Recherche sur l'Industrie 4.0

Les systèmes de production de l'avenir 

Industrie 4.0

C'est sous différentes angles que Festo considère la transformation dans la production dans son ensemble, en intégrant non seulement la technologie, mais aussi d'autres aspects, tels l'interaction entre l'homme et la technique ainsi que le thème de la formation et de la qualification. En coopération avec des partenaires issus de l'économie et de la science, Festo recherche de nouvelles solutions et technologies pour la production de demain.

Activités sur les réseaux et conception de standards

Pour participer au développement de thèmes importants de l'Industrie 4.0 – tels la communication continue et l'architecture orientée service – et profiter d'impulsions pour ses propres produits, Festo est membre de divers réseaux.

Plate-forme Industrie 4.0

Plattform Industrie 4.0

Festo est représenté tant dans le comité exécutif que dans différents groupes de travail de la plate-forme fédérale Industrie 4.0 qui poursuivent le projet d'avenir Industrie 4.0 intégré dans la stratégie high-tech du gouvernement fédéral. En coopération avec d'autres partenaires de l'économie et des sciences, Festo participe activement au développement de technologies, de standards, de modèles commerciaux et organisationnels pour l'Industrie 4.0 et à leur mise en application pratique.

La mise en œuvre rapide dans la pratique industrielle nécessite un processus de standardisation et de normalisation consensuel et accompagné par la recherche. C'est pourquoi Festo s'engage notamment dans la mise au point et la réalisation d'une architecture de référence que pourra intégrer un « composant de l'Industrie 4.0 ». Festo Didactic aménage l'aspect important de l'enseignement et la formation professionnels dans le groupe de travail correspondant.


Labs Network Industrie 4.0

Labs Network Industrie 4.0

Festo est membre fondateur du Labs Network Industrie 4.0, une alliance regroupant entreprises, fédérations, politiques et recherche. L'association fait office de plate-forme de dialogue, de compétence et d'expérimentation pour les entreprises allemandes au seuil de l'Industrie 4.0.

Les entreprises peuvent découvrir de nouvelles technologies, des innovations et des modèles commerciaux tournant autour de l'Industrie 4.0, tester des installations pilote existantes (« bancs de test ») et évaluer leur faisabilité technique et économique avant leur commercialisation.


Automation ML e. V.

Automation ML e. V.

Le langage de balisage Automation ML est un format de données ouvert, neutre, dédié au stockage et à l'échange de données de planification d'installations. L'objectif de l'AutomationML est de proposer des données d'ingénierie uniformes pour chacune des étapes partielles et disciplines du processus d'ingénierie dans la planification de la production. Festo est membre de l'association Automation ML et représenté dans son comité directeur. Nous nous engageons dans la standardisation et la diffusion de ce format de données – notamment dans la conception de composants d'automatisation au format de fichier d'ingénierie.

Festo s'engage dans plusieurs groupes de travail de l'Automation ML pour la standardisation et la diffusion du format Automation ML. Festo dirige entre autres le groupe de travail consacré à la description des composants d'automatisation en Automation ML, s'occupe de l'illustration de plans fluidiques et soutient les activités dédiées aux interfaces avec eClass, OPC-UA et des solutions CAO électriques. Au sein de Festo, la recherche accompagne des projets pilote pour l'échange de données multi-outils avec Automation ML et applique ce format par exemple dans les projets de recherche AVANTI et OPAK. La recherche a reproduit le catalogue de produits de Festo comme bibliothèque Automation ML prototypique et s'efforce avec d'autres secteurs de proposer aux clients dans les meilleurs délais l'ensemble des informations produits Festo via Automation ML.


OPC-UA

OPC-UA

OPC-UA est une interface logicielle qui permet de transporter des données machine, comme les valeurs de process et de mesure, et de les décrire dans une sémantique que pourra lire une machine. Elle est multi-fabricants et offre aux composants la fonction « plug & produce ».

Festo est membre de la fondation OPC et profite du standard de communication pour des terminaux de distributeurs intelligents et d'un portefeuille croissant de solutions de commande. La commande CPX-CEC en est un exemple. Festo s'engage dans le développement du standard de communication pour l'Industrie 4.0.

