NavIA-Prod - Navettes intelligentes pour l’autonomisation de la production

L’objectif principal du projet est d’étudier et concevoir une solution logicielle permettant le pilotage optimisé d’un système de transitique autonome et flexible d’une micro-usine. Les déplacements de pièces, outils et consommables entre les machines et les emplacements de stock doivent être rendus possibles par ce logiciel en fonction des besoins des différentes productions planifiées (gammes opératoires) et des besoins des machines (p. ex. réapprovisionnement de consommables ou changement d’outils). Il prend pour cible le démonstrateur de micro-usine du Micro Lean Lab de la HE-Arc (https://microleanlab.ch/), mais doit pouvoir être appliqué à d’autres cas d’utilisation industriels similaires.

L’architecture du logiciel est basée sur une solution multi-agents qui peut contrôler une micro-usine, soit en simulation, soit en situation réelle. Le logiciel pilote les machines et les navettes selon une ou plusieurs gammes opératoires (productions simultanées de différentes pièces). Il synchronise aussi les actions dépendant de plusieurs machines ou navettes (p. ex. prise d’une pièce sur une navette pour la mettre dans une machine). Une future évolution permettra de répondre aux demandes des machines (p. ex. changer un outil usé, vider un bac de copeaux…) en minimisant les perturbations de la production.

Afin que cette solution puisse être appliquée à différents cas industriels et supporter une reconfiguration de la micro-usine (changement de machine ou de système de transitique) sans nécessiter de nouveau développement du logiciel de contrôle, la communication entre ce dernier et les automates des machines et des navettes doit suivre un même standard. Le protocole OPC-UA est utilisé dans ce but, avec une couche supplémentaire pour standardiser la sémantique et assurer ainsi une interopérabilité entre les différentes machines et les navettes.

Un prototype de navettes de Micro Lean Lab est utilisé pour valider le bon fonctionnement des ordres de déplacement. Le logiciel donne une position de déplacement à la navette qui s’y rend en utilisant son propre système de positionnement physique. Le logiciel est chargé d’éviter de donner des ordres provoquant des collisions. Les navettes communiquent leurs états au logiciel à chaque changement (position réelle, état de la batterie…).

Un module du logiciel de contrôle doit permettre d’optimiser la productivité : déterminer l’ordre d’exécution des opérations des différentes gammes opératoires ; pour chaque opération, choisir quelle machine doit l’effectuer, si plusieurs en sont capables ; pour chaque déplacement, choisir quelle navette doit l’effectuer. Ces décisions sont prises de manière dynamique : adaptation en continu des décisions à l’état et aux besoins présents.