25e journée STP du GDR MACS, Lille 2018

Session du Jeudi 31 Mai 

10h30-12h00

 Evaluation du taux de reconfigurabilité d’une ligne d’assemblage moteur par simulation de flux 

Amélie Beauville dit Eynaud, LISPEN, Arts et Métiers ParisTech

Dans un contexte de marché fluctuant, les usines doivent être agiles aux variations de la demande. Le volume de production ainsi que la palette de produits varient sur un horizon à court et moyen terme. Il est nécessaire d’avoir un système de production qui permette une conversion de la capacité de production ainsi que des variantes produites, au contraire du système actuel qui implique des investissements lourds liés à un système de production rigide.

La démarche développée dans le cadre de la thèse doit pouvoir permettre d’accompagner la transformation d’une ligne de production dédiée à un produit et à un temps de cycle à une ligne reconfigurable. Un diagnostic qualitatif permet tout d’abord l’identification du besoin afin de déterminer les leviers de flexibilité à mettre en place. Cette étape comprend la détermination des pondérations pour les critères de reconfigurabilité au regard du cas d’usage. Puis la ligne étudiée doit être modélisée avec les solutions de reconfigurabilité à évaluer. A travers un couplage entre un outil d’optimisation et une simulation à évènements discrets, des scénarios de fluctuation des demandes en production sont simulés. Dans un dernier temps, les configurations sont évaluées via un outil permettant une analyse au regard de critères de reconfigurabilité.

Le cas d’étude s’appuie sur une ligne d’assemblage multiproduit de moteurs essence et diesel. Dans un premier temps, une étude des postes via une simulation de flux à évènements discrets est effectuée afin d’évaluer la charge du système sur différents scénarios de production et lors d’une variation du mix produit. Les expérimentations mettent en évidence une sous-utilisation des ressources lorsqu’une famille de produits est prépondérante. Afin de couvrir ce cas, une mutualisation des ressources entre les postes de travail est proposée, sous hypothèse d’outils flexibles ou interchangeables permettant aux robots d’effectuer des tâches variées.

Ces travaux doivent être poursuivis à travers un couplage avec un outil permettant de parcourir l’espace des solutions en optimisant l’allocation des ressources aux postes de travail. Les solutions seront par la suite évaluées grâce à des critères de reconfigurabilité s’appliquant à un système d’assemblage.

 

Nouvelles méthodes exactes et approchées pour l’équilibrage de lignes de production reconfigurables

Youssef Lahrichi, LIMOS Clermont-Ferrand

Les travaux présentés se situent dans le contexte de l’industrie 4.0 et plus particulièrement des Systèmes de Production Reconfigurables ou RMS (Reconfigurable Manufacturing System) introduits par Koren et al. (1999), et largement repris par la suite par une grande partie de la communauté. Nous considérons ici une ligne d’assemblage constituée d’un ensemble de stations placées en série et assemblant un seul type de produit. L’originalité du problème vient d’une part de la possibilité de moduler le nombre de machines parallèles sur une même station et d’autre part de la prise en compte de temps inter-opératoires sur les machines.

Le problème consiste à affecter les opérations aux stations de la ligne et à les séquencer sur chaque station. On en déduit alors le nombre de machines nécessaire par station de manière à respecter un temps de cycle donné. L’objectif est de minimiser le nombre total de machines utilisées. Ce problème d’optimisation a été rarement étudié dans la littérature. Nous présentons nos contributions pour le problème : une borne inférieure efficace, un nouveau modèle linéaire en nombres entiers, un algorithme hybride d’approximation et une métaheuristique. Nous avons testé toutes ces méthodes sur des instances de la littérature et sur des instances que nous avons générées aléatoirement. Nous solliciterons vos propositions pour la suite des axes de recherches à développer pour nos travaux pour répondre aux exigences de l’industrie 4.0.

