Projet de recherche MetamoFAB

Métamorphose en usine intelligente et connectée 

  • MetamoFAB

    L'ETS soutient l'usine technologique Scharnhausen dans la poursuite de ses objectifs énergétiques

  • MetamoFAB

    Les flux d'énergie de la production peuvent également être saisies au niveau des machines

  • MetamoFAB

    Une appli visualise les données de consommation et en permet également l'accès au niveau de l'atelier

  • MetamoFAB

    L'appli soutient activement la gestion d'atelier

Une production intelligente qui ménage les ressources – telle est l'une des visions de l'Industrie 4.0. Passer aux systèmes de production cyber-physiques ne se fait pas en un jour.

Dans le cadre du projet de recherche MetamoFAB, Festo étudie avec des partenaires des solutions permettant de métamorphoser les entreprises existantes en usines intelligentes et connectées. Chez Festo, les connaissances acquises servent à la mise en place du système de transparence énergétique (ETS) prévue pour l'usine technologique Scharnhausen.

La métamorphose en usines intelligentes et connectées doit tenir compte de tous les acteurs, tels les hommes, les machines, les pièces à usiner, l'IT et l'infrastructure du bâtiment. Cette mutation ne peut se faire que pas à pas, car une transformation complète interrompt l'exploitation de la production et nécessite d'importants frais d'investissement. C'est pourquoi le processus de transformation doit s'effectuer pas à pas, afin d'obtenir une mutation progressive vers une usine du futur et d'implémenter les méthodes et les technologies les plus modernes.

Objectifs du projet

Le projet de recherche MetamoFAB s'est fixé comme objectifs de décrire les phases de la transition et de trouver les moyens de mise en œuvre pour intégrer progressivement les systèmes cyber-physiques dans les projets de modernisation et de développement existants, permettant ainsi aux exploitations de réaliser leur métamorphose en usines intelligentes et connectées.

Dans un premier temps, il s'agit d'étudier les aspects de l'Industrie 4.0 pertinents pour chaque usine. Ensuite, on élabore des plans – appelés matrices – qui ont pour but d'orienter l'usine dans le sens de la vision spécifique à son site. L'usine technologique Scharnhausen en représente une application pour Festo.

Démonstrateur

Les installations dans la production de demain proposent une copie virtuelle, numérique, qui peut être réalisée grâce à l'emploi de composants intelligents dans les usines. Des systèmes entiers connectés, constitués de capteurs et de commandes réparties, saisissent les paramètres de fonctionnement de la machine – par exemple la présence d'une panne, l'absence de pièces ou la consommation d'énergie – et mettent ces données à la disposition permanente d'un système prioritaire. Des terminaux mobiles, tels des smartphones et des tablettes, permettent de consulter ces données et de les afficher sous forme graphique comme reproduction virtuelle de l'usine. Cette image virtuelle offre de nombreux avantages, comme par exemple la possibilité de détecter et de signaler très tôt des erreurs de système.

Le projet de recherche étudie les données énergétiques d'un secteur de production, de la machine individuelle au bâtiment d'usine complet. Le premier prototype a visualisé les états de fonctionnement et les flux d'énergie dans les machines et la technique du bâtiment. Au fur et à mesure du projet, les consommations de toutes les usines significatives seront mises en lumière, permettant ainsi de réaliser progressivement un système de transparence énergétique (STE) pour l'usine complète.

Les collaborateurs de l'usine ont accès aux données de consommation et peuvent les suivre. Ces mesures de consommation sensibilisent les collaborateurs à l'efficacité énergétique et les motivent ainsi à identifier d'autres potentiels d'économie et à développer des mesures destinées à les mettre en œuvre. Le STE soutient ce processus et visualise les objectifs.

En plus de la mesure continue de la consommation, le système a également pour mission de surveiller les machines et d'attirer l'attention sur des irrégularités dans la consommation énergétique – dues par exemple à l'usure. À l'avenir, des machines pourront ainsi être désactivées automatiquement pendant les périodes hors production. La communication de différentes machines entre elles permettra une régulation autonome de l'usine pour optimiser l'efficacité énergétique.

L'une des visions du STE est de pouvoir communiquer avec le réseau du fournisseur d'énergie. L'usine serait alors en mesure, entre autres, de réagir à une surenchère d'énergie par de l'énergie solaire et éolienne. Inversement, l'usine pourrait réduire la consommation d'énergie par temps nuageux et en l'absence de vent. Ainsi, l'usine peut contribuer à une exploitation optimale des réseaux d'alimentation et aider à économiser des coûts d'énergie.

Autres acteurs du projet

MetamoFAB

Le projet est soutenu par le Ministère fédéral de la Formation et la Recherche dans le cadre du programme « Recherche pour la production de demain » (numéro 02PJ4045). En plus de Festo AG, les acteurs suivants participent au projet :

Acteurs issus de la science

  • • IAT (université de Stuttgart - Institut des sciences du travail et de la gestion des technologies)
  • • LSWi (université de Potsdam – chaire d'informatique économique et de gouvernement électronique)
  • Fraunhofer IPK
  • • Université technique de Wildau (partenaire associé)

Acteurs issus de l'industrie

  • Siemens
  • Infineon
  • Budatec
  • Pickert & Partner