOSE des concepts + démo Arena (Notés !) Semaine 40 • Affinage des Spécification – Transfert Simu-API Semaine 41-2 • Développements spécifiques Semaine 44-5 • Développements des interfaces Semaine 46-7 • Mise au point: tests d’intégration puis de robustesse Semaine 48-9 • Ultimes réglages puis Démo globale et EXPOSES Semaine 50-1 S1 S2 S3 S4 S5 S6-7 S8-9 S10-11 S12-13 S14-15 SEQ API simu
  19. 19. 19 Équipe projet = 15 élèves ? • 1chef de projet coopté par l’équipe – animation et coordination de l’équipe – interface avec le « client / consultant » – Coordination API / Simu • Des experts (14 élèves) – 6 élèves APIs Wago pour 13 zones (programmes) • A la fin de l’intégration, il y aura 1 programme pour chaque zone – 8 élèves • en SIMULATION pendant 5 semaines • En développement des services pendant 10 semaines Mixité obligatoire !
  20. 20. 20 Rôle du chef de projet • Gestion du projet – Gestion des tâches, ressources, délais, qualité (documentaire) • Cohérence des choix techniques – Animation du débat, synthèse des modèles, cohérence de groupe • Relation avec les encadrants et les membres de l’équipe • Gestion des productions de l’équipe – Planifier, contrôler, réagir, diffuser – Partage de documents, programmes • Google drive, Dropbox, … • Profil : Organisé, méthodique, compétences techniques pluridisciplinaires, diplomate
  21. 21. 21 – Modélisation de la cellule • Affectation des opérations de montage aux robots Kuka • Choix de routage des shuttles – Choix de la stratégie d’exploitation en fonction de critères à optimiser tels que : • Charge des ressources (robot, vision, manipulateur, shuttle…) • Temps de séjour des produits finis • Cadence en sortie • Exploitation des redondances de montage • Production unitaire ou par campagne… sous contraintes telles que Stockage (1 shuttle sur le poste + 1 en amont du poste) – Simulation • pour valider les choix précédemment retenus  Rôle du groupe « Simulation » TRÈS important pour fixer les choix de routage & montage des produits, => Transfert des décisions vers les binômes API Equipe simulation (8 élèves)
  22. 22. 22 Groupes API (6 élèves) – Gérer le routage • Capteurs, butées, aiguillages, décision selon les tags lus – Gérer les interactions avec les postes • De montage (robots) • D’inspection (vision) • De chargement / déchargement • Identification de la tâche à réaliser • Consignation des états dans les tags • Supervision •  boucles de contrôle / commande Profil : expérience requise en développement sur API pour au moins 50% de l’effectif
  23. 23. 23 Services « Robots » – Apprendre les points caractéristiques – Programmer les trajectoires – Interagir avec l’API maître • Handshake: Exécution des ordres / feedback • Remontée d’informations – Gérer les stocks locaux (palettes) – Respecter les modes de marche • Nominal, début, fin de production, rupture partielle de stocks • Figeage commandé (supervision) puis reprise – Optimisation • Fluidité, rapidité des trajectoires Profil : Expérience requise pour au moins 1 membre du binôme 2
  24. 24. 24 Inspection « Vision » - Inspection des produits finis - Vérifier la validité des montages - Définition de zones d’inspection - Tests de présence/absence + dimensionnels + tests de colorimétrie - Résultats : Bon / Pas Bon (pourquoi ?) - Codifier l’erreur - Communiquer avec l’API (via ModbusTCP) - Elaborer l’interface opérateur au niveau du poste d’inspection COGNEX Insight 1000 couleur •Profil : débutant 1
  25. 25. 25 Supervision • Outil: PcVue – Saisie des OF – Commande des modes de marche – Vue hiérarchisée de la cellule – États des équipements – Statistiques de production – Indicateurs de performance (MTBF,TRS,…) •Profil : débutant 1
  26. 26. « poste manuel » 26 • Développement d’IHM pour l’opérateur (PcVue) – Spécifier les tâches manuelles, leur séquencement • Action corrective appropriée sur produit défectueux – Compléter l’information sur demande • Notice de montage (ex: vidéo) 1
  27. 27. Manipulateur / Wago • Commande du chargement/déchargement des supports par le manipulateur cartésien, au moyen d’un API WAGO 27 1
  28. 28. 28 Rôle des enseignants • AVANT TOUT: la sécurité – des personnes – des équipements • Clients – préciser le besoin • Consultants – support technique (coaching) – neutralité vis à vis des choix 1 shuttle: 2 500 € 1 robot: 40 000 € Le convoyeur: 130 000 € Etc…
  29. 29. 29 Coaching par les enseignants Simulation flux Cauffriez (premières séances) Robots Deneux, Sallez, API Wago Berger, Popieul, Cognex Sallez, PCvue Deneux (supervision), Berger, Popieul (comm OPC)
  30. 30. 30 • Communiquer – partage d’un CdC qui évolue – espace de travail commun • Suivre une méthode de travail – maîtrise du déroulement • Se documenter – consulter les documentations • Douter – éviter a priori et certitudes – tester toutes les E/S, toutes les interfaces Démarche gagnante
  31. 31. 31 Difficultés techniques – Il ne faut plus • organiser des commandes connues • mettre en œuvre un fonctionnement imposé • converger vers « la » solution (celle de l’enseignant) – MAIS • définir un fonctionnement souhaité • identifier les moyens adéquats • itérer…
  32. 32. 32 Difficultés organisationnelles – planifier et gérer son propre projet, • sanction auto-affectée : séances supplémentaires, – obligation de collaborer, • avec le chef de projet (respecter le protocole de suivi) • avec le groupe (format de codage, de communication, handshake) • avec les autres équipes (réservation de créneaux horaires)
  33. 33. 33 Conclusions… • Enseignement de synthèse, • Une démarche de projet, • Intégrer, Manager des technologies en contexte • ex : Ethernet => - caractère universel, - protocoles connus, - standards : outils, docs…
  34. 34. 34 YAPLUKA! - Préciser les rôles - Découvrir la cellule - Réfléchir -> spécifier - Les Processus -nominaux, dégradés - Les interfaces -Zones, équipements, groupes - Données - Etiquettes, codes divers - Formaliser - Les spécifications partagées

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