Compagnon Virtuel de Maintenance – VIMACO

L’approche proposée est de développer un compagnon virtuel de maintenance capable d’analyser le comportement de l’opérateur pour acquérir des connaissances sur l’opération de maintenance et sur son niveau d’expertise afin de lui apporter le guidage nécessaire en réalité augmentée. Les principes de l’approche proposée sont : i) l’analyse des mouvements permet de construire la procédure de maintenance, ii) l’analyse de données issues de l’observation des opérateurs permet l’analyse du niveau d’expertise et des singularités motrices de l’opérateur, iii) l'assistance multimodale adaptative en réalité augmentée permet d'assister l'opérateur dans sa tâche en fonction de ses besoins propres. Le projet est organisé en 5 lots scientifiques et techniques. Les 3 premiers lots correspondent aux 3 principes énoncés précédemment. Le lot 4 est dédié à une preuve de concept sur un cas d’usage industriel et le lot 5 est consacré à l’intégration technologique des briques développées dans les lots 1 et 2 au sein d’un outil logiciel industriel existant. Le projet est sur une durée de 48 mois. Les moyens nécessaires sont constitués de ressources humaines, équipements et frais de fonctionnement. Les résultats attendus du projet sont : i) scientifiquement un apport sur la recherche de séquence de gestes dans un mouvement, un apport des techniques d’intelligence artificielle pour l’analyse du comportement humain en opération de maintenance, un apport de la multisensorialité en réalité augmentée pour guider un geste technique, ii) industriellement de mieux capitaliser les savoir-faire des métiers de la maintenance, promouvoir une approche centrée sur l’humain dans l’industrie, améliorer la qualité des produits, acquérir des connaissances avancées au service de la réalité augmentée. Le projet VIMACO a l'originalité de combiner les disciplines de la réalité virtuelle, l'intelligence artificielle, les neurosciences du mouvement, les technologies avancées de la réalité augmentée et l’industrie pour relever les défis de la maintenance assistée pour l'industrie du futur.

Le projet VIMACO se focalise sur le comportement de l'opérateur au cours de sa tâche de maintenance plutôt que sur le comportement des systèmes sur lesquels il agit (outils, pièces). Il rendra également les métiers de l'industrie plus attractifs grâce à son approche centrée sur l'humain. Les résultats attendus du projet sont des méthodes et des outils de réalité augmentée, d’IA et d'analyse du comportement permettant une assistance adaptative et interactive à l'opérateur de maintenance en tenant compte de son niveau d'expertise. Les résultats scientifiques attendus sont liés à une meilleure compréhension du processus d'interaction humaine pour proposer des méthodes de décomposition d'un mouvement en phases clés dans le cadre de la maintenance, une analyse de la valeur ajoutée des techniques d’IA pour l'analyse du mouvement humain et de la valeur ajoutée du retour d'information multisensoriel en réalité augmentée pour guider un geste de maintenance. Les résultats industriels attendus sont une économie de temps de conception, d'assemblage et de maintenance, une facilitation de la prise de décision en collaboration, un meilleur apprentissage des opérateurs, un recentrage de l'industrie sur l'humain, une amélioration significative de la qualité de maintenance et la proposition de nouveaux services avancés associés aux produits. Des briques technologiques devront à terme être intégrées dans les outils logiciels existants d’aide à l’opérateur par réalité augmentée.

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Valorisation auprès du grand public lors des journées de la fête de la science, octobre 2023. Démonstration montrant le concept de la mesure du mouvement de l’opérateur et l’affichage de paramètres susceptibles de guider une estimation du niveau d’expertise.

Présentation du projet VIMACO lors des Reality Days à Safran sur le site de Molsheim (en mars 2024). Donné comme exemple au sein du groupe SAFRAN comme valeur ajoutée pour l’assistance à l’opérateur pour la maintenance.

Présentation lors des journées XR Days organisées par la Ruche Industrielle à Lyon en octobre 2022. Démonstrateur montré et présentation lors d’une table ronde.

Le projet VIMACO a pour objectif de développer des méthodes et outils de réalité augmentée personnalisée pour l'assistance à la maintenance industrielle. Il s’agit d’un projet de recherche collaborative entreprise (PRCE) associant les laboratoires LiSPEN (sciences de l’ingénieur en immersion virtuelle et intelligence artificielle) et CAPS (sciences de la cognition) et les entreprises DIOTA (PME en technologies de la réalité augmentée pour l’industrie) et SAFRAN (grand groupe de l’industrie aéronautique). La maintenance industrielle est un domaine pour lequel les compétences humaines sont précieuses et les opérations complexes. La littérature scientifique dans le domaine de l’assistance à la maintenance par la réalité augmentée fait état de travaux sur la valeur ajoutée de la réalité augmentée, la capture et l’analyse du geste humain ainsi que l’analyse de procédure de maintenance basée sur le système. Peu de travaux s’intéressent à l’opérateur, son niveau d’expertise et les informations adaptées à sa tâche.
Le projet VIMACO a pour ambition d'apporter une assistance personnalisée à l’opérateur de maintenance. Les problématiques scientifiques identifiées sont liées à l’analyse du comportement afin d’extraire un squelette de la procédure de maintenance, la connaissance du niveau d’expertise et des singularités motrices de l’opérateur ainsi que les techniques de guidage interactif en réalité augmentée. Trois questions de recherche seront traitées : comment extraire une procédure de maintenance par l’analyse des mouvements d’un opérateur expert ? Comment extraire le niveau d’expertise et les singularités motrices de l’opérateur afin de mieux le guider? Quels sont les retours sensoriels à apporter à l’opérateur en fonction de l’information manquante juste nécessaire ?
L’approche proposée est de développer un compagnon virtuel de maintenance capable d’analyser le comportement de l’opérateur pour acquérir des connaissances sur l’opération de maintenance et sur son niveau d’expertise pour lui apporter le guidage nécessaire en réalité augmentée. Les principes de l’approche proposée sont : i) l’analyse des mouvements permet de construire la procédure de maintenance, ii) l’analyse de données issues de l’observation des opérateurs permet l’analyse du niveau d’expertise et des singularités motrices de l’opérateur, iii) l'assistance multimodale adaptative en réalité augmentée permet d'assister l'opérateur dans sa tâche en fonction de ses besoins propres.
Le projet est organisé en 5 lots scientifiques et techniques. Les 3 premiers lots correspondent aux 3 principes énoncés précédemment. Le lot 4 est dédié à une preuve de concept sur un cas d’usage industriel et le lot 5 est consacré à l’intégration technologique des briques développées dans les lots 1 et 2 au sein d’un outil logiciel industriel existant. Le projet aura une durée de 48 mois. Les moyens nécessaires sont constitués de ressources humaines, équipements et frais de fonctionnement.
Les résultats attendus du projet sont : i) scientifiquement un apport sur la recherche de séquence de gestes dans un mouvement, un apport des techniques d’intelligence artificielle pour l’analyse du comportement humain en opération de maintenance, un apport de la multisensorialité en réalité augmentée pour guider un geste technique, ii) industriellement de mieux capitaliser les savoir-faire des métiers de la maintenance, promouvoir une approche centrée sur l’humain dans l’industrie, améliorer la qualité des produits, acquérir des connaissances avancées au service de la réalité augmentée.
Le projet VIMACO a l'originalité de combiner les disciplines de la réalité virtuelle, l'intelligence artificielle, les neurosciences du mouvement, les technologies avancées de la réalité augmentée et l’industrie pour relever les défis de la maintenance assistée pour l'industrie du futur.