Enova Paris 2017 : la métrologie, pilier de l’usine 4.0

Demain, l’usine sera encore plus automatisée et en interaction avec les produits qu’elle fabrique même après leur commercialisation. Autre caractéristique, la personnalisation poussée des produits pourra conduire jusqu’à la fabrication industrialisée d’objets uniques ayant pour corollaire, une interaction numérique accrue avec l’utilisateur final… autant de technologies qui s’exposent au milieu de bien d’autres, du 19 au 21 septembre à Enova Paris.


La traçabilité qui est rendue possible par la mise en place de capteurs et de systèmes automatiques de collecte de données reliés en réseau, est déjà une obligation légale dans de nombreux secteurs de production au premier rang desquelles figurent notamment, les industries pharmaceutique et cosmétique ainsi bien sûr, que l’agroalimentaire.

La baisse quasi constante depuis ces vingt-cinq dernières années du prix des composants électroniques d’une part, et du coût du calcul numérique de l’autre, permettent de rendre la traçabilité accessible à tous les secteurs industriels afin de créer, de collecter et d’exploiter des données de production à toutes les étapes de la fabrication d’un produit. Mieux, ces informations peuvent influer sur le déroulement et l’enchaînement des étapes elles-mêmes en fonction des caractéristiques ou des particularités de tel ou tel produit ou lot de produits.

La démarche d’évolution continue vise entre autres, à constamment accroître la qualité. A ce titre, les processus de mesure intégrés tout au long de la chaîne de production permettent d’assurer le réglage optimal des machines pour peu que les différents flux de données convergent en temps réel vers une plateforme d’analyse commune.

Ce sont les différentes formes et les différentes déclinaisons de ces outils de mesure dynamique que les quelque 6 000 visiteurs attendus au salon Enova 2017, seront en mesure de découvrir au Parc des Expositions de Villepinte sur plus de 11 000 m² d’exposition. Une mesure doublement dynamique puisqu’elle peut être réalisée à la volée en cours de production et non plus, dans un atelier de métrologie situé à part, mais aussi, parce que le contrôle sera le plus souvent effectué alors que la pièce est ellemême en mouvement.

Aller au-delà du regard avec la vision industrielle

D’un simple coup d’oeil, un opérateur aguerri repère le plus petit défaut à la surface d’une pièce. Sans atteindre, cette acuité et cette assurance, la vision industrielle ne cesse de s’améliorer jusqu’à être aujourd’hui capable de véritables prouesses. Des dispositifs intégrant deux parfois même, trois caméras permettent aujourd’hui de dévraquer des lots de pièces en pilotant par exemple, un robot de picking. Des systèmes de lecture optique sont aussi en mesure d’assurer le suivi et l’identification des produits à la volée, au moyen de codes-barres par exemple. Plus récemment, d’autres applications ouvre le champ de la reconnaissance de forme aux caméras industrielles. Cette fois, c’est la forme de la pièce elle-même qui permet son identification… Dans le domaine du contrôle de fin de processus industriel, des caméras optiques travaillant dans le spectre visible, permettent par exemple, de contrôler les défauts de surface sur certains produits tandis que les caméras opérant dans l’infrarouge excellent à détecter les défauts présentant une signature thermique.

Les progrès dans les disciplines de base de la vision que sont l’éclairage, l’optique, les capteurs CCD et CMOS, les interfaces et les ordinateurs ont été principalement motivés par d’autres industries. Et désormais, de nouvelles caméras ayant une puissance de calculs élevée permettent l’essor de la vision industrielle en 3D en faisant selon les applications, appel à différentes approches comme le déploiement de plusieurs caméras synchronisées ou à des technologies spécifiques comme les capteurs de temps de vol.

Un pivot incontournable, la standardisation

Les premières caméras dotées d’une interface CameraLink ont ouvert la voie à une forme de standardisation dans la connexion des équipements spécifiquement dédiés à la vision industrielle. Cette interface permet de connecter des caméras de nature et de conception différentes à des cartes d’acquisitions d’images.

Pour sa part, le standard GigE Vision permet aux utilisateurs de privilégier les liaisons sur des distances relativement grandes sans nécessairement favoriser un débit de données élevé. De nouveaux standards comme CoaXPress, CameraLink HS et USB 3 Vision apportent leur pièce à l’édifice en proposant des interfaces et des systèmes de liaison qui jonglent habilement entre un coût serré et des débits de données suffisamment importants pour supporter un grand nombre d’applications industrielles.

