Vers une structure multifonctionnelle intégrée pour une supervision intelligente des systèmes d'usinage

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La fabrication de pièces mécaniques par usinage constitue une des fonctions critiques de la valeur ajoutée dans plusieurs secteurs de l'industrie manufacturière canadienne. Son importance dans l'aéronautique, l'automobile, l'énergie et la machinerie, en termes de retombées directes et indirectes, se chiffre à des dizaines de milliards de dollars. Les technologies sur lesquelles reposent les procédés d'usinage et les pratiques actuelles adoptées par l'industrie dans ce domaine sont basées sur des concepts datant de plusieurs décennies et qui arrivent presque à la limite de leurs potentiels et impactent lourdement les performances de ces procédés en termes de productivité, de qualité, de fiabilité et de coûts de production. Cette stagnation relative s'explique par le fait que les développements dans le domaine de l'usinage sont davantage incités par les besoins des utilisateurs que par les initiatives des manufacturiers des machines-outils. Cette situation met en évidence la nécessité de déployer des stratégies et des technologies innovantes permettant d'améliorer les performances des systèmes d'usinage afin de les faire évoluer vers un nouveau palier technologique. En se basant sur les progrès réalisés dans le domaine des technologies de l'information et sur la disponibilité de dispositifs de communication peu coûteux, une virtualisation accrue des procédés et des équipements combinée à une mise en réseau entendue de ces systèmes pour un accès direct, constant et instantané à des données permettant de superviser leur fonctionnement en temps réel, dans un environnement totalement numérique, constituent les ingrédients de base d'une démarche de recherche de pointe dont le but est de défaire ce verrou technologique et industriel. S'inspirant des principes de l'Industrie 4.0 et des plus récents concepts des technologies numériques, ce programme s'inscrit dans une démarche de recherche créative et coordonnée qui débouchera sur une structure multifonctionnelle intégrée pour une supervision intelligente des systèmes d'usinage. Cette structure permettra l'optimisation et le suivi des performances de ces systèmes en temps réel (productivité, qualité, fiabilité, coût et autonomie). L'approche proposée intègre instrumentation et données massives, modèles virtuels, modèles temps réel dans une même structure de supervision pour une commande adaptative optimale et une surveillance intelligente continue de manière à amener les systèmes d'usinage vers un modèle de fabrication avec de meilleures performances et une plus grande autonomie. La structure multifonctionnelle proposée évoluera vers un système de supervision global des performances d'une nouvelle génération permettant la concrétisation d'un noyau adapté et évolutif des principes de l'Industrie 4.0 appliqués aux systèmes d'usinage et ainsi constituer un des jalons importants vers les systèmes de fabrication intelligents.