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Laboratoire des Sciences pour la Conception, l'Optimisation et la Production de Grenoble
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Thèse Anas SALMI

Auteur : Anas SALMI
Directeur de thèse : Eric BLANCO
Co-encadrant : Pierre DAVID ; Joshua D. SUMMERS
Date : 5 décembre 2016


Aide à la Décision pour l’Optimisation du Niveau d’Automatisation
durant la Conception des Systèmes d’Assemblage Industriels

Le contexte industriel s’avère de plus en plus difficile dans le cadre de la mondialisation et de la compétition internationale. Par conséquent, les industriels ont tendance à maitriser et optimiser leurs processus. Ceci signifie en particulier obtenir une meilleure maitrise du coût d’industrialisation et des investissements afférents et un juste dimensionnement et exploitation des ressources. L’industrie d’assemblage n’échappe pas à la règle, et l’optimisation des systèmes et processus d’assemblage forme une réelle problématique préoccupant les industriels quel que soit le domaine ou la localisation. Une meilleure conception du processus avec un choix judicieux en matière d’automatisation devient crucial afin d’assurer une compétitivité sur le marché.

Ma thèse a pour objectif la détermination d’une méthode ainsi que d’un outil d’aide à la décision pour la modélisation et la conception de systèmes d’assemblage. La détermination du niveau d’automatisation optimal se basant à la fois sur le design de produit à assembler ainsi que des informations stratégiques de la production est un point central de la contribution.

En se basant sur des travaux précédents effectués au sein de l'équipe, la littérature, et des discussions avec des industriels en France et aux Etats-Unis, les facteurs intervenants dans la décision et les démarches ont été identifiés. Une méthodologie guidant une décision multicritère dédiée aux systèmes d’assemblages a été établie. Cette méthode, se basant sur le design du produit et ses caractéristiques, permet la prise en compte de différents critères décisionnels, tels que : le temps et le coût d’assemblage, le critère qualité, l’aspect ergonomique, la stratégie et les préférences de l’industriel, la localisation et le contexte économique, la capacité d’investir ou l’aspect social de l’entreprise.

La méthodologie développée nécessite en particulier une méthode graphique standardisée de représentation du processus d’assemblage et de l’allocation des ressources. Ceci a conduit à la définition d’une nouvelle méthode graphique dédiée établie par inspirations et combinaison de méthodes existantes afin de répondre aux exigences du sujet définies au préalable. Après définition de cette méthode baptisée ASML pour « Assembly Sequences Modeling Language », un vocabulaire standardisé de mouvements élémentaires d’assemblage a été réutilisé de la littérature. Un vocabulaire de plus haut niveau, celui des taches et techniques d’assemblage, en lien avec le premier, a ensuite été défini pour faciliter la génération de scénarios d’automatisations.

Une fois le modèle du processus obtenu, des études encore plus avancées peuvent ainsi être menées. Nous nous intéressons ainsi ensuite à l’intégration du critère temps et coût vu l‘importance des investissements générés par des automatisations. Un modèle intégré permettant l’estimation du coût d’assemblage par produit a été défini. Ce modèle, basé sur les estimations de temps du processus ainsi que sur des informations stratégiques de la production planifiée, a la vocation de prédire le coût d’assemblage par produit pour une alternative de système en question.

Pour conduire la détermination de la configuration d’automatisation optimale, il est nécessaire d’appliquer l’approche sur plusieurs options possibles ou alternatives d’assemblage. Ce processus ne peut évidemment pas être réalisé d’une manière individuelle ou manuelle, et donc une implémentation d’un module de génération de scénarios possibles puis leurs évaluations est ainsi nécessaire. Cette implémentation a été réalisée par le développement d’une méthode de résolution exacte par formulation mathématique en un programme linéaire en nombre entiers.

L’approche globale a été validée sur des exemples numériques, académiques de la littérature, mais aussi industriels. Les résultats s’avèrent ainsi prometteurs et représentent une approche innovante en matière de décision du niveau d’automatisation, un domaine qui manque de littérature et d’aide en décision. Ce travail a conduit à de nombreuses ouvertures et extensions possibles qu’on propose comme axes de continuités dans le sujet.
 


mise à jour le 30 novembre 2016

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Univ. Grenoble Alpes