Côté logiciel, les standards GenICam et IIDC2 ont été développés pour offrir un pont reliant toutes sortes de caméras via une interface unifiée. De tels développements favorisent l’adoption et surtout l’intégration de ces technologies au sein de l’appareil de production tout en réduisant les coûts de la technologie de pointe que reste, la vision industrielle.

Fait rassurant pour les professionnels, les consortiums spécialisés que sont, l’European Machine Vision Association (EMVA), l’Automated Imaging Association (AIA) et la Japan Industrial Imaging Association (JIIA) veillent à la coordination des standards au niveau mondial.

Désormais la vision numérique se développe vers les secteurs de la consommation. Elle trouvera demain, de nouveaux domaines d’applications par exemple, dans la voiture intelligente et plus généralement dans l’immense majorité des véhicules autonomes ou même, guidés à distance.

Encore d’autres applications se dessinent dans le domaine de la sécurité des espaces publics avec des caméras reliées à des systèmes de calcul faisant appel à l’intelligence artificielle pour reconnaître et suivre des individus, au milieu de la foule qui déambule dans un hall d’aéroport ou dans les allées d’un centre commercial. Les mêmes développements peuvent être exploités pour renforcer la sécurité des bâtiments à usage privé en réalisant en temps réel, une identification des personnes pour autoriser ou non l’accès à un immeuble de bureau par exemple, en fonction de la date ou de l’heure.

Tous ces développements concourent à renforcer l’efficacité de la vision industrielle. Ces tendances notamment, technologiques lui permettent de viser de nouvelles applications et de jouer un rôle significatif dans le développement de l’IIoT et l’industrie 4.0.

Tracer les contours d’un monde futuriste

Véritable vitrine technologique proposée aux professionnels, Enova 2017 va au-delà des solutions qui s’offrent aux industriels pour approfondir l’automatisation et la numérisation de leurs chaînes de production ou de leurs cellules de métrologie. L’impression 3D et la fabrication additive font partie de ces techniques qui concernent l’entreprise industrielle au travers par exemple, du prototypage et de la fabrication en petite série. Ce réel progrès technologique qui connaît une démocratisation rapide, suscite un vif intérêt auprès des services de R&D et des bureaux d’études dans tous les profils d’entreprises de la TPE au Grand compte. Mais elle ouvre aussi de nouvelles perspectives dans le domaine médical pour créer des substituts osseux sur mesure en céramique afin de réparer les corps accidentés. La compatibilité biologique exceptionnelle des implants développés par 3DCeram, leur structure poreuse régulière et leur résistance mécanique sont actuellement presque sans égales.

Au-delà de la production proprement dite, Enova fait la part belle aux applications de l’électronique et du numérique dans le quotidien au travers d’une foule d’objets qui s’apprêtent à réaliser des tâches extrêmement diversifiées.

C’est le cas par exemple, des drones civils volants, roulants ou même plongeants qui sont aptes à réaliser des inspections dans des espaces ou des lieux où l’homme ne pourrait accéder qu’avec les pires difficultés (lignes électriques à haute tension, cuves de réservoir d’eau, galeries souterraines, etc.). La plupart de ces équipements ont aujourd’hui la faculté d’être entièrement autonomes et de plus en plus capables de réagir à des situations plus ou moins inattendues.

L’électronique embarquée est aussi amenée à jouer un rôle prépondérant dans les développements industriels. La SNCF n’hésite pas aujourd’hui à reconditionner un TGV entier pour réaliser la surveillance technique des lignes à grande vitesse. Ce train appelé IRIS 320 (Inspection rapide des installations de sécurité) réalise des mesures à 320 km/h grâce à huit remorques connectées, avec à son bord dix ingénieurs et techniciens. Cette installation mobile comportant 150 capteurs, 13 systèmes de mesure et 20 caméras reliés par 20 km de fibres optiques, se glisse dans le trafic et scrute les multiples paramètres de l’infrastructure ferroviaire (état de la voie, signalisation, caténaires et télécommunications).

Les villes et les régions elles-aussi, modernisent leurs infrastructures pour maîtriser leurs consommations et leurs productions énergétiques. L’excellence environnementale requiert de construire des bâtiments producteurs d’énergies vertes, bien isolés, et sobres. Les habitants des villes pourront demain, connaître en temps réel, la qualité de l’air dans et hors des bâtiments, la composition de l’eau, les niveaux de production de déchets, le bilan carbone de chaque individu, etc. Cette année encore, porté par le développement toujours plus rapide de l’IoT et des objets connectés, l’électronique renforce sa présence dans tous les secteurs de notre économie créant ainsi de nouveaux besoins d’intégration technologique.