Sujet du stage : Conception d’une architecture de système numérique basée sur le MBSE pour le pilotage du procédé WAAM

Au sein de l’Institut de Recherche Technologique SystemX, situé au cœur du campus scientifique d’excellence mondiale de Paris-Saclay, vous prendrez une part active au développement d’un centre de recherche technologique de niveau international dans le domaine de l’ingénierie numérique des systèmes. Adossé aux meilleurs organismes de recherche français du domaine et constitué par des équipes mixtes d’industriels et d’académiques, ce centre a pour mission de générer de nouvelles connaissances et solutions technologiques en s’appuyant sur les percées de l’ingénierie numérique et de diffuser ses compétences dans tous les secteurs économiques.

Vous travaillerez au sein du projet de recherche SystemX Wire Additive manufacturing process Simulation (WAS) dont les partenaires industriels sont Air liquide, CETIM, EDF, Safran, Vallourec regroupé dans le Additive Factory Hub (AFH) et le partenaire académique ENS Paris-Saclay.

Vous serez encadré par un ingénieur-chercheur du domaine Ingénierie Système.

Présentation du sujet

Objectifs
Le procédé WAAM est un procédé de fabrication additive par dépôt de fil à l’arc. Le projet WAS vise à mettre en place un jumeau numérique du procédé. Le jumeau numérique doit intégrer des divers modèles descriptifs tels que des modèles géométriques de cordons déposés ainsi qu’un modèle de source de soudage.
Le stage s’inscrit dans l’objectif de conception d’un système numérique d’interaction (appelé aussi jumeau numérique dans l’industrie) avec le robot en charge du soudage. Le but final est d’obtenir une trajectoire optimale de dépôt de matière. Le processus d’élaboration de ce système doit respecter :

  • la méthodologie d’ingénierie système MBSE (Model-Based System Engineering) qui se concentre sur la création et l’exploitation de modèles, et,
  • les standards des domaines industriels tels que l’OPC-UA (OPC Unified Architecture) pour les communications entre le système numérique et le robot.

Le stage a pour objectif de concevoir un modèle du système numérique. Ce modèle sera restreint aux capacités d’acquisition et de stockage des données ainsi qu’à leur exploitation par le modèle de description de la forme de cordon pour améliorer la commande du robot (par exemple diminuer la vitesse du fil si le robot ralenti).

Missions 

  • Réaliser un état de l’art sur les processus d’élaboration industriels (MBSE, OPC-UA, …)
  • Prise en main de l’architecture du système numérique développé dans le cadre projet
  • Etudier cette architecture et proposer un modèle d’intégration des données mesurées du robot avec les données des modèles théoriques
  • Développer en collaboration avec les ingénieurs du projet le programme d’interaction avec le robot
  • Exploiter les résultats obtenus et intégration dans le jumeau numérique

Références bibliographiques

  • Fei Tao, Qinglin Qi, Lihui Wang, and A.Y.C. Nee. Digital twins and cyber–physical systems toward smart manufacturing and industry 4.0 : Correlation and comparison. Engineering, 5, 2019.

• Roland Rosen, Georg von Wichert, George Lo, and Kurt D. Bettenhausen. About the importance of autonomy and digital twins for the future of manufacturing. 15th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing 48(3) :567–572, 2015.

Profil et compétences

De formation BAC +5 / école d’ingénieur 3 année ou master 2, dans le domaine de la fabrication ou de l’ingénierie système

Compétences : 

  • Traitement de données
  • Modélisation système

Aptitudes personnelles : 

  • Bon relationnel
  • Travail collectif

Référence de l’offre : DSR-2021-15-WAS

Informations clés

Type de contrat : Stage de 6 mois, démarrage : février 2021
Localisation du poste : Plateau de Saclay (91)


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