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Royaume du Maroc Université Abdelmalek Essaâdi Faculté des Sciences et Techniqu

Royaume du Maroc Université Abdelmalek Essaâdi Faculté des Sciences et Techniques – Tanger Année universitaire 2020/2021 Département Génie Electrique RAPPORT DE STAGE DE FIN D’ETUDES CYCLE INGENIEUR GENIE ELECTRIQUE ET MANAGEMENT INDUSTRIEL Intitulé Conception et réalisation d’un système de contrôle et de prévention du processus d’assemblage et d’un système de régulation de la pression Soutenu le 13 juillet 2021 devant le jury : - Pr. AMAMI Benaissa - Pr. AZMANI Monir - Pr. BENLAMLIH Mohammed - Pr. REKLAOUI Kamal Encadré par : - Pr. AZMANI Monir - Mr. TAYALATI Faouzi Réalisé par : - DAGHMOUMY Mohamed - IDIRI Soulaimane ii Remerciement Tout d’abord, nous remercions ALLAH qui nous a donné la patience et le courage pour accomplir ces années d’études et de nous guider dans le bon chemin. C’est également l’occasion pour exprimer notre reconnaissance envers tous nos professeurs de la Faculté des Sciences et Techniques de Tanger. Nous exprimons notre profonde gratitude à notre encadrant Mr. AZMANI Monir Professeur chercheur à la FST de Tanger pour son encadrement holistique, son dévouement au projet et pour ses précieux conseils qui ont mis le doigt sur les actions les plus sensibles de ce projet. Nous souhaitons que ce travail soit à la hauteur de ses ambitions et ses attentes. Nous tenons aussi à remercier la direction générale de la société DELFINGEN de nous avoir accordé la possibilité d’effectuer ce stage durant lequel nous avons pu vivre une expérience sociale et professionnelle enrichissante. Nos remerciements les plus sincères et notre estime s’adresse à notre encadrant au sein de la société Mr. TAYALATI Faouzi Directeur des opérations, pour son accueil, le temps passé ensemble et le partage de leur expertise au quotidien. Grâce aussi à sa confiance nous avons pu accomplir totalement notre mission. Nous tenons également à rendre hommage à tous les enseignants de la FST Tanger, les cadres et les employés des différents services de DELFINGEN, pour leurs conseils, leur gentillesse et leur accueil chaleureux durant toute la période de notre stage. Enfin, nous remercions les honorables membres du jury d’avoir accepté de juger notre travail et toute personne ayant participé de près ou de loin à son élaboration. Sans oublier nos parents, nos familles qui ont fait des sacrifices énormes pour que nous puissions arriver là. iii Résumé Dans le cadre des réclamations clients reçues d’une manière continue sur la non-conformité d’assemblage des pièces plastiques, la société DELFINGEN s’est lancé son besoin d’implémentation d’un système de contrôle et prévention sur la table de montage 402B ainsi qu’un système de régulation de la pression d’entrée de cette dernière. Par conséquent, le département ingénierie nous a confié ce projet dans l’objectif d’investir nos compétences techniques et managériales acquis tout au long de notre cursus académique pour la conception et la réalisation de ces deux systèmes. Le présent travail consiste de faire une étude des différents aspects du projet. En premier lieu, nous avons commencé par le cadrage de notre projet, la planification du déroulement de ce projet ainsi que l’identification de ses éléments clés. En deuxième lieu l’étude effectuée porte sur le système de contrôle basé sur la maîtrise statistique des procédés, qui sert à l’automatisation de traçage des cartes de contrôle en temps réel sur le poste, et de prévention, qui va permettre de dévoiler la dispersion de la pression d’air comprimé et la détection des déréglages et détérioration suite aux tests des comportements anormaux. Ce qui nous amène à bien dimensionner notre système automatisé en justifiant le choix des capteurs, de l’unité de traitement et les algorithmes utilisés. Ensuite l’étude porte sur la régulation de la pression de la table de montage 402B, ce qui nous amène à justifier le choix des éléments de la chaine d’énergie ainsi que l’implémentation des algorithmes de calcul PID par calculateur. En clôturant ce travail par l’implémentation du système sur terrain, en le mettant fonctionner en continu pour la détection des imprévus et corrections des erreurs que peuvent survenir lors du travail en série. De plus une formation des acteurs principaux qui vont être en contact avec le système. iv Abstract As part of the customer complaints received on a continuous basis on the non-conformity of assembly of plastic parts, the company Delfingen launched its need to implement a control and prevention system on the 402B assembly table. As well as a system for regulating the inlet pressure of the latter. Therefore, the engineering department entrusted us with this project with the objective of investing our technical and managerial skills acquired throughout our academic course for the design of these two systems. The present work consists of making a study of the different aspects of the project. First, we started by framing our problem, planning the progress of this project as well as identifying its key elements. Second, the study relates to the numerical regulation of the pressure of the table of assembly 402B, which leads us to justify the choice of the elements of the chains of energy as well as the implementation of the calculation algorithms PID by calculator. In closing this work by the implementation of the system on ground, by putting it to function uninterrupted for the detection of unforeseen and corrections of the errors which can occur during work in series. Moreover one formation of the principal actors who will be in reaction with the system. v Table des matières 1 Cadrage du projet ........................................................................................................................ 3 1.1 Introduction .......................................................................................................................... 3 1.2 Présentation du groupe Schlemmer – DELFINGEN Company .......................................... 3 1.2.1 Activité de Schlemmer ................................................................................................. 3 1.2.2 Fiche technique............................................................................................................. 4 1.2.3 Clients directs et clients finaux .................................................................................... 4 1.2.4 Les processus de production......................................................................................... 4 1.3 Présentation du projet .......................................................................................................... 6 1.3.1 Cahier de charge fonctionnel ........................................................................................ 6 1.4 Analyse de l’existant .......................................................................................................... 12 1.4.1 Etat de la machine ...................................................................................................... 12 1.4.2 Politique de qualité ..................................................................................................... 13 1.4.3 Analyse des risques avant-projet ................................................................................ 13 1.4.4 Résumé de l’existant .................................................................................................. 13 1.5 La charte de Projet ............................................................................................................. 14 1.6 Planification et gestion du projet ....................................................................................... 15 1.6.1 Planning Macro .......................................................................................................... 15 1.6.2 Diagramme de Gantt .................................................................................................. 