Optiman : Optimisation multi-objective d’atelier d’usinage robotisée centrée sur l’humain et basée sur les jumeaux numériques
- Partenaires : CESI, Ateliers Maugars.
- Appel à projet : Soutien à l’innovation en collaboration
- Budget global du projet : 639 k€
- Budget CESI du projet : 207 k€
- Lancement du projet : 1er octobre 2023
- Durée du projet : 36 mois
Le projet OPTIMAN vise à accroître la productivité de l’atelier de production en adoptant une approche basée sur l’optimisation de la conception et l’intégration des cellules robotisées d’usinage de précision, suivie de l’optimisation des flux de produits dans tout l’atelier. Les technologies de l’industrie 4.0 et le concept d’usine intelligente et durable seront utilisés pour superviser les cellules et garantir leur fonctionnement optimal, tout en intégrant les principes de l’industrie 5.0 pour placer l’humain au centre des systèmes et considérer le bien être des opérateurs dans les ateliers de production.
Les trois principaux objectifs du projet sont les suivants :
i) Améliorer l’exploitabilité des outils de production existants :
- Réduire le temps de préparation par produit et assurer un approvisionnement continu des cellules d’usinage.
- Développer des solutions basées sur la robotisation et l’optimisation de l’ordonnancement des opérations.
- Mettre en place des jumeaux numériques pour superviser et contrôler les cellules en temps réel.
ii) Optimiser le fonctionnement de l’atelier :
- Développer un outil d’aide à la décision automatique pour la planification des tâches et des ressources.
- Mettre en oeuvre deux niveaux d’optimisation : prévisionnel et dynamique, pour anticiper les variations imprévues durant l’exécution du plan prévisionnel.
iii) Diffuser les résultats :
- Partager les résultats et les pratiques adoptées avec d’autres entreprises de la région Normandie grâce à des ateliers de sensibilisation et au réseau de NAE.
- Diffuser les travaux auprès de la communauté scientifique par le biais de publications scientifiques nationales et internationales.
Réalisations au 31 mars 2025 :
Au cours de cette deuxième année, le projet OPTIMAN a conforté les bases posées en 2024 et franchi plusieurs jalons technologiques et scientifiques majeurs.
- Recrutement effectif de l’ingénieur de recherche dédié au jumeau numérique : son arrivée a permis de finaliser la feuille de route technique et de fluidifier les échanges avec Les Ateliers Maugars.
- Intégration d’un stagiaire de Master Recherche chargé d’explorer l’ordonnancement centré sur l’humain, dont les premières expérimentations nourrissent déjà notre pipeline de recherche appliquée.
- Production du premier jumeau numérique pleinement opérationnel pour la cellule robotisée : modélisation 3D, connexion temps réel aux capteurs et visualisation d’indicateurs de performance (temps de cycle, consommation énergétique).
- Collecte puis structuration des données industrielles (ordres de fabrication, paramètres machine, historiques capteurs) dans une base unifiée, condition indispensable à l’ordonnancement automatique.
- Déploiement d’un premier moteur d’ordonnancement des tâches capable de générer des séquences optimisées en fonction de la charge et de la disponibilité des ressources.
- Mise au point d’un prototype d’optimisation génétique de la configuration de la cellule (implantation des postes, buffers, trajectoires robot) : l’algorithme évolutif multi-objectif, couplé au jumeau numérique, évalue virtuellement des centaines de variantes et retient les solutions Pareto-optimales.
- Publication d’un article accepté à la conférence IEEE AFROS 2024 présentant la méthodologie de couplage entre jumeau numérique et optimisation génétique pour les systèmes de production flexibles, renforçant la visibilité du projet dans la communauté scientifique.
- Lancement du recrutement d’un deuxième ingénieur de recherche pour reprendre le travail que l’optimisation des tâches de production sur la cellule robotisée.
Ces avancées démontrent la montée en maturité des solutions développées et illustrent la synergie entre recherche académique et besoins industriels, ouvrant la voie à la mise en service pilote de la cellule robotisée optimisée dès 2025.