CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : Conception et mise en œuvre d’un prototype de palettisation-dépalettisation contrôlé par le produit dans le contexte de l'Internet Physique
Dates : 2017/10/01 - 2020/09/30
Directeur(s) CRAN : Patrick CHARPENTIER , Nicolas KROMMENACKER , Jean-Yves BRON
Description : L’Internet Physique est un paradigme introduit récemment afin de palier à la non durabilité de la logistique actuelle [1, 2]. L’une des caractéristiques importante de l’Internet Physique est liée à l’encapsulation des marchandises dans des conteneurs modulaires standardisés (à l’image des paquets de données sur l’Internet). Ces conteneurs, dénommés PI-Conteneurs, sont ensuite manipulés, entreposés, routés, expédiés… à travers des infrastructures logistiques (PI-Hubs) organisées à la manière de l’Internet avec ses routeurs. Ces PI-Hubs doivent pouvoir assumer, de manière fiable, rapide et flexible, toutes ces opérations qui nécessitent un degré d’automatisation adapté à ce contexte.
Des travaux précédents menés au sein de notre équipe ont permis d’introduire une intelligence au niveau des conteneurs leur permettant, en tout lieu et à tout instant, de fournir un modèle de leur arrangement spatial 3D [3]. Ce modèle permet de localiser chaque colis du conteneur, même si ces colis sont immergés au cœur de l’arrangement sur la palette. Les conteneurs deviennent ainsi potentiellement des éléments actifs aptes à contribuer à l’automatisation de certains éléments de la chaîne logistique sur laquelle ils circulent.
L’objectif de cette thèse consiste à étudier, spécifier et mettre en œuvre le pilotage d’une cellule de palettisation-dépalettisation, brique essentielle des PI-Hubs, exploitant le modèle d’arrangement spatial 3D des conteneurs. Le conteneur en lui-même devient un élément de la boucle de contrôle : le système est alors contrôlé par le produit-conteneur. Les positions des colis dans le conteneur peuvent en effet être utilisées en temps réel pour le guidage d’un robot en charge des opérations de manutention de type composition ou décomposition, qu’elles soient totales ou partielles, d’un conteneur (ou palette). Ces opérations sont alors contrôlées, et non pas réalisées en boucle ouverte sur un arrangement supposé des colis dans le conteneur.
Cette recherche, de type finalisée, doit aboutir à la mise en place d’un prototype industriel de l’approche proposée. Différents scenarii devront être établis afin de montrer les avantages et inconvénients d’un SCP par rapport à une approche plus classique sur la base d’indicateurs de latence, de robustesse et d’agilité.
Outre les aspects définition des indicateurs, les problèmes scientifiques liés à ce sujet concernent :
• la génération automatique des graphes de séquencement des opérations (pour empiler et/ou dépiler) sur la base du modèle de l’arrangement 3D réel (ou du modèle cible) ET son adaptation en fonction d’évolutions possibles (perturbations, interventions extérieures, …) de l’état du conteneur,
• le choix du meilleur chemin sur le graphe par rapport à des critères à définir (rapidité, stabilité de l’arrangement, …),
• la génération on-line de modèle d’arrangement 3D suite à l’insertion (ou la suppression) de colis dans le conteneur.
Bibliographie :
[1] Ballot E. (2012): L’internet physique : appliquer les principes d’internet à la logistique (interact.net)
[2] Ballot E., B. Montreuil, R.D. Meller (2014): The Physical Internet: the network of the logistics networks. La Documentation Française. Paris.
[3] H. Tran-Dang, N. Krommenacker, and P. Charpentier, "Containers monitoring through the Physical Internet: a spatial 3D model based on wireless sensor networks.", International Journal of Production Research, DOI: 10.1080/00207543.2016.1206220, p. 1-14, Jul 2016.
Mots clés : Contrôle par le produit, palettisation, internet physique, théorie des graphes
Département(s) :
Ingénierie des Systèmes Eco-Techniques
Financement : contrat doctoral (si obtention)