Le standard de communication OPC-UA est utilisé dans des projets de recherche Festo pour l'échange de données dans des applications sans contraintes de temps. En outre, des systèmes en temps réel seront traités sur la base de l'OPC-UA dans de futurs projets de recherche. La génération de modèles de serveurs OPC à partir de données d'ingénierie constitue un autre champ de développement. La recherche soutient les usines de Festo dans l'introduction de l'OPC-UA dans la propre production.


Applications et bancs de test

Dispositif de manutention sans armoire de commande – Mise en service virtuelle

La manutention à grande vitesse avec CPX et l'actionneur intégré EMCA avec 100 picks par minute permettent des mouvements libres dans l'espace. La plate-forme d'automatisation CPX intègre la chaîne d'asservissement électropneumatique complète au moyen d'une commande CODESYS : du signal E/S aux mouvements électriques et pneumatiques simples, en passant par la transformation des modèles de tripodes avec option de calibrage.

La commande s'effectue par la CPX. Conçue à l'origine comme terminal de distributeurs avec E/S à distance, elle permet désormais l'automation décentralisée dans la machine. Dans un premier temps, en corrélation avec l'actionneur électrique EMCA, le tripode se passe entièrement d'armoire de commande.

Le tripode permet d'établir la liaison entre le système réel et le monde virtuel et d'illustrer la mise en service virtuelle au moyen de CIROS. La simulation CIROS de Festo Didactic prend en charge le tripode comme modèle provenant du système CAO. Peu à peu, au cours du processus de développement, les composants virtuels sont remplacés par des composants réels. La qualité en est améliorée, le temps de mise en service réduit - des étapes pionnières de l'Industrie 4.0. À l'avenir, l'AML (Automation Markup Language), format d'échange de données de l'Industrie 4.0, deviendra le standard pour ces simulations.


REF

Research Experimental Factory (REF)

La Research Experimental Factory (REF) est une usine développée par la recherche et dédiée à la recherche, au développement et à l'essai d'applications pilote pour l'Industrie 4.0. La REF représente un environnement de production proche de la réalité, tel qu'il pourrait être en place chez de nombreux clients Festo : une ligne de production complète est installée, du simple composant au système MES. Les produits réels sont usinés avec des temps de cycle réalistes. Les composants Festo sont accompagnés de produits externes, permettant ainsi de tester l'interaction des composants provenant de différents fabricants.

Il est possible d'intégrer et de tester des produits dans la REF, par exemple de nouveaux actionneurs, des manipulateurs ou des systèmes de manutention complets, de même que des concepts d'automatisation et logiciels multi-produits.

La structure modulaire de la REF permet d'ajouter de nouvelles stations de production via une interface électromécanique « plug & produce », facilitant et accélérant ainsi la mise en service et permettant la transformabilité de l'installation de production.


Assemblage flexible et transformable

Un système pour la production diversifiée de distributeurs en petites et moyennes quantités est en cours d'installation dans l'usine technologique Scharnhausen. La recherche apporte son soutien à la planification – notamment quant à l'architecture de la commande et la mise en œuvre des principes de transformabilité. Pour cela, on développe des stations de process qui sont en mesure d'exécuter des tâches indépendantes du produit, telles le vissage, l'engagement, le graissage ou l'amenage.

Ces développements sont préparés et testés dans la Research Experimental Factory (REF). Les connaissances qui y sont acquises seront transférées à l'usine technologique Scharnhausen.

Système de transparence énergétique


Recherche sur l'Industrie 4.0

En coopération avec des partenaires issus de l'économie et de la science, Festo recherche de nouvelles solutions et technologies pour la production de demain. Festo participe aux projets de recherche suivants :

ENTOC

Le processus d'ingénierie pour les usines est long et complexe. L'industrie automobile souhaiterait réduire sensiblement ce temps par une mise en service virtuelle des installations. Pour réussir, il faudrait une chaîne d'outils d'ingénierie continue avec des formats de description et des interfaces standardisés qui simplifient la planification, la conception, la programmation et la mise en service réelle, tout en économisant du temps et de l'argent. Festo travaille dessus en coopération avec Daimler et d'autres acteurs dans le cadre du projet de recherche ENTOC.

