Usine numérique. La roadmap vers une plateforme technologique. Bernard BOIME. EADS Innovation Works

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1 Usine numérique La roadmap vers une plateforme technologique Bernard BOIME EADS Innovation Works

2 Rappel des finalités Objectifs & Thèmes : o Plate-forme de Simulation des systèmes de production : Process, contrôle, usine, ressource, homme dans la boucle Finalité o Optimisation de la conception des usines de production (simulation) o Maîtrise du pilotage (boucle contrôle / prise de décision / maîtrise des risques) o Flexibilité de reconfiguration (délai et coûts) o Développer le travail collaboratif en «Usine Etendue» (fournisseurs, prestation de service, sous traitants ) o Pour augmenter les performances de production 2

3 VIRTUAL DIGITAL PRODUCTION REAL Production 3 3

4 Partager un ensemble holistique de simulations réalistes, cohérentes, et intégrées dans CATIA-DELMIA- PLM/SOA- 3D Via Roadmap de l Usine Numérique UN2 Généralisation industrielle Interaction temps réel (humain) Conception orientée objectifs Plateforme de Démonstration International, Formation et Services OLDP -> Plateforme Release V6 et logiciels partenaires UN1 Architecture de l usine numérique (infrastructure, scheduling, man in plant) Des processus métiers spécifiques Architecture des bases de données partagées Intégration virtuel/réel Simulation temps réel Release V5 et logiciels partenaires Release V6 et logiciels partenaires 4

5 Industrials Techno. & services Vendors 8 11 Laboratories 12 5

6 Les industries manufacturières Le marché visé (des dizaines de milliers d emplois par grandes Sociétés avec leur éco-système) Simulation du poste de travail ou d un pas de chaîne Automobile, Aéronautique, Électronique, Machines outils Demain: Industrie de l emballage, agro-alimentaire, bureaux d étude productique, bâtiments intelligents, ergonomes, partenaires sociaux, agences... Développement durable : un soucis citoyen plus présent Simulation et optimisation des consommations, rejets, etc. 6

7 Architecture Gather all components of the «manufacturing system» Navigate (multi-scale), visualize, collaborate Operate simulation (on real time base for Virtual/Reality integration) Including man behaviour the loop 7

8 Real time multi-scale simulation at production system level 8

9 4 Démonstrators Semi-Conductors production line machining production line - Line balancing, re-sheduling In a photolithography shopfloor - 3D production procedures, - Tolerancing & Simulations Automotive assembly Aeronautic assembly - Intallation simulation of wires - assembly line organisation and robotic assembly 9

10 Concept Instructions Automation 10

11 Le Design Capture de l environnement réel : Import REALVIZ - VIRTOOLS Modélisation 3D : DELMIA Etude et simulation métier DELMIA (Robotique, Ergonomique, Poste d assemblage, Usinage) Modélisation des processus : DELMIA Association des Produits, Process Ressources DELMIA Transfert DELMIA VIRTOOLS : enrichissement 3DXML, export des Replays 11

12 L Expérience Modèle générique : LCM Connexion LCM-VIRTOOLS Autonomie des mannequins : MKM INRIA Scheduling/Line Balancing : DELMIA ILOG CND Automation Ontologies, population dynamique des structures de Ressources : CEA List 12

13 L Exécution Communication Automates : DELMIA Automation / LURPA Haptique et Réalité Virtuelle : CEA List CND On Track : EADS CCR, DASSAULT AVIATION, RENAULT, EDF, EURALTECH, M2M, SUPELEC/L2S, SUPELEC/LGEP, ESPCI/LOA, INRETS, SPEE/SATIE, CEA/LIST 13

14 Targeted Industrial process Full 3D simulation on the 3 levels Automatic analysis of part characteristics DEMONSTRATORS Digital Production Preparation/production sequence (setting, tooling ) 3D Process Plan & Tolerancing NC programming and Simulation NC & machines simulation 1 st simulation level 2 nd simulation level 3 rd simulation level Digital Production plateform Cutting tools & et cutting conditions data Machine environment A B Z Y X 14

15 3D Tolerance transfer New module implemeted in the Digital Production platform =>Communication between module LURPA and DELMIA DPM Optimisation module Of tolerance transfer (LURPA) 15

16 Demonstrator objective: A single environment for programming and simulation Modelisation Typical parts & Environnement 5axis machine NC Programming A B Z Y X Tool path Simulation 1 st simulation loop code ISO Simulation Control Emulator code ISO (PP) Generation Third party simulation system 2 nd simulation loop 16

17 Aeronautic assembly Flexible parts assembly and tolerancing Objective : To simulate the assembly of 2 flexible sub-components, with geometrical defects resulting from the manufacturing, In order to identify geometrical constraints on the final assembly. Geometric design specifications are to be retro-engineered on each separate sub-component. Use case Study : Fuselage final assembly Résults : - Specifications required - Modelisation of the case study with TAA - Proposed PER (for DELMIA) 17

18 Aeronautic Assembly Video 18

19 Use case Demonstrator for Aeronautic Fasteners Robotic Drilling robotic cell of Falcon 7X wing Development environment: PDM = VPM, FIXATION2000 Current Tools = CATIAV5, FIXBROWSE, DELMIA, FASTip 19

20 Generic sequence Design data 1 Extract and organize the fasteners related design data Manufacturing Data Type of fastener Material, thickness Tolerances Fastening process 2 Segregation of fasteners depending on manufacturing processes (Sequential fusion algorithm) Provide the numerical data for a seamless data flow for robot programming 3 Allocate related manufacturing processes to fasteners 20

21 Cable Mount Simulation General objectives: Virtual set up of wire bundles Expected benefits: Define the location of cable end for : Escape agressive environment Allow mountability of surrounding parts Predict assembly time Design fastening locations If necessary, simulate removal of conditioning materials (adhésive,..) 21

22 Test Platform GERIM Quality Control & Automation Process Engineering 2D probe with 256 elements Ultrasonic Acquisition System MultiX 128 full parallel CIVA Software 6 axis Robot 22

23 Advanced Reconstruction Function 3D Reconstruction Tool Integration in CIVA : - Echoes identification - Flaw positioning 3D display of the result of simulated control Déplacement capteur ( ) Elliptic default to be found temps (µs) Image échographique simulée 23

24 Modeling of the Quality Control Process Automation ABB IRB 140 Probe Part to test Translation stage Robot position + Measure = Diagnosis Control Panel Process Cell Automation Control 24

25 Réalité Virtuelle Fine Responsable CEA/LIST Partenaires Thème Dassault Aviation, Dassault Systèmes, Renault Ce lot traite de la modélisation fine de la préhension humaine, de sorte que les mannequin de l usine virtuelle en reproduisent fidèlement les divers aspect. Cette modélisation prendra en compte la préhension d objets rigides ou déformables (câble) Verrous technologiques Recalage en temps réel des mouvements des opérateurs. 25

26 Towards a distributed web services: Platforms On line digital Production 26