Technologies pour le developpement durabe des …sti.epfl.ch/files/content/sites/sti/files/shared/smx/documents/... · Re-mfg. Service Re-use Les cycles de durabilité ... • Vue

EPFL/STI/IGM/ICT for Sustainable Manufacturing @ http://ict4sm.epfl.ch/ 1

Technologies pour le developpement durabedes produits intelligents

Dimitris Kyritsis (Kiritsis)

EPFL, ICT for Sustainable Manufacturing

[email protected]

http://ict4sm.epfl.ch/

mailto:[email protected]


Les 4 dimensions du developpement durable

EconomicPerformance/Indicators Societal

Performance/Indicators

Environmental Perforrmance/Indicators Technological

Measures

Socio-economic Indicators

Eco-Eco-efficiency Indicators

Socio-technologicalMeasures

Eco-technological Measures

Socio-environmental Indicators

Econo–Technological Measures

Integrated Measures



ICT for Sustainable Manufacturing

Optimisation

of Lifecycles

of Product Systems

SYSTEMS ENG

Business Process Modeling

Functional Modeling

…

OPERATIONS RESEARCH

Petri Nets

Graph Theory

Statistical Analysis

…

• «Sustainable Manufacturing» est un système complexe des Produits, Processus et Ressources approche multidisciplinaire

Main disciplines:

•MECHANICAL ENG

•MANUFACTURING ENG

•LIFECYCLE MANAGEMENT

COMPUTER SCIENCE

Ontology Engineering /

Semantic Web

Internet of Things

Knowledge Management /AI

Data mining

Data Analysis

Reasoning

…



Les nouvelles technologies IoT & CPS permettent de produire …

… des produits intelligents

pour des consommateurs intelligents et avertis

Quatre niveaux d’intelligence des produits



Quatre niveaux d’intelligence - 1

• Niveau d’intelligence 1: produits physiques sans aucun système embarqué (de périphériques ou logiciels).

– Ils ne interagissent pas avec leur environnement.

• Exemples: un axe de machine, une bouteille.




• Niveau d’intelligence 2: produits physiques avec de simples capteurs embarqués.

– Leurs capteurs intégrés leur permettent d'interagir avec leur environnement.

• Exemple: un réfrigérateur avec un thermostat.– Le thermostat permet le réfrigérateur d'adapter

sa température interne à un niveau désiré.




• Niveau d’intelligence 3: produits physiques avec capteurs intégrés, de la mémoire et des capacités de traitement de données.

– Ce système de dispositifs embarqués et de logiciels (traitement de données) permet à un produit de s’adapter rapidement à des environnements changeants sophistiqués.

• Exemple: une voiture avec un système ETS.– Une telle voiture est capable d'adapter sa trajectoire à l'évolution des conditions de la route

soudainement comme de la glace sur la route, un obstacle soudain etc.




• Niveau d’intelligence 4: produits physiques avec “Product Embedded Information Devices” (PEID).

– Exemples de PEID: des dispositifs d'identification tels que des étiquettes RFID, les capteurs ou les réseaux de capteurs, ordinateurs de bord, etc..

• Exemples: avions avec des composants marqués («tagged») et les réseaux de capteurs qui permettent …

– la maintenance prédictive



Un exemple d’un systàme de niveau avancé: le partage des voitures

mobility.ch


http://www.mobility.ch/


Elements d’intelligence des produits

Sensing (sensors)

Memory (memory chips)

Logic (micro-processors + software)

Identity (barcodes, RFID, …)

Communication (bluetooth, WiFi, IoT, …)



Produits Intelligents

• Produits de niveau d’intelligence 4 peuvent développer les capacités de renseignement de pointe, car ils ont:

I. identité et, en outre, avec leur

II. capacités de détection, des calcul et de communication, ils peuvent

III. développer des capacités de raisonnement (à différents niveaux de prise de décision, du local au distribués) et

IV. garder une trace de leur propre histoire.

• Ces éléments sont semblables à des éléments qui à nous, les humains, permettent de développer notre propre «intelligence».

Et si un produit peut vous dire quoi faire avec lui-même pour son utilisation optimale?



Le consommateur/utilisateur intelligent dans la boucle …in the Product Lifecycle loops

Designer / Producer

Consumer /User

ServiceProvider

D, I

K

D, I

D, I

IoT&

PEID (CPS)



CL2M: Closed Loop Lifecycle Management

- Data

Embeddeddevice

- Diagnosis- Decision making

- Data

- Info

- Info

- Info request

- Info- Advice

CPS (PEID)- Sensors- Tags- Memory- Data

Wireless comm.

