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Plates-formes TELMA (TELéMAintenance)
Département : Ingénierie des Système éco-Techniques.
Responsables scientifiques : Éric LEVRAT, Alexandre VOISIN, Benoît IUNG.
Responsable technique : OLIVIER MASSCHELEIN (Ingénieur de l'AIPL).
Structure de rattachement : AIPL (Atelier Inter-Etablissement de Productique Lorrain)
Mutualisation : Nationale (partage de pratiques d'enseignement et de recherche autour de la maintenance
avec les autres AIP).

Objectifs scientifiques :

La plate-forme TELMA, d'un point de vue recherche, a pour objet de permettre la validation des travaux des membres du département ISET et plus spécifiquement ceux dans l'axe PHM portant sur les processus de pronostic (ex. calcul de RUL mais aussi de REEL en regard de l'Efficacité Energétique – Thèse de A. Hoang), d'élaboration d'indicateurs de bilan de santé (ex. à partir d'informations sémantiques hétérogènes – Thèse de B. Abichou), d'aide à la décision en maintenance, d'évaluation de stratégies de maintenance et d'évaluation de l'apport des technologies ambiantes à la maintenance. Cette validation de niveau TRL4 permet ensuite, dans certains cas de collaborations, de fournir des résultats qui pourront être, par l'industriel concerné, portés aux niveaux TRL5-6-7. En ce sens, la plate-forme, au-delà de sa partie process, est dotée de tout un ensemble d'outils logiciels de sûreté de fonctionnement et de maintenance mais aussi de technologies ambiantes qui doivent permettre de déployer et valider : (a) des modèles/algorithmes des processus de PHM (ex. algorithme innovant de pronostic implanté dans l'outil KASEM), (b) une ingénierie de ces processus pour couvrir la chaîne de valeur du PHM (ex. couplage CASIP Engineering, KASEM) et (c) une architecture organique en support de cette chaîne de valeur. Les phases de validation sont basées sur l'exploitation des données de fonctionnement réelles de la plate-forme (en ligne ou historisées), en sachant qu'elles sont représentatives de fonctionnements nominaux ou dégradés voire défaillants. En effet sur la plate-forme il est possible de simuler physiquement ou logiciellement des modes de défaillance et des lois de dégradation du matériel en temps limité.

Description :

TELMA est une plateforme d'intégration de TELéMAintenance au service de la formation et de la recherche qui est localisée à l'AIPL. En effet, la genèse initiale du projet était de mettre à disposition des enseignants et des chercheurs, une plate-forme de laboratoire pour expérimenter et valider des pratiques, des outils, des logiciels . . . en support des besoins exprimés par les industriels dans les domaines de la maintenance avancée (ex. prévisionnelle) et de la sûreté de fonctionnement. Cette plate-forme se veut donc être proche de la réalité industrielle puisque représentant à échelle réduite un processus de production semi-continu de type ligne de découpe de flancs métalliques pour alimenter des presses (cas PSA). Cette crédibilité industrielle est assurée aussi dans ses modes de fonctionnement (possible 24h/24h, mode distant ou local), ses modes de défaillances et leurs conséquences. Cependant ce processus, pour un point de vue sécurité, a été transposé à un processus de déroulement de bande en continu (la bande remplaçant la feuille métallique) composé de 4 unités : une unité de changement de bobine, une unité d'avance de bande, une unité d'accumulation de bande et une unité de poinçonnage de la bande. Chaque unité est pilotée par des actionneurs (type vérin ou moteur) et instrumentée avec des capteurs pour mettre à disposition de nombreuses données. Ces unités de niveaux terrain sont considérées dans une vision Entreprise c'est-à-dire intégrées par les données/informations avec les niveaux ERP et MES. Ces trois niveaux ont été construits à partir d'un ensemble de technologies numériques qui ont évoluées vers des technologies ambiantes. En effet, la plate-forme existe depuis environ 10 ans mais a été modifiée au cours du temps pour s'adapter aux changements de technologies requis pour répondre aux évolutions des concepts correspondants : de la télémaintenance à de l'e-maintenance. Ce projet d'adaptation perpétuelle coordonné par l'AIPL en lien avec les enseignants/chercheurs est appelé AmbiMaint.
Ces technologies numériques sont exploitées aussi bien pour la plate-forme en elle-même que pour son système de soutien-maintenance, et ce en regard, à la fois de la phase d'ingénierie, et d'exploitation. Par exemple sur l'aspect ingénierie du soutien-maintenance, la plate-forme met à disposition, en plus des outils d'ingénierie système communs à tout l'AIPL (Rhapsody, MEGA), les progiciels de sûreté/maintenance CASIP Engineering, KASEM de PREDICT, SIMFIA-SIMLOG d'APSYS et eXpress de SPHEREA T&S.
Dans sa version actuelle, l'architecture globale de la plate-forme TELMA est majoritairement structurée autour de composants de terrain communiquant par réseaux filaires (Ethernet industriel) ouverts vers le niveau entreprise (Ethernet AIPL) et son environnement (Ethernet). Une version « sans fil » de l'architecture (vers de la communication entre IoT) a déjà été testée et devrait à court terme remplacer cette version filaire. La plate-forme dans sa version filaire est composée pour la partie automatisation, principalement des éléments suivants (au-delà des 4 unités physiques) :
– 2 automates Schneider TSX Premium (avec serveur Web), d'un module d'E/S déporté (Momentum)
– Balises lumineuses, pupitre, écran tactile Magélis, WebCam
– Réseaux de type Ethernet Industriel, réseau d'entreprise, serveur Web, serveur OPC
– 2 Altivars ATV58, 2 moteurs, 1 unité Vérin
– Progiciels X3-SAGE, FlexNet, SuiteVoyager . . .
A ces composants initiaux, s'ajoutent dans la version plus ambiante, des Tags RFID pour tracer les outils, des capteurs sans fil de type MEMS (ex. Crossbow), des capteurs de mesure de l'énergie, une tablette numérique (ou PDA) équipé avec microphone . . . Cette plate-forme a déjà été mise en avant dans le cadre de projets Européens (ex. DYNAMITE) et de relations avec des académiques nationaux (ex. LAMIH) ou internationaux (ex. Pr. Jay Lee) par le fait qu'elle est en « remote access ». Dans un avenir proche, elle doit permettre d'expérimenter en laboratoire la majeure partie des travaux à mener dans le cadre du LabCOM PHM-FACTORY.

FIGURE 41 – TELMA : Une maquette à échelle réduite du processus de découpe de flancs métalliques chez PSA