introduction à l'industrie 4.0 et ses défis

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Introduction à l’industrie 4.0 et ses défis

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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.

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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.

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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.

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1. Exemple simple d‘un CPS : le Smartphone

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1 : un CPS industriel

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1 : CPS industriel

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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

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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

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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

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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

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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 ….

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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

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2. Scénario 4 : L’opérateur dans l‘industrie 4.0

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2. Scénario 6 : Symbiose entre le système de production et le développement du produit

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2. Scénario 7 : Téléprésence

CLOUD

Base de données

Machine Supporttechnique

Réseau so

cial

MtoM

Téléchargement de nouvelles fonctionnalités

Smartphones ,

tablettes

Calcul intensif

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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

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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

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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

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4. Technologie – RFID

Radio Frequency Identification , en francais : la Radio-Identification

Radio étiquette, RFID Tag, RFID TransponderLecteur RFID

Copyright Pepperl & Fuchs

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3. À la croisée des chemins technologiques : L‘éclosion des „Cyber Physical Systems“

Electronique

Informatique

MEMS/NEMS

Ethernet/Internet

Virtuel/Réel

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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

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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

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5. Fusion de données multi-capteurs

Perf (C1 U C2) > L(C1) + L(C2)

Perf (C1 U C2) > max { Perf(C1) , Perf(C2)}

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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.

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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

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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

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Guest application management

6. B et C : Traitement des données et flexibilité

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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

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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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