Fabrique de technologies cyber physiques de PHM (Prognostics and Health Management) – PHM-FACTORY

La modernisation des outils industriels, argumentée dans le plan industriel « Usine du Futur » comme un atout nécessaire pour gagner en compétitivité et maintenir l’emploi industriel en France, soulève des défis majeurs d’innovation dont ceux rattachés à la discipline scientifique PHM (Prognostics and Health Management) initiée par la NASA.
Le PHM se construit sur des processus clés de surveillance/diagnostic, pronostic et aide à la décision ayant pour objectif de caractériser les dérives/dégradations d’un système et d'anticiper ses dysfonctionnements. Bien que des normes se créent pour formaliser ces processus, le PHM n’est pas réellement déployé en entreprise. Les solutions logicielles ad hoc disponibles sont trop limitées, ne bénéficiant pas d’un cadre scientifique permettant une réelle généricité. Ce défi scientifique s’inscrit totalement dans la stratégie de recherche du laboratoire CRAN, UMR CNRS 7039 de l’Université de Lorraine.
En effet, le CRAN, reconnu aux niveaux national et international comme un acteur scientifique majeur du PHM, est à l’origine de nombreux travaux fondateurs sur le diagnostic, le pronostic, et la maintenance prévisionnelle mais aussi sur leur ingénierie dans une vision système. Ces travaux, bien que validés à l’échelle du laboratoire souffrent d’un manque d’outils supports pour leur passage à l’échelle industrielle.
Sur cet axe d’outils PHM, la PME PREDICT est un pionner sur le marché Français avec son offre de plateformes logicielles CASIP/KASEM et CASIP Engineering associée aux services pour les configurer. Abordant aujourd’hui des systèmes majoritairement unitaires et complexes, les marchés porteurs pour PREDICT évoluent cependant vers des domaines d’application où les systèmes sont de taille et de complexité plus réduites (ex. engins, machine-outil).
Ceci implique pour la pérennité économique de PREDICT et l’accroissement de son leadership d’adapter globalement son offre avec une réduction du coût global d’un facteur de 10 à 100. Cette rationalisation basée sur une modularisation des technologies PHM est la clé pour ouvrir à la fois le marché des PMEs / ETIs et le marché à l’export dans des volumes compatibles avec les coûts objectifs.
PREDICT se doit donc d’innover selon 3 axes complémentaires: les modèles/algorithmes des processus métiers PHM, l’ingénierie métier de déploiement et enfin un axe sur les technologies supports, avec à terme le déploiement de technologies cyber-physiques dotées d’une partie logicielle (algorithmes PHM) qui interagit avec une partie physique telles que des Single-Board Computer, Plug-computer ou SmartPhone.
Ce double constat technologique/scientifique et la complémentarité de compétences entre le CRAN et PREDICT sont à la genèse de ce LabCOM dénommé PHM-FACTORY ou fabrique de technologies cyber physiques de PHM. La synergie CRAN-PREDICT fonde ainsi une véritable plateforme d’innovation et de recherche dont la feuille de route est bâtie sur 3 étapes: la consolidation (ex. transfert court terme), l’extension (ex. nouvelles fonctionnalités) et l’exploration (ex. prospection de nouveaux services) en abordant des problématiques telles que l’hybridation d’approches, l’opérationnalisation de la connaissance ou encore le concept d’algorithmes auto-adaptables. Les innovations attendues sur les 3 axes (modèles/ingénierie/technologies) se matérialiseront par des « briques logicielles » et une ingénierie métier permettant la création de solutions innovantes en PHM.
Les résultats seront également bénéfiques aux communautés industrielles et académiques en consolidant les fondements de cette discipline et son effectivité en entreprise. Enfin ce LabCOM est une réelle opportunité d’accroître et de pérenniser la collaboration déjà fructueuse depuis plusieurs années entre PREDICT et le CRAN dans un cadre institutionnel stable et propice à l’émergence de R&D.