Les Bts Adoptent L'Ingénierie Simultanée

Le 01/04/2013 à 14:00  

L'essentiel

L'ingénierie simultanée est entrée en 2011 au programme des BTS CRSA.

Le BTS CRSA du Lycée Vieljeux de La Rochelle a été le premier à le mettre en œuvre.

L'équipe enseignante s'est appuyée sur les outils logiciels et l'expérience de Siemens en la matière.

L'objectif: vérifier la possibilité de transmettre les concepts d'usine numérique dans le cadre d'une formation professionnelle.

L'expérience s'est avérée tout à fait concluante.

Tout concepteur de systèmes ou machines souhaite connaître le résultat de sa création avant d'en avoir réalisé la moindre partie. Au-delà d'une curiosité bien compréhensible, combien d'erreurs en tout genre pourraient être ainsi évitées? Mauvaises commandes,pièces inutilement réalisées,process à revoir ou à modifier au moment de la mise au point… Bref des surcoûts non maîtrisés qui peuvent alourdir un devis ou une facture de façon significative. Les logiciels de CAO avaient déjà apporté quelques réponses à cette problématique. Leurs possibilités de visualisation d'interférences dans les mouvements de pièces ou d'animation de systèmes permettaient d'observer les bons fonctionnements et valider au mieux un process. Cependant, les mouvements animés étaient prédéterminés et non modifiables ; l'aléa n'y avait pas sa place. De plus, au niveau de la gestion de projet, il fallait généralement attendre que le process soit matérialisé par des solutions technologiques afin de lancer les études des parties commandes et la programmation.

Après la première formation de deux jours dispensée par Siemens en janvier 2012, deux étudiants, en un trimestre de projet (environ 4 h/semaine), ont réussi à simuler toutes les parties opératives d'une empileuse/dépileuse de bacs à poisson. Sur la même durée, un autre élève a réussi à simuler une banderoleuse (voir photo ci-dessus) présentant la particularité d'intégrer un bras tournant d'une tonne.

C'était le temps d'avant, du temps du BTS MAI (Mécanique Automatismes Industriels), aujourd'hui renommé BTS CRSA (Conception et Réalisation de systèmes Automatique). L'ingénierie simultanée n'avait pas encore fait son entrée au programme d'enseignement. Mais ces outils de développement numérique sont-ils à la portée des enseignants et des élèves? Leur prise en main s'inscrit-elle dans le temps pédagogique imparti?Toute réforme implique forcément des questions et exige de prendre le temps de mettre en place les outils pédagogiques appropriés. « Ce sont des questions légitimes que je me posais moi-même. Je ne savais pas non plus dans quelle mesure nos solutions logicielles d'ingénierie simultanée pouvaient s'inscrire dans un projet pédagogique », explique Laurent Mismacque, directeur de région chez Siemens. Ce dernier a participé à la commission consultative qui a conduit à la réforme du BTS et a préconisé l'apprentissage aux élèves des procédés logiciels d'ingénierie simultanée. Lorsque la section de BTS CRSA du LycéeVieljeux de La Rochelle a manifesté son souhait d'essuyer les plâtres et de devenir un site d'enseignement pilote, il a saisi cette opportunité pour faire un test en grandeur réelle afin de « vérifier s'il est possible dans le temps pédagogique imparti de transmettre les concepts d'usine numérique dans le cadre d'une formation professionnelle ».

Grâce à MCD, il est possible de commencer la recherche de solutions par des éléments simples, de vérifier le fonctionnement et la cadence. Par le passage de la conception préliminaire à la conception détaillée, la programmation démarre alors que les solutions techniques ne sont pas encore déterminées avec précision. Les photos ci-dessus illustrent la simulation du transport d'une caisse sur un convoyeur équipé de deux capteurs : àgauche la conception préliminaire du convoyeur, à droite sa conception détaillée.

Les outils de l'usine numérique proposés par Siemens pour la formation des BTS regroupent trois logiciels: le logiciel de CAO Mechatroncis Concept Designer (MCD) implémenté sur le logiciel NX8.01, l'environnement de programmation d'automatismesTIA Portal et le logiciel Simatic Net assurant l'interfaçage entreTIA Portal et MCD. La version française de MCD n'est disponible que depuis 2011. Cet outil permet de “motoriser” des modèles CAO figés. Il intègre un séquenceur de tâche qui rend possible la simulation des mouvements d'un ensemble mécanique ou d'une machine à partir de son fichier CAO sur lequel on aura préalablement défini les capteurs, les liaisons entre capteurs et actionneurs, les déplacements, etc. Une fois que les mouvements de la machine semblent au point, que les erreurs de conception, les frottements et autres collisions ont été corrigées, le lien est fait avec TIA Portal via le standard d'échanges OPC. Grâce au logiciel MCD, le process, une fois validé par les concepteurs, peut être poursuivi simultanément aussi bien du point de vue mécanique (partie opérative) que d'un point de vue appelé communément “partie commande”. « Avec MCD,je vérifie si la machine fonctionne correctement.AvecTIA Portal,on s'assure que le programme automate et les entrées/sorties choisies tournent dans MCD conformément au cahier des charges. On peut ainsi débugger 95 % de son programme. Le reste des modifications sera lié à l'architecture mécanique de la machine », assure Laurent Mismacque.

Le lien entre TIA Portal, l'environnement de programmation d'automatismes de Siemens, et MCD s'effectue par un OPC Server. MCD devient alors client de cet OPC et pioche les variables parmi celles déclarées dans l'automate. Dans MCD, les variables cochées sont récupérées sous forme de connexion ou signaux externes. Elles doivent être alors associées aux capteurs déjà dessinés. A cet instant, les capteurs, lorsque le bac passera devant eux, enverront une information vers l'automate S7-1200 où est implanté le programme du TIA Portal qui lui-même peut réagir en envoyant par exemple une nouvelle information indiquant un changement de sens de déplacement du bac sur le convoyeur.

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