Décider le niveau d'automatisation pour les opérations de transport dans les systèmes de production – LADTOP

Des méthodes d'ingénierie des modèles pour la modélisation des systèmes logistiques internes (création d'un métamodèle pour l'analyse des flux de matières) ont été déployé ainsi que la traduction automatique en modèles d'analyse des performances (modèles d'événements discrets). En outre, un processus de conception complet a été défini, comprenant la création d'architectures alternatives de systèmes à l'aide de CSP (Constraint Satisfaction Problem) et l'évaluation des architectures candidates à l'aide d'une méthode d'analyse multicritères et multi-acteurs.

Des méthodes, outils et processus ont ainsi été développés au cours du projet :

- Outil de recueil de la MFA (Développement Java)

- Outil de génération de modèles simulables de système de logistique interne

- Méthode et Outil d’analyse multicritère multi-acteurs de solutions de logistique interne

- Outil de génération d’alternatives de système de logistique interne

- Processus de définition d’un système de logistique interne à partir de l’analyse du besoin logistique et de la stratégie industrielle

Ce projet est poursuivi avec une thèse CIFRE démarrée en mars 2024

L’article de conférence C1 présente le processus global et l’ensemble de méthode et outils que nous avons développé pour organiser ce type de projet de m’analyse du besoin (MFA) à la sélection d’alternatives en passant par la création des alternatives et l’analyse de leurs performances. Ce processus est rendu possible par l’utilisation du métamodèle du domaine présenté dans l’article de conférence C2. Deux points particulièrement difficiles scientifiquement que sont la création formalisée des alternatives et la réalisation de l’analyse des performances dans un contexte basé sur les modèles ont été publiés respectivement dans les journaux internationaux A1 et A2.

C1. Soufi, Z., David, P., & Yahouni, Z. (2023). A Systemic approach for Material Handling System Design. In CIGI Qualita MOSIM 2023. Trois Rivières, Québec, Canada.

C2. Soufi, Z., David, P., & Yahouni, Z. (2022). A Reference Data Model for Material Flow Analysis in the Context of Material Handling System Design and Reconfiguration. In 2022 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM) (pp. 1488-1492), Kuala Lumpur, Malaisie. IEEE.

A1. Soufi, Z., David, P., & Yahouni, Z. (2024, accepté & publié en ligne Nov. 2023). Generation of material handling system alternatives: A constraints satisfaction problem approach. Computers in Industry, 155, 104045.

A2. Soufi, Z., Mestiri, S., David, P., Yahouni, Z., & Fottner, J. (2024). A material handling system modeling framework: a data-driven approach for the generation of discrete-event simulation models. Flexible Services and Manufacturing Journal, 1-30.

Ce projet permet de dresser les nouveaux besoins en termes d’intralogistique pour les sites industriels. Un couplage est maintenant nécessaire avec les systèmes de gestion sur le terrain de la logistique comme les système WMS (Warehouse Management System) ou les systèmes de gestion de flottes de robot logistiques. D’un point de vue des critères pris en compte pendant l’analyse, une prise en compte plus fine de l’éthique dans les systèmes industriels est à l’étude.

Soufi, Z.; David, P.; Yahouni, Z. A Systemic approach for Material Handling System Design. In CIGI Qualita MOSIM. 2023. Trois Rivières, Québec, Canada.

Soufi, Z.; David, P.; Yahouni, Z. A Reference Data Model for Material Flow Analysis in the Context of Material Handling System Design and Reconfiguration. In IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM). 2022, 1488-1492. Kuala Lumpur, Malaisie. IEEE.

Soufi, Z.; David, P.; Yahouni, Z. Generation of material handling system alternatives: A constraints satisfaction problem approach. Computers in Industry. 2024, 155, 104045.

Soufi, Z.; Mestiri, S.; David, P.; Yahouni, Z.; Fottner, J. A material handling system modeling framework: a data-driven approach for the generation of discrete-event simulation models. Flexible Services and Manufacturing Journal. 2024, 1-30.

Ce projet se positionne dans le contexte du déploiement de l’industrie 4.0. Il s’intéresse à l’adoption des nouvelles technologies de robotique mobile et des systèmes communicants pour la réalisation des opérations de logistique interne dans les systèmes de production. La parfaite maîtrise des activités de gestion des flux internes est de première importance pour les systèmes de production. Les coûts de logistiques internes sont loin d’être négligeables dans de nombreux secteurs de l’industrie. De plus, l’influence de ces activités sur la performance globale des systèmes de production est énorme. Ces activités de transports sont connues comme étant souvent pénibles physiquement pour les opérateurs. Elles sont parfois également difficiles à automatiser. Bien que de nombreuses technologies de transfert automatisé soient disponibles sur le marché, il peut être constaté que les activités de logistique interne sont parmi les moins automatisées de l’atelier. Il parait pertinent de s’interroger sur la façon de décider d’automatiser ou non certaines opérations de logistique interne.
Les concepts de l’industrie du futur bouleversent les considérations sur le bon niveau d’automatisation à introduire dans l’atelier. De nouvelles technologies sont disponibles pour certaines opérations physiques, avec de meilleurs temps d’installation que par le passé (concept de « plug and produce ») et avec des capacités de prises autonomes de décisions, grâce à une meilleure connaissance, en temps réel, de l’état de l’environnement de production (Internet des objets (IoT), Intelligence Artificielle). Dans le contexte de l’IoT, les technologies évoluent rapidement et mènent à la génération massive de données qui peuvent être exploitées en temps réel pour rendre le système de production plus intelligent. En complément de ces faits techniques, il convient de repenser la collaboration entre opérateurs et robots. Ces questions de l’industrie du futur sont à prendre en compte pour dresser une méthodologie permettant de développer les systèmes de logistiques internes mixant opérateurs humains et systèmes robotisés, les plus adaptés possibles.
L’ambition de ce projet est, entre autres, d’analyser la valeur ajoutée des différentes stratégies de communication entre le système de transport et le système de production, ainsi que celle des stratégies de coopération envisageables entre les opérateurs et le système de transport. La flexibilité, l’efficacité ou la robustesse de tels systèmes seront à évaluer. En particulier, le projet développera des méthodes pour évaluer la performance de ces systèmes en présence d’aléas. Cette étude se focalisera aussi sur le développement des systèmes de logistiques internes en mettant en avant leur niveau d’automatisation. L’ambition est de fournir un processus de conception et de décision pour permettre des choix d’automatisation justifiés et pertinents. En complément d’une méthodologie de conception détaillée, ce projet propose de développer des recueils d’expérience et de bonnes pratiques pour l’adoption des technologies de l’industrie 4.0, dans les systèmes de logistiques interne. Cette proposition viendra combler une attente forte et actuelle des industriels de nombreux secteurs qui hésitent dans le choix de la bonne stratégie industrielle pour le futur.
Ce projet s’appuiera pour développer ses solutions sur divers terrains d’expérimentation et de validation. Le premier sera l’utilisation d’une toute nouvelle plateforme d’émulation des systèmes de production du futur, mise en place dans notre laboratoire. Le second terrain sera de mener des études de cas chez des partenaires industriels.
L’objectif global de ce projet est de développer une méthodologie pour l’implémentation de systèmes de logistique interne, tirant le meilleur parti des concepts de l’industrie 4.0 et intégrant par une analyse fine du juste niveau d’automatisation, les acteurs humains et les systèmes communicants de façon pertinente.