LCFC

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Laboratoire

Ses activités de recherche visent à développer les futurs systèmes de production dans les domaines des services et de l’industrie manufacturière

  • Développer les outils pour inventer, concevoir, organiser, piloter et commander les systèmes de production,
  • Produire en garantissant la qualité, la sécurité et la santé au travail,
  • Développer des nouveaux procédés de Fabrication et leurs systèmes de production associés,
  • Concevoir des fonctionnalités et des usages à haute valeur technologique.

 

Dans ce contexte, les champs d’investigation pour l’Industrie du Futur sont :

  • L’Homme élément du système (Surveillance et anticipation, pilotage de haut niveau, reconfiguration des systèmes…)
  • Usine flexible et agile (Robotisation des procédés de fabrication)
  • Usine basée sur des process et moyens de production innovants (Technologies innovantes de fabrication, d’assemblage… apportant une forte valeur ajoutée pour la production de produits)
  • Usine virtuelle (modèles numériques fidèles et aux performances mesurables ; méthodes innovantes de simulation et d’optimisation produits-process,)

 

Axes thématiques

  • Co-conception Produit / Processus de fabrication / Système de Production : développement de méthodes et outils pour la conception robuste, fiable et sécuritaire.
  • Optimisation des Procédés / Processus de Fabrication / Système de Production : structuration et formalisation des connaissances, développement de méthodes et outils de caractérisations expérimentales et numériques des procédés pour la maitrise et l’optimisation des processus de fabrication.
  • Optimisation de la commande des systèmes de production : développement d’approches et modèles de commande non linéaire et d’observateur pour la commande robuste des systèmes de production.


Verrous scientifiques transversaux

Par rapport à ces enjeux et champs d’investigation, les verrous scientifiques adressés par le LCFC sont :

  • Robustesse / Résilience – maitrise des incertitudes du Système Produit / Procédés / Processus de production / Système de Production
  • Performance – optimisation du Système Produit / Procédés / Processus de production / Système de Production / Lois de commande et observateurs
  • Modélisation – identification et qualification expérimentale des modèles et connaissances du Système Produit / Procédés / Processus de production / Système de Production / Lois de commande et observateurs

Développement des futurs systèmes de production dans les domaines des services et de l’industrie manufacturière

Développement des nouveaux procédés de Fabrication et leurs systèmes de production associés

  • Procédés : Forgeage, Laminage transversale, thixoforgeage, Soudage FSW…
  • Techniques de modélisation des procédés:
  • Identification des paramètres des modèles par approches expérimentales (à dimension industrielle)
  • Caractérisation expérimentale des phénomènes liés aux procédés (liens Produit Procédés)
  • Simulation des procédés
  • Développement, amélioration et validation de processus industriel (optimisation des gammes, outillages, conditions opératoires, …)
  • Formalisation de règles de conception du produit ou des outillages inhérentes aux procédés

Développement des futurs systèmes de production dans les domaines des services et de l’industrie manufacturière

Conception et production en garantissant l’adaptabilité, la qualité, la sécurité et la santé au travail

  • Démarches et outils pour la maitrise des variantes produit et de la reconfigurabilité des processus de fabrication
  • Outils et méthodes de maitrise de la qualité en conception (conception robuste, analyse et synthèse des tolérances, propagation des incertitudes)
  • Outils et méthodes de maitrise de la qualité en production (techniques de planification des activités d’inspection, outils de fouilles de données pour la caractérisation des process)
  • Démarches et méthodes de fiabilisation des systèmes de production (process control, PHM, analyse dynamique des risques)
  • Outils et méthodes de maitrise des risques en conception et production (techniques d’analyse des défaillances, performances pondérées risque)
  • Démarches et outils pour la prise en compte de la sécurité et santé humaine lors de la conception et l’exploitation des systèmes de production (Techniques d’analyse des futurs usages, Pré bilan énergétique, Analyse des marges de manœuvres)
  • Méthodes et outils d’amélioration continue et d’excellence opérationnelle (Modélisation des processus, pilotage dynamique, gestion de connaissances et de compétences)

Développement des futurs systèmes de production dans les domaines des services et de l’industrie manufacturière

Développement de techniques de commande et robotisation de systèmes de production

  • Démarche de modélisation de systèmes mécatroniques et de robots (modélisation des frottements et des déformations)
  • Conception de systèmes mécatroniques et de robots
  • Synthèse d’observateurs non linéaires à entrées inconnus (application aux systèmes de production robotisés) en vue d’améliorer la robustesse de la commande
  • Commande et optimisation des vibrations pour l’amélioration de la productivité des procédés de mise en forme (forgeage, filage, etc.)
  • Robotisation du soudage FSW (soudure linéaire, soudage sur surface gauche)
  • Conception de machines spéciales avec intégration de contraintes de commande
  • Forgeage sans bavure robotisé sous presse à vis en atmosphère inertée : gain d’engagement de matière >30 %
  • Conception et réalisation de banc instrumenté pour quantifier la sécabilité de pièces forgées permettant de mesurer les efforts de casse et les réactions sur des temps de l’ordre de 10µs
  • Développement d’un logiciel d’analyse des tolérances des systèmes complexes (ANR AHTOLA puis FUI AHTOLAnD) en collaboration avec les PME Phimeca et Mecamaster – déploiement sur des cas tests de RADIALL et PIERBURG PUMP.
  • Fiabilisation de systèmes de production par la mise en surveillance dynamique des produits/équipements en partenariat avec STMicroelectronics. Fiabilisation guidée par analyse globale des risques opérationnels. Analyse et Structuration des données de production pour l’amélioration de la phase de design et d’industrialisation.
  • Robotisation du procédé de soudage FSW en partenariat avec l’Institut de soudage ; réduction de 90 % des erreurs de trajectoires en soudage linéaire, réduction de 80 % pour des trajectoires planes courbes

Metz Technopôle

4 rue Augustin Fresnel
57078 METZ CEDEX 03