Pour la mise en service virtuelle, il est important de reproduire la réalité avec autant de précision que possible. On a également besoin de modéliser les composants qui seront intégrés dans la reproduction globale de l'installation. Ainsi peut-on éviter des collisions intempestives, optimiser le temps de cycle des processus et programmer au préalable les déroulements séquentiels. On peut même imaginer des scénarios pour simuler par exemple des erreurs dans le déroulement séquentiel des mouvements ou la programmation et ses effets. La mise en service est sensiblement plus aisée et moins coûteuse et le standard de sécurité pendant l'exploitation augmente.

Pour en savoir plus sur le projet ENTOC


ARIZ

ARIZ

Le rôle de l'homme dans la production de demain fait l'objet de nombreuses discussions. Quelles nouvelles tâches vont s'ajouter ? Lesquelles pourront être prises en charge par des robots et comment l'homme et les robots vont-ils coopérer ? En collaboration avec des partenaires issus de la science et de l'industrie, Festo tente de donner des réponses à ces questions et étudie d'autres approches pratiques dans le cadre du projet « Le travail dans l'industrie du futur » (ARIZ), avec un accent particulier porté sur la coopération sûre entre l'homme et le robot.

Des machines et des robots équipés de capteurs et de systèmes de protection complets permettent à l'homme et à la machine de se déplacer dans le même espace de travail et de cohabiter sans cage de protection. Depuis l'inauguration de l'usine technologique Scharnhausen en 2015, Festo acquiert de l'expérience en matière d'interaction entre les employés de la production et les robots. Un robot d'assemblage a le droit d'œuvrer à côté de l'homme sans clôture de sécurité. Il soulage son collègue humain dans le montage des distributeurs et prend en charge les tâches fatigantes et laborieuses de la préhension et de l'assemblage. Une peau sensorielle hautement sensible sur le bras du robot surveille les mouvements du robot : dès qu'un collaborateur s'approche trop de lui, il s'arrête complètement. L'un des principaux objectifs du projet ARIZ est de développer un assistant de production flexible et modulable dans une coopération sûre entre l'homme et la machine.

Pour en savoir plus sur le projet ARIZ


MetamoFAB

MetamoFAB

Dans le cadre du projet collaboratif MetamoFAB, Festo développe avec des partenaires issus de la recherche et de l'industrie des solutions permettant la métamorphose en usines intelligentes et interconnectées. Tous les acteurs, tels l'homme, les machines, les pièces à usiner et la technique de l'information, doivent être intégrés. Chez Festo, les connaissances acquises servent à la mise en place du système de transparence énergétique prévue pour l'usine technologique Scharnhausen.

À l'avenir, ce système doit regrouper toutes les informations et décisions nécessaires à une exploitation à grande efficacité énergétique de l'usine technologique Scharnhausen. Le projet est soutenu par le Ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche.

Pour en savoir plus sur le MetamoFAB


ParsiFAI 4.0

Dans le cadre du projet de recherche ParsiFAl 4.0 et en coopération avec des partenaires issus de l'industrie et de la recherche, Festo développe des systèmes multifonction intégrés dans des films minces. Grâce aux labels innovants (Smart Sensor System), des actionneurs pneumatiques sont en mesure de collecter, d'évaluer et d'échanger des informations sur les différents process de production. Par l'application d'un tel système de film, des composants pneumatiques simples bénéficient des fonctionnalités d'un système cyberphysique et deviennent ainsi des composants intelligents et décentralisés de l'Industrie 4.0.

Les systèmes à capteurs microélectroniques intégrés dans des films minces constituent une approche tout à fait innovante dans l'interconnexion de composants pour un emploi dans des usines intelligentes.

Dans le cas d'application concret, il s'agit d'appliquer des systèmes électroniques minces, tel un ruban adhésif, sur un actionneur pneumatique de Festo. Les données des capteurs et les données utiles saisies et préparées à l'avance sont alors transmises sans fil et sûrement à une commande. Il est possible ainsi de surveiller des données de l'actionneur, telles la position, la dynamique et les paramètres environnementaux. Le pilotage peut être optimisé en aval par des systèmes autoprogrammables. Un système de récupération d'énergie et une batterie en couches minces alimentent le système à films.

Projet de recherche ParsiFAl 4.0


Autres projets de recherche:

ESIMA

APPsist

SOPHIE

InnoCyFer

BigDieMo