Problème d’affectation multi-objectifs pour des agents postés multi-compétences dans le domaine du service aux entreprises

Minh Phuoc Doan, DISP Lyon

 

Le problème d’affectation des agents dans le domaine de services aux entreprises se rencontre souvent dans les entreprises de sous-traitance fournissant des services de nettoyage, conciergerie et surveillance aux industries, hôpitaux, écoles et centres commerciaux. Les agents sont sélectionnés en fonction de leurs compétences et de leur type de contrat de travail (postés et non-postés), organisés dans les équipes, et puis, transportés sur les sites de travail pour fournir les services. Les clients peuvent exiger des tâches de service régulières de quelques heures par jour et quelques jours par semaine ou des tâches de 24 heures sur 24 et sept jours par semaine, exécutées par un seul agent ou un groupe de plusieurs agents. Les entreprises de sous-traitance ont de multiples objectifs à atteindre comme minimiser les coûts de déplacement de tous les agents, maximiser l’équité de la répartition de la charge de travail entre eux et leurs préférences vers les postes de travail affectées. L’horizon de planification choisi est une semaine prenant en compte la limitation actuelle des outils de calcul. Cependant, en considérant les niveaux de dépendance entre les horizons de planification consécutifs, les solutions obtenues dans chaque horizon deviennent plus réalistes. Un modèle de programmation linéaire mixte entier avec trois scénarios différents correspondant aux trois niveaux de dépendance entre les horizons de planification est proposé tenant en compte de toutes les caractéristiques spécifiques. Les expérimentations sur CPLEX avec des instances créées à la main permettent de voir les impacts de ces caractéristiques sur les solutions du problème.

 

Liste des participants


Session du Vendredi 1 Juin 

08h30-10h00

Allocation dynamique de ressources robotiques dans un atelier de production flexible

Souleymane Moussa, LINEACT – CESI Rouen

 

L’industrie 4.0 introduit plusieurs nouvelles technologies dans les ateliers de production flexible dont les cobots mobiles manipulateurs. Ces derniers possèdent une intelligence embarquée leur permettant de prendre des décisions et de communiquer avec leur environnement. De plus, ils peuvent exécuter des tâches similaires et/ou avec des performances différentes. L’allocation des ressources dans ce contexte est une problématique complexe nécessitant de nouvelles méthodes de résolution.

L’objectif de ce travail consiste à trouver et optimiser un  plan d’allocation dynamique des ressources basé sur un système d’enchère. Plusieurs méthodes ont été développées pour résoudre ce problème telle que la méthode « Dynamically Integreted Manufacturing System(DIMS) » que nous avons adaptée et implémentée sur un système de robots manipulateurs.

Le programme est développé en python, et implémenté aux robots via le middleware robotique ROS. Ce travail se déroule le cadre du projet européen Interreg CoRoT qui consiste à développer des solutions robotiques pour les PME.

 

Optimisation de tâches robotisées pour le traitement UV de maladies dans l’horticulture

Mérouane Mazar, LINEACT – CESI Rouen

 

La recherche sur les robots dans le domaine agricole est devenue une tendance au cours des 30 dernières années. La littérature présente plusieurs types de robots développés pour effectuer diverses tâches dans le domaine de l’agriculture. Notre travail rentre dans le cadre d’un projet européen « UV-ROBOT » qui a pour but de robotiser le traitement des plantes atteintes de mildiou par des rayons Ultraviolet de type C (UV-C). Des lampes UV sont installées sur le robot pour détruire les champignons de mildiou.

Pour la planification des tâches du robot, nous avons développé un modèle mathématique décrivant notre problème, puis nous avons développé un simulateur reproduisant le déroulement du traitement pour différent scenarios. Nous essayons d’améliorer l’ordonnancement des tâches en introduisant des algorithmes d’optimisation lors de la simulation.

Nous avons déjà introduit deux heuristiques qui ont donné des résultats intéressants que nous allons présenter dans les journées STP du GDR MACS.

Liste des participants