Conception optimisée de lignes d'emballage et de conditionnement (maîtrise et fiabilité des méthodes)

Optimized design of packaging lines

• Auteur / Autrice : Slim Daoud
• Direction : Lionel Amodeo, Farouk Yalaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optimisation et Sûreté des Systèmes
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes d'aide à la décision

Robots autonomes

Simulation, Méthodes de

Résumé

Cette thèse porte sur un problème d’optimisation des lignes d’assemblage robotisées de prise et dépose. Il s’agit d’affecter des composants à saisir et des points de dépose à chaque robot de la ligne et ceci en temps réel. De ce fait, nous nous sommes intéressés à améliorer les performances de ces lignes et d’assurer l’équilibrage de leurs charges en respectant les contraintes technologiques. Face à une forte contrainte qui consiste à proposer en temps réel la meilleure décision dans un intervalle de temps qui est de moins d’une seconde, les principales contributions de cette thèse se résument comme suit : dans un premier temps, nous avons présenté un outil de simulation afin d’évaluer les performances et de refléter le comportement de la ligne robotisée. Dans un second temps, nous avons essayé d’optimiser le fonctionnement de ces robots par l’intermédiaire des techniques basées sur la simulation et des problèmes d’équilibrage de lignes robotisées. L’ensemble des modèles et des méthodes développés (métaheuristiques et méthodes exactes) forme un outil d’aide à la décision qui répond efficacement au besoin industriel. Nous avons ainsi couplé cet outil avec des automates programmables afin de tester son efficacité sur des cas réels. Les résultats prouvent l’efficacité des méthodes développées en termes de temps d’exécution et de solutions trouvées. Ce système a abouti à une nouvelle technique de gestion des lignes robotisées en temps réel et a fait l’objet d’une innovation auprès de l’Institut National de Propriété Industrielle.

The work presented in this thesis deals with a pick and place robotic system design problem. It is a robotic system which consists of seizing products on a moving conveyor and placing them on deposit points. The problem consists of providing an optimization method which is able to manage the functioning of robotic systems in real time. Therefore, bounded by the execution time due to the requirements of our industrial partner, we have developed different optimization methods in order to enhance the efficiency and to balance the different tasks between the robots by defining the suitable tasks and components for each robot. The mains contributions of our researches are as follows: first, we have presented a simulation tool which is able to evaluate the performances and to reflect the behavior of the robotic system. Then, we tried to optimize the functioning of the robots via different methods like simulation based optimization and different methods used for robotic assembly line balancing. All models and methodologies (metaheuristics and exact methods) that have been developed are considered as decision aid system that responds efficiently to the industrial need. We have coupled this tool with PLC to test its effectiveness in real cases. Numerical results show that the different algorithms perform optimally in terms of execution times and quality of solutions. This system has resulted in a new management robotic technique in real time and is subject to French Envloppe Soleau from National Industrial Property Institute