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1 | ADDI-DATA 2015
Introduction à l’industrie 4.0 et ses défis
2 | ADDI-DATA 2015
1. Industrie 4.0 : Définition et historique rapide2. Scénarios de l’industrie 4.03. Les origines de Industrie 4.0: évolution, non révolution 4. Systèmes cyber-physiques (CPS : Cyber Physical Systems) Défis technologiques et
autres5. Mécatrologie: la mesure industrielle moderne, exemple d’une transformation d’un secteur
Introduction à l’industrie 4.0 et ses défis
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Solutions ADDI-DATA
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1. Définition - Industrie 4.0
En résumé « Industrie 4.0 » signifie l’intégration technique de systèmes électroniques intelligents (cyberphysiques) dans la production et la logistique, ainsi que l’utilisation de l’internet des objets et des services dans les processus industriels.
S’y rajoutent ses conséquences sur la création de richesses, sur les modèles d’entreprises , ainsi que sur les services situés en aval et l’organisation de travail.
5 | ADDI-DATA 2015
1. Définition Industrie 4.0, services concernés
Intégration
Logistique
Production
CPS
Utilisation dans les processus industriels
Internet des
services
Internet des objets
… la création de richesses
… les modèles d‘entreprises
… services situés en aval
l‘organisation du travail
Conséquencessur …
DéveloppementConstruction
Méthodes
Direction
Ressources humaines
CommerceMartketing
CommerceMartketing
S.A.V.
6 | ADDI-DATA 2015
1. Définition „Cyber Physical Systems“ - CPS
Les « systèmes cyber-physiques » sont des systèmes embarqués intelligents, composés d’électronique et de logiciel, reliés au monde réel au travers de capteurs et d'acteurs, et connectés entre eux et à internet. Le monde physique fusionne ainsi avec un monde virtuel, pour créer un cyberespace, qui selon sa définition est un ensemble de données numérisées, constituant un univers d’information et de communication, lié à l’internet.
7 | ADDI-DATA 2015
1. Exemple simple d‘un CPS : le Smartphone
8 | ADDI-DATA 2015
1 : un CPS industriel
9 | ADDI-DATA 2015
1 : CPS industriel
10 | ADDI-DATA 2015
1. Pourquoi 4.0?
Industrie 1.0 Fin 18e siècleMachine à vapeur
Industrie 2.0Début 20e siècleElectricitéet montage à
la chaîne
Industrie 3.0Début années 70Automatisationavec l‘électroniqueetl‘informatique
Industrie 4.021e siècleSystèmesCyber-physiques
11 | ADDI-DATA 2015
1. Chronique France, Allemagne, USA, Chine
2006 2008 2010 2012 2014 2016
2014 2016
2012 2014 2016
USA
Allemagne
France
2014 2016
Chine
Forschungsunion Wirtschaft Wissenschaft - Hightech Strategie
Avril 2011 HMI Industrie 4.0
1er Rapport
2ieme Rapport
BMBF
HMI HMI
Plateforme Industrie 4.0
Advanced Manufacturing Partnership Steering Committee : PCAST
(« President’s Council of Advisors on Science and Technology »)
Rapport PCAST
„34 plans de bataille“ pour doper l‘industrie
GIMELEC
Union et dynamique : Industries, Educations, Politique
MADE IN CHINA 2025
2500 Brevets
12 | ADDI-DATA 2015
1. La vision : l‘usine „intelligente“
L‘usine rendue „intelligente“ par sa digitalisation devenant une partie d‘un monde interconnecté et „intelligent“.
CPS : Cyber Physical Systems
13 | ADDI-DATA 2015
2. Scénarios
PARTIE 2 : QUELQUES SCÉNARIOS DE « L’INDUSTRIE 4.0 »
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2. Scénario 1 : réseaux sociaux techniques
Ressources Caractéristiques
Auto-configuration
Auto-pilotage
Bases de connaissances
Machines
Robots
Stockage et convoyage
15 | ADDI-DATA 2015
2. Scénario 2 – Smart products
… identifiables
… localisables
… savent comment ils sont fabriqués
… actifs dans leurs processus de fabrication
… détiennent leurs paramètres pour une utilisation optimale
Les produits intelligents sont ….
