Contribution à l'évaluation de la reconfigurabilité et réorganisabilité d'un micro système de production : application à une micro-usine d'assemblage

Les travaux de these s‟inscrivent dans le cadre de la conception des systemes de production/assemblage pour les produits de taille micrometrique, appeles micro-produits. Il s‟agit de produits constitues de composants de taille submillimetrique, si bien qu‟il est difficile, voire impossible, de les observer a l‟oeil nu et encore de les manipuler precisement soit directement avec les doigts, soit avec un outillage manuel. FEMTO-ST, dans son equipe SAMMI - Systemes Automatises de Micromanipulation et de Micro assemblage - propose des solutions robotisees pour la manipulation et l‟assemblage de ces microproduits. Ces microrobots sont concus et realises pour tenir compte des forces en presence a cette echelle et les exploiter au mieux pour une manipulation dextre et precise. L‟integration de ces microrobots pour concevoir des systemes de production - nous traitons ici le probleme du micro-assemblage - a fait emerger le concept de micro-usine. Au niveau international, nous avons pris un positionnement original en proposant une modularite non seulement au niveau des cellules de production mais egalement a l‟interieur de ces cellules. Cette modularite porte a la fois sur les structures physiques mais egalement sur les systemes de commande et de supervision. Dans ce manuscrit, nous proposons d‟etudier la pertinence de cette decomposition modulaire en fonction des conditions de production. Notamment, nous nous placerons dans le contexte de production changeante necessitant reorganisation et/ou reconfiguration du systeme de production. Trois parties composent le travail de these. Nous avons etabli une structure de micro-usine et une strategie de commande dont nous avons identifie les proprietes. Nous avons ensuite formalise une architecture des donnees. Enfin, l‟etude du comportement a ete obtenue par simulation d‟un modele realise par reseau de Petri stochastique et T-temporise. L‟evolution stochastique se justifie par l‟incertitude inherente au micromonde, celle-ci est d‟autant moins importante que s‟accroit la connaissance et le savoir-faire dans une situation donnee. La temporisation permet de prendre en consideration les durees relatives des reconfigurations ou reorganisations qui evoluent au gre des experimentations. Dans le cadre d‟une conception orientee objet, les modelisations sont etablies au moyen du langage de modelisation graphique UML qui autorise une analyse syntaxique. Concernant les etudes menees avec le modele mathematique discret de reseau de Petri, l‟outil de simulation utilise est PACE - IBE Simulation Engineering Gmbh -. Ce logiciel permet une programmation conditionnant les transitions grâce au langage de programmation oriente objet, SMALLTALK, pour temporiser et rendre stochastique l‟execution du modele. PACE comporte par ailleurs une interface graphique utilisateur souple et lisible. Les resultats de simulation sont ensuite analyses et mis en forme avec MATLAB. Ces resultats nous ont montre la pertinence de l‟approche modulaire et du choix de decomposition mis en place pour assurer de bonnes performances a une cellule de micro-assemblage.