15 1.7 Conclusion ......................................................................................................................... 17 2 Etude théorique du projet .......................................................................................................... 19 2.1 Introduction ........................................................................................................................ 19 2.2 Le système de contrôle et prévention ................................................................................ 19 2.3 La Maitrise statistique des procédés .................................................................................. 19 2.3.1 Présentation de la carte de contrôle ............................................................................ 20 2.3.2 Les cartes de contrôle X et R ou S .............................................................................. 21 2.3.3 Règles d’interprétation des cartes de contrôle ............................................................ 21 vi 2.3.4 Notion de capabilité.................................................................................................... 24 2.3.5 Indice de capabilité ..................................................................................................... 25 2.3.6 Indice de centrage ....................................................................................................... 25 2.4 Système automatisé ........................................................................................................... 26 2.4.1 Chaîne d’information ................................................................................................. 27 2.4.2 Chaine d’énergie......................................................................................................... 34 2.4.3 La régulation d’une grandeur physique ...................................................................... 35 2.5 Python ................................................................................................................................ 38 2.6 Conclusion ......................................................................................................................... 39 3 Réalisation et mise en place du projet ....................................................................................... 41 3.1 Introduction ........................................................................................................................ 41 3.2 Description générale de la solution finale ......................................................................... 41 3.2.1 Descriptif de la solution ............................................................................................. 41 3.2.2 Schéma du câblage de la solution............................................................................... 42 3.3 Conception du système ...................................................................................................... 43 3.3.1 L’acquisition des données .......................................................................................... 43 3.3.2 Traitement des données .............................................................................................. 47 3.3.3 Commande de la pression........................................................................................... 61 3.3.4 Interface homme/machine .......................................................................................... 62 3.4 Mise en place de la solution et résultats ............................................................................ 68 3.4.1 Tests de validation du système ................................................................................... 68 3.4.2 Tests production série ................................................................................................. 69 3.4.3 Formation des personnels concernés par le système .................................................. 70 3.4.4 Résultats obtenus ........................................................................................................ 71 3.5 Conclusion ......................................................................................................................... 72 vii Liste des figures Figure 1 : Schlemmer Maroc, TFZ de Tanger................................................................................... 3 Figure 2 : l’atelier d’injection ............................................................................................................ 4 Figure 3 : l’atelier de l’extrusion ....................................................................................................... 5 Figure 4 : le vise de malaxage ........................................................................................................... 5 Figure 5 : procédé d'assemblage par déformation ............................................................................. 6 Figure 6 : pièce finie avec inserts ...................................................................................................... 6 Figure 7 : dessin technique du clinche .............................................................................................. 7 Figure 8 : photos prises d’une réclamation client ............................................................................. 7 Figure 9 : lay-out de l’entreprise – atelier injection. ......................................................................... 9 Figure 10 : diagramme bête à corne. ............................................................................................... 10 Figure 11 : diagramme de Pieuvre. ................................................................................................. 11 Figure 12 : diagramme FAST initiale. ............................................................................................ 12 Figure 13 : la machine d’insertion et ses composantes ................................................................... 12 Figure 14 : la charte du projet ........................................................................................................ 14 Figure 15 : planning macro du projet .............................................................................................. 15 Figure 16 : diagramme de Gantt avant-projet ................................................................................. 16 Figure 17 : exemple d’une carte de contrôle. .................................................................................. 20 Figure 18 : les types des cartes de contrôle ..................................................................................... 21 Figure 19 : exemple d’une carte de contrôle normale ..................................................................... 22 Figure 20 : exemple d'une carte de contrôle présente un point en dehors des limites de contrôle .. 23 Figure 21 : exemple d'une carte présente un phénomène cyclique ................................................. 23 Figure 22 : exemple d'une carte présente une tendance .................................................................. 24 Figure 23 : système automatisé ....................................................................................................... 26 Figure 24 : modélisation d’un système automatisé ......................................................................... 27 Figure 25 : flux d’information ......................................................................................................... 27 Figure 26 : traitement câblé ............................................................................................................ 32 Figure 27 : architecture matérielle d’un système informatique ....................................................... 32 viii Figure 28 : Raspberry Pi 4 Modèle B .............................................................................................. 33 uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-version-finale.pdf