16 | ADDI-DATA 2015
2. Scénario 3 – „Mass customization“
Souhaits individuels des
clients
… durant tout le cycle de vieLigne de
production dynamique grâce au
„Manufacturing Operation System“
utilisant des Apps
17 | ADDI-DATA 2015
2. Scénario 4 : L’opérateur dans l‘industrie 4.0
18 | ADDI-DATA 2015
2. Scénario 6 : Symbiose entre le système de production et le développement du produit
19 | ADDI-DATA 2015
2. Scénario 7 : Téléprésence
CLOUD
Base de données
Machine Supporttechnique
Réseau so
cial
MtoM
Téléchargement de nouvelles fonctionnalités
Smartphones ,
tablettes
Calcul intensif
20 | ADDI-DATA 2015
3. Comment en est-on arrivé là ?
« L’INDUSTRIE 4.0 » : ÉVOLUTION, NON RÉVOLUTION.LES DÉFIS QUI POUSSENT SON ÉCLOSION
ET LES CATALYSEURS TECHNOLOGIQUES
QUI PERMETTENT SON ÉMERGENCE
21 | ADDI-DATA 2015
3. Les défis
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3. Conséquences : 3 objectifs pour la production industrielle
Transparence des processus industriels
Qualité totale
Communication temps réel avec le monde extérieur
23 | ADDI-DATA 2015
3. Les catalyseurs technologiques
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3. De plus en plus d‘électronique dans la mécanique …
Cylindre
Photos avec l‘aimable autorisation de la société SKF
Roulements à bille intelligents
Nombre de révolutions
Vitesse
Direction de la rotation
Position de comptage relative
Accélération ou décélération
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3.MEMS – NEMS
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3. Technologie : l‘impression 3D
27 | ADDI-DATA 2015
4. Technologie – RFID
Radio Frequency Identification , en francais : la Radio-Identification
Radio étiquette, RFID Tag, RFID TransponderLecteur RFID
Copyright Pepperl & Fuchs
28 | ADDI-DATA 2015
3. À la croisée des chemins technologiques : L‘éclosion des „Cyber Physical Systems“
Electronique
Informatique
MEMS/NEMS
Ethernet/Internet
Virtuel/Réel
29 | ADDI-DATA 2015
5. Systèmes Cyber-physiques : défis technologiques et autres
LES SYSTÈMES CYBER-PHYSIQUES(CPS : CYBER PHYSICAL SYSTEMS) :
AU CŒUR DE L’ « INDUSTRIE 4.0 »
DÉFIS TECHNOLOGIQUES ET AUTRES
30 | ADDI-DATA 2015
5. Définition „Cyber Physical Systems“ - CPS
Les « systèmes cyber-physiques » sont des systèmes embarqués intelligents, composés d’électronique et de logiciel, reliés au monde réel au travers de capteurs et d'acteurs, et connectés entre eux et à internet. Le monde physique fusionne ainsi avec un monde virtuel, pour créer un cyberespace, qui selon sa définition est un ensemble de données numérisées, constituant un univers d’information et de communication, lié à l’internet.
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5. Défi : Intelligence artificielle
Internet of Things: IoT: objets connectés
Organic computing / Real world awareness
Intelligence collective
32 | ADDI-DATA 2015
5. Fusion de données multi-capteurs
Perf (C1 U C2) > L(C1) + L(C2)
Perf (C1 U C2) > max { Perf(C1) , Perf(C2)}
33 | ADDI-DATA 2015
5. Normes - standards
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5. Questions juridiques
Responsabilitéproduit
ResponsabiltéAu niveau de la
maintenance
Protection du Savoir-faire
Protection Des données
Sécuritéinformatique
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5. RAMI 4.0 : foire industrielle de Hannovre 2015
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6. La Mécatrologie
LA MÉCATROLOGIE:
LA MESURE INDUSTRIELLE MODERNE
- EXEMPLE D’UNE TRANSFORMATION D’UN DOMAINE INDUSTRIEL DANS LE CONTEXTE DE L’INDUSTRIE 4.0.
37 | ADDI-DATA 2015
6. Conséquences sur l‘électronique de mesure industrielle
A : De plus en plus intégrée dans la châine de fabrication Plus robuste contre les perturbations
B : Une partie des calculs de données faite directement dans l‘appareil de mesure Intelligence, échange d‘informations
C : Mass Customization Flexibilité, échange d‘informations
D : Énergie et pénurie de matière première
Qualité accrue des produits et processus
Transparence pour une amélioration continue
Système nerveux de la production (comme les 5 sens)
Réseaux de capteurs
Échange d‘informations
38 | ADDI-DATA 2015
6. Systèmes Ethernet intelligents MSX-E- Matériel
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6. A : Systèmes Ethernet intelligents - Tests vibratoires
Test de résistance à la poussière (IP 65)
Enregistreur de données Ethernet intelligent MSX-E3211 monté sur la table vibratoire avec accéléromètres pendant les tests sur l‘axe Y
41 | ADDI-DATA 2015
Guest application management
6. B et C : Traitement des données et flexibilité
42 | ADDI-DATA 2015
6. Reproduction du monde réel - 1
Étape 3 : Définition mathématique 1 – Vectorisation : L‘objet est un vecteur caractéristique
2 – Matricer : Rassemblement de tous les objets pertinentsdans une matrice
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6. Exigences à l‘électronique de mesure
Réseaux de capteurs et acquisition synchrone
Appareil de mesure 01
Appareil de mesure 02
Appareil de mesure AAppareil de mesure
B
Appareil de mesure (A U B)
Correlation
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Montage en cascade des systèmes MSX-E
Appareil de mesure 01
Appareil de mesure 02
Appareil de mesure A Appareil de mesure B
Appareil de mesure (A U B)
Corrélation
6. D : Transparence – Système nerveux – réseauxde capteurs
45 | ADDI-DATA 2015
Appareil de mesure 01
Appareil de mesure 02
Appareil de mesure A Appareil de mesure B
Appareil de mesure (A U B)
Corrélation
6. D : Transparence – Système nerveux – réseaux de capteurs
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6. Mécatrologie
• Mécanique• Boîtier imperméable aux interférences• Résistance aux chocs• Intégration dans une machine• Pour une utilisation à long terme
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www.addi-data.fr
