« 1.1. Introduction aux automates »

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1 « 1.1. Introduction aux automates »
Les automates programmables « 1.1. Introduction aux automates » A T Training On Line JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1

2 Introduction (1) Les activités productives de l’humanité, dédiées primitivement à son alimentation, son vêtement, son habitat et sa sécurité, étaient fondées sur le recours à la force musculaire de l’homme et à celle de l’animal domestiqué. L’organisation et le suivi des tâches étaient dévolus à l’homme, qui, par ses sens et son cerveau, est en mesure : D’observer l’évolution de la tâche et l’effet des gestes humains, De la juger et de la corriger, De préparer la séquence des tâches, grâce à sa faculté de conserver la mémoire des évènements, d’organiser et d’anticiper. Avec le développement du machinisme, puis de l’électronique, enfin de l’informatique, les industriels, les scientifiques et les militaires ont développé des moyens techniques capables d’assister, voire de supplanter l’intervention directe humaine dans la conduite d’actions ou de processus pour dépasser ces limites de perception, de rapidité et de fatigue. JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1

3 Introduction (2) Ces automatismes améliorent les performances de l’action humaine en terme de Rapidité d’exécution Qualité du produit (qualité reproductible ou constante) Sécurité dans le processus d’action Quelques familles d’applications : Productique (amélioration de la productivité, de la compétitivité de l’outil de production-1980) Transitique (automatisation des moyens de levage et de manutention) Robotique (automatisation à l’aide de robots) Domotique (gestion centralisée des énergies, de l’éclairage, du confort, des liaisons téléphoniques et informatiques internes, de la sécurité dans les bâtiments) Monétique (identification et collecte des espèces monétaires,) Neuromimétique (théorie des réseaux de neurones formels) Quelques domaines de l’automatisation : Métallurgie Chimie Production d’énergie Transports Plasturgie Agroalimentaire Distribution Tissage L’automatisation d’un procédé, c’est à dire une machine, un ensemble de machines ou plus généralement un équipement industriel) consiste à en assurer la conduite par un dispositif technologique. Le système ainsi conçu sait prendre en compte les situations pour lesquelles sa commande a été réalisée. L’intervention d’un opérateur est souvent nécessaire pour assurer le pilotage global du procédé (spécification des consignes de fonctionnement) pour surveiller les installations et reprendre en commande manuelle (non automatique) tout ou partie du système. JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1

4 Les objectifs de l’entreprise
MOYENS COUTS QUALITE DISPONIBILITÉ INNOVATION Main d’œuvre Matières Energie Amortissements En cours Etc … Fiabilité Durée de vie Satisfaction de l’usager Réseau Stocks Après - vente Performances Avantages Esthétique COMPETITIVITE DES PR ODUITS Automatiser Informatiser Robotiser Equiper Rationaliser Organiser Etc … Dans une économie de marché, toute automatisation a pour objectif d’aider à la compétitivité globale du produit, soit directement (coût, qualité,…) soit indirectement (amélioration des conditions de travail…) Cette compétitivité du produit final peut être définie comme sa capacité à être bien vendu sur les marchés auxquels il est destiné. La compétitivité résulte essentiellement des résultats obtenus sur les facteurs : coût, qualité, innovation, disponibilité. Il est néanmoins important de vérifier que le produit sur lequel s’applique cette automatisation soit optimisé au mieux et réponde toujours aux besoins du marché. L’expérience montre qu’un investissement en automatisation conduit souvent à remettre en cause le processus de fabrication et donc le produit. Une reconception simultanée du produit et des moyens de fabrication, donne de meilleurs résultats de compétitivité. L’automatisation des équipements de production doit se faire avec la coopération des responsables du produit et du processus. JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1

5 Apport des automatismes dans la fabrication
Qualité des produits et des services associés Coût des produits (des points de vue: marge entreprise et prix client ) Délai de mise à disposition du produit au client Flexibilité de l’offre Réactivité (capacité d’adaptation rapide) Proactivité (capacité anticipation sur la demande des marchés) Réduction des moyens humains de production Production de masse et production artisanale Afin de s'adapter aux demandes d'un marché en perpétuelle évolution, les entreprises manufacturières, placées dans un environnement industriel fortement concurrentiel, doivent faire preuve de flexibilité et de réactivité. L'exigence croissante de qualité, les variations constantes et imprévisibles des besoins, l'intensification des échanges d'informations entre services, ont conduit à concevoir des systèmes de production flexibles et intégrés, mais complexes et de coût élevé. Il est donc nécessaire de maîtriser parfaitement toutes les phases de conception des produits et de l'outil de production. En effet, une erreur à ce niveau entraîne des dysfonctionnements qui doivent être ensuite corrigés à grands frais. Le rêve a été le TOUT AUTOMATIQUE en y mêlant flexibilité, intégration,… . Aujourd’hui, l’accent est mis plus sur l’adaptation de la production à la demande que sur la recherche d’une productivité maximale. Cette mise en adéquation passe par des solutions moins ambitieuses que celles qui ont prévalus dans les années 80 à 95. La sophistication des machines a eu des effets directs et négatifs sur la fiabilité, la maintenance et les coûts d’exploitation. La flexibilité glisse vers la souplesse et le TOUT AUTOMATIQUE vers l’AUTOMATIQUE RAISONNABLE. L’opérateur réintègre le poste de travail. La solution converge aujourd’hui vers un équilibrage entre des fonctions automatisées, justifiées à la fois sur le plan technique et économique, et des postes manuels assistés. Ceci ne peut se faire sans repenser la relation entre l’homme et la machine. Intégrer sans précaution un individu dans un processus automatisé est source de déboires humains et techniques. Un opérateur a un rythme de travail variable, ce qui exige une approche statistique du processus. A l’aide d’outils de simulation, le concepteur peut caractériser un équipement et tester ainsi ses stratégies de commande. JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1

6 Nouveaux concepts productique
Diversité des produits et Délais de livraison courts pas de grandes séries ou de stocks coûteux Petites séries, livrables sans délai machines polyvalentes, réglages multiples, planification complexe prix de revient élevé Exigence de qualité et de fiabilité du produit contrôles multiples  arrêt fréquent des machines baisse de la productivité, augmentation du délai de livraison, perte de client Sophistication des machines personnel beaucoup plus qualifié Innovation permanente baisse de la durée de vie du produit  baisse de la rentabilité des investissements Ce nouveau contexte est plein de contraintes contradictoires. Les objectifs de coût faible-qualité élevée-délai court-variété des produits-services performants sont très satisfaisants pour le client et très lourds de conséquences pour le producteur. Les entreprises sont donc obligées d’intensifier leurs efforts de recherche-développement-industrialisation. JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1

7 Moyens techniques de réalisation
Les armoires électriques Les baies électroniques Les automates programmables industriels (API) Les ordinateurs Les commandes numériques (CN) Les systèmes numériques de contrôle commande (SNCC) Les régulateurs Matériels spécifiques (API de télégestion,…) Automatiser n’est pas en général un acte risqué, s’il est abordé correctement sans a priori sur les technologies à mettre en œuvre. L’automatisation forcenée, celle qui prétendait éliminer l’homme de la production, n’est plus de raison. L’expérience montre que la qualité, la flexibilité et la productivité ne sont pas toujours au rendez-vous du tout automatique. Ces 3 performances, de plus en plus exigées, ne peuvent être atteinte que si l’automatisation est conçue en association étroite entre « l’automatisme programmé » (=mécanisation des tâches de fabrication) et la  « capacité d’initiative de l’homme » (= maîtrise du processus). JMD A AUTOMATIQUE : SYST. DISCRET CO1