Dirigés par Bosch, sept partenaires collaborent à un projet, baptisé AMELI 4.0, pour développer le système de capteur du futur pour la fabrication connectée, ou l’industrie 4.0. Le système est destiné à la surveillance de machines et la détection immédiate de déviations à partir de leur état de fonctionnement normal.
Avec l’aide du système, les usines peuvent en profiter sereinement afin de se prévenir contre des temps d’arrêt de machines non planifiés. Au lieu d’effectuer des interventions de maintenance à périodes fixes, les entreprises peuvent maintenir leur équipement précisément quand cela est nécessaire.
Cette approche devrait permettre de réduire les coûts d’entretien, d’inspection et de réparation des machines jusqu’à 30 %. AMELI 4.0 est un projet de recherche visant à améliorer la position sur le marché des entreprises allemandes à l’égard de l’industrie 4.0. Pour cette raison, il est financé à hauteur de 3,84 millions d’euros par le Ministère fédéral allemand de l’Education et de la Recherche (BMBF) dans le cadre de son programme « IKT 2020 –Research for Innovation ».
Les difficiles exigences sur les capteurs
Les capteurs jouent un rôle clé dans l’industrie 4.0 comme les «yeux et les oreilles» des machines et des pièces fonctionnelles, pour lesquels ils capturent des informations sur leur état et performance. Pour faciliter la gestion intelligente et la connectivité dans le secteur manufacturier, les capteurs doivent collecter et traiter d’énormes quantités de données en temps réel. Ils ont également besoin d’être aussi efficaces énergétiquement que possible et être facile à intégrer dans les systèmes de production complexes.
Les capteurs de l’industrie actuellement utilisés de manière généralisée sont limités dans leur utilité pour l’industrie 4.0. Pour de nombreuses applications, ils ne sont pas assez intelligents ou souples, consomment trop d’énergie, et sont trop chers.
Les capteurs MEMS pour l’industrie
Pour atteindre les objectifs du projet de recherche AMELI 4.0, les chercheurs se tournent vers l’une des technologies clés du monde connecté: les capteurs MEMS (MEMS représentent les systèmes microélectromécaniques). Même maintenant, il est impossible d’imaginer des voitures et des appareils électroniques grand public sans capteurs MEMS. Ils sont le composant central du système anti-dérapage ESP, par exemple, et assurent également que l’affichage sur un écran du smartphone fonctionne lorsque l’appareil est allumé.
Par rapport aux capteurs industriels classiques, les capteurs MEMS sont petits, intelligents, efficace énergétiquement, et économique. Cependant, à bien des égards, ils ne sont pas encore suffisamment solides ou puissants pour répondre aux exigences d’un environnement industriel. Cela signifie que certaines des possibilités d’appliquer une surveillance de conditions dans les systèmes de production restent inexploitées.
L’équipe de recherche AMELI 4.0 prévoit de développer des capteurs MEMS pour les rendre aptes aux applications industrielles. L’approvisionnement en énergie joue un rôle majeur ici: le nouveau système ne nécessitera ni de câbles d’alimentation ou de batteries. Il est conçu pour être complètement autonome en générant l’énergie nécessaire lui-même depuis les vibrations des machines (récupération d’énergie).
La différence réside dans le bruit
Pour surveiller les machines, le nouveau système de capteur mesurera deux types de bruit: le bruit de structure, ce qui signifie les vibrations à l’intérieur de la machine, et le son acoustique, ce qui signifie le bruit émis par la machine. Quand une machine ne fonctionne pas comme prévu, elle vibre et sonne différent de ce qu’elle fait en fonctionnement normal. Le système compare les signaux mesurés avec des profils mémorisés. Il continue d’apprendre, et prend des mesures que si les changements dans les signaux indiquent un défaut ou une usure.
Par conséquent, dans le futur, le système de capteur sera capable de détecter le moment où une machine a besoin d’entretien ou de réparation. Dans des systèmes plus complexes, cette évaluation intelligente peut être gérée par la passerelle (ou routeur comme elle est parfois appelée), vers laquelle les capteurs transmettent leurs données, ou le réseau informatique de l’usine de fabrication.
La recherche dans le réseau
Le projet 4.0 AMELI regroupe les instituts et partenaires de l’industrie qui sont des leaders mondiaux dans leurs domaines respectifs – la technologie des capteurs, les systèmes et l’ingénierie mécanique, la surveillance de l’état des machines, la conversion d’énergie, et les microtechniques – dans leurs efforts pour mener des innovations vers l’avant. Robert Bosch GmbH, leader du marché des capteurs MEMS, est le fer de lance du projet.
Les autres partenaires sont Siemens AG, Hahn Schickard Gesellschaft, l’Institut Fraunhofer pour les systèmes de production et de conception de la technologie IPK, Binder-Elektronik GmbH, Schaudt Mikrosa GmbH et Stackforce GmbH.
Le nom d’AMELI 4.0 représente le système micro-électromécanique pour la surveillance d’état dans l’industrie 4.0. Lancé en Décembre 2015, le projet devrait se terminer fin 2018.
http://www.bosch-presse.de/presseforum/details.htm?txtID=7692&tk_id=166