(short distance)

Internet

(long distance)- Semantics- Ubiquitous computing

- PLM agent- Knowledge agent- DFX agent

Producer’sPDKM

© EPFL

- Product/Asset

- PLM Agent

In the Cloud

- PLM system- KB repositories



Architecture CL2M

Applications

PEID

RFID

Middleware

Data Services

Embedded

Systems

Read/Write

Business

Processes DecommissioningBusiness

Processes

ProductsProducts

Design/Production

Design for XPreventivePreventive

MaintenanceTracking &Tracing

…Adaptive

Production…

Effective

Recycling

Semantic

enrichmentDispatching

NotificationsPEID

Management

AnalyticsKnowledge

Management

Decision

Making



MOL

Process

Resource

Product

DESIGN

Process

Resource

Product

PRODUCTION

Process

Resource

Product

EOL

Process

Resource

Product

Materials

Disposal

Recycling

Re-mfg.

Service Re-use

Les cycles de durabilité



Les cycles de durabilité et les floux d’information

Data analytics and transformations (Middleware)

Data gathering (PEID)

Business applications

BOL MOL EOL

(1) Boucle fermée horizontalement

“Lifecycle Data-Information-Knowledge Transformations”

- Collections des données- Feedback

- Information, Connaissances- Feedback

(2) Boucle ferméeverticalement

Applications

PEID

RFID

Middleware

Data Services

Embedded

Systems

Read/Write

Business

Processes DecommissioningBusiness

Processes

ProductsProducts

Design/Production

Design for XPreventivePreventive

MaintenanceTracking &Tracing

…Adaptive

Production…

Effective

Recycling

Semantic

enrichmentDispatching

NotificationsPEID

Management

AnalyticsKnowledge

Management

Decision

Making



Avec CL2M: visibilité et boucles fermées d’information

Prendre des bonnes décisions pendant la vie du

produit

Affecter le présent, le futur

et les générations futures du produit

Comprendre la vie complete du

produit



IoT & CPS (PEID)

Technologies sémantiques

Key Enabling IC Technologies



CPS (PEID)



Technologies sémantiques: le projet LinkedDesign



Technologies sémantiques: l’ontologie LinkedDesign



L’ontologie LinkedDesign

• Upper Ontology




Spécifications LCC

• Domaine:• Évaluation LCC pour les lignes de fabrication

• Objectif:• Vue fédérée sur les données et les méthodes requises pour l'estimation

et le calcul du LCC• Navigation facile grâce à des composants et des connaissances LCC• Niveau de pertinence des coûts différents




Spécifications contrôle qualité

• Domaine:• Contrôle de la qualité dans le processus d'estampage à chaud

• Objectif:• Vue fédérée des données et informations nécessaires à l'analyse et le

diagnostic des pièces produites et des processus• Identifier des corrélations entre la configuration de fabrication et la

présence des défauts physiques






Principes de modélisation sémantique pour le cycle de vie

Resource

TimeProduct

Process

Dynamic

Properties

Dynamic

Properties

Dynamic

Properties

is operated at

is executedat

supports at

Agent

serve atDynamic

Properties

has

has

has

requests

has

Static

Properties

has

Static

Properties

Static

Properties

Static

Properties

has

has

has

Time point ^^ xsd:double

has

has

has

has

Events

has

Events

Events

Events

has

has

has



Les technologies sémantiques- Visualisations



Exemples de nos projets “Usine du future” H2020 & FP7


http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.canadiandesignresource.ca/officialgallery/wp-content/uploads/2006/04/bombardier11.jpg&imgrefurl=http://www.canadiandesignresource.ca/officialgallery/?p=412&h=403&w=410&sz=107&hl=en&start=1&tbnid=R1wEQ-b0nBw49M:&tbnh=123&tbnw=125&prev=/images?q=Bombardier+transportation+logo&gbv=2&ndsp=18&svnum=10&hl=en&sa=N

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.canadiandesignresource.ca/officialgallery/wp-content/uploads/2006/04/bombardier11.jpg&imgrefurl=http://www.canadiandesignresource.ca/officialgallery/?p=412&h=403&w=410&sz=107&hl=en&start=1&tbnid=R1wEQ-b0nBw49M:&tbnh=123&tbnw=125&prev=/images?q=Bombardier+transportation+logo&gbv=2&ndsp=18&svnum=10&hl=en&sa=N

11/16/2015 29

The FALCON Vision

The FALCON Vision

SatisFactory Kick-off Meeting, Thessaloniki – 21-22 January 2015 30

The SatisFactory Vision

Increasing working environment attractiveness in

Factories of the Future

SatisFactory Kick-off Meeting, Thessaloniki – 21-22 January 2015 31

Merci

Documents

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