IMA3/IMA4 2020/2022 P13

Présentation générale

Introduction

Depuis des années, la majorité des pannes et des défaillances des systèmes industriels était détectées et réparées par l'être humain afin d'éviter la paralysie de la production qui entraînait des pertes budgétaires. Actuellement, grâce à l'évolution de l'électronique et l'informatique une nouvelle génération industrielle est apparue, elle est basée sur des nouvelles technologies qui ont été mises en place pour faciliter le contrôle et la détection des pannes. Cette nouvelle génération s'appuie généralement sur l'intelligence artificielle, l'impression 3D et la réalité augmentée. Pour parvenir au bon fonctionnement de l'industrie, les jumeaux numériques collent au plus près du système réel qui modélise, ils sont utilisés pour surveiller en temps réel, optimiser les machines et permet d'anticiper d'éventuelles pannes. Leur modélisation est alimentée par des données collectées via des capteurs disposés sur le système réel. Le but de notre projet est de modéliser le jumeau numérique d'une usine connectée et de l'optimiser en ajoutant des variantes grâce à un logiciel de modélisation 3D sur lequel les étudiants peuvent suivre une formation pédagogique sur l'asservissement industriel. Au cours de la pandémie, la majorité des universités ont changé le mode d’enseignement au monde d’enseignement à distance, ou il n'y avait que les cours théoriques donc il n'y avait pas la possibilité d’avoir une formation assez solide sans voir l’aspect pratique. Ce projet sera proposé comme un simulateur d’une salle de travaux pratiques virtuelle permettant aux apprentis éloignés la possibilité d’effectuer des travaux pratiques à distance dans le domaine de la robotique et l’automatique.

Contexte

Dans le cadre de notre projet de 4eme année, nous sommes choisis le projet maquette virtuelle pour le traitement d’image , il s’agit d’une salle de TP virtuelle base sur le traitement d’image.

Comme toutes les universités au cours de la pandémie ont changé le mode d’enseignement au monde d’enseignement distance, ou il n'y avait que les cours théoriques donc il n'y a eu pas la possibilité d’avoir une formation assez solide sans voir l’aspect pratiques.

Ce projet offre aux apprenants éloignés la possibilité d’effectuer des travaux pratiques à distance dans le domaine de la robotique et l'automatisme.

Il s’agit de la mise en œuvre d’une interface 3D d'une salle industriel virtuel permet de développer des connaissances dans le traitement d'image au profit étudiants et enseignants pouvant en effet contrôler ensemble le matériel de laboratoire et interagir simultanément grâce à une interface de commande.

Présentation du cahier de charges

Notre projet consiste à développer un environnement virtuel adapté à un système physique, plus précisément la mise en œuvre du concept de jumelage numérique d'une industrie contrôlable avec une interface de programmation. Il s’agit de la mise en œuvre d’un modèle 3D d’un robot industriel virtuel similaire au robot réel contrôlable par une autre interface de programmation qui permet aux utilisateurs de le commander par un script de programme, cette dernière permet aux utilisateurs et plus précisément les étudiant dans le cadre des travaux pratiques dans le domaine de la robotique d’approfondir leurs connaissances.

Les robots fonctionnent en commande mutuelle, l’une commande l’autre, l'environnement virtuel reçoit des consignes de la part de l’environnement physique qui à son tour reçoit en permanence une réponse du robot sur son comportement dynamique, ainsi que les deux systèmes seront équipés d’une caméra de vision et certains actionneurs qui permettent aux robots de connaître son entourage, ils sont accessibles et contrôlables via l’interface qui permettra à son tour aux apprentis de faire varier les différents paramètres tout en respectant les contraintes exigées par le principe du jumelage numérique pour que les robots puissent exécuter le programme développé sur l’interface.

En effet, le modèle réalisé doit être le plus fidèle possible à son jumeau réel (le système physique) et être capable d’évoluer en temps réel, Cela impose :

1️⃣-->| Un échange de données entre les deux jumeaux : une capacité à générer de la donnée pertinente, fiable et au bon niveau de précision via la mise en place des capteurs distribués, une capacité de collecte, d’acheminement et de stockage sécurisée des données.

2️⃣-->| Une stratégie de communication entre les deux systèmes.

3️⃣-->| Une capacité du Jumeau numérique à intervenir sur son jumeau physique pour du (de la) contrôle/correction automatique.

Pour l'utilisateur (les étudiants dans notre cas) le produit doit être facile à installer et à utiliser sur tous les systèmes d'exploitation (Windows, Linux, macOS).

les objectifs du projet

1️⃣-->| Anticiper une organisation industrielle.

2️⃣-->| Augmenter les performances d’un outil de production.

3️⃣-->|Optimiser les performances d’un procédé industriel (contrôle/correction automatique).

La définition du system

Le jumeau numérique est une réplique numérique d’un produit physique doté de capteurs qui l’informent en permanence de l’état du réel. Alors c’est un Objet physique connecté au virtuel en permanence Le modèle évolue en cadence avec son jumeau réel. Il permet d’améliorer le pilotage, la sécurisation et l’optimisation de lignes de production dans une usine. Un jumeau numérique se compose donc :

• Une modélisation 3D du produit physique;
• Des capteurs;
• Un systèmes d’analyse.

Réalisation du Projet

semaine 1

Lors de cette séance, nous avons :

1️⃣-->|Discuter les détails de projet avec notre encadrant Mr.lakhal.

2️⃣-->|Essayer de trouver un environnement a développer ainsi que on énumérer ses éléments essentiels.

3️⃣-->|Effectué un Diagramme de Gantt pour répartir dans le temps le travail qu'il nous reste à faire ainsi que les taches.

semaine 2

Lors de cette séance, nous avons découvrir un outils très important sur notre jeu engine c'est l'importateur de scènes Godot.

En ce qui concerne les ressources 3D, Godot dispose d’un importateur flexible et configurable car il travaille avec des scènes. Cela signifie que toute la scène sur laquelle vous travaillez dans votre DCC 3D préféré sera transférée aussi fidèlement que possible.

Godot prend en charge les formats de fichiers de scènes 3D sous plusieurs extensions parmi eux glTF 2.0 (recommandé). Godot a un support complet pour les formats texte (.gltf) et binaire (.glb) et c'est l'extension que Blender offre. ces fichiers comprennent le maillage et les textures mis en place dans Blender. Lorsqu'elles sont introduites dans Godot, les textures font partie du fichier matériel de l'objet.

semaine 3

au cours de cette semaine on a trouve un environnement 3D a fin de l'implémenter dans godot engine, il s'agit d'un bras robotise développer sur Blender.