Directeur(s) de thèse : Peter MITROUCHEV (MCF-HDR, SIREP)
Ecole doctorale : I-MEP2
Date de début (souhaitée) : 01.10.2018
Financements envisagés – Contexte – Partenaires éventuels : Contrat doctoral. Demande I-MEP2 allocation MESR (Ministère de l'Enseignement Supérieure et de la Recherche) pour 3 ans.
Contexte : Le sujet proposé s’inscrit dans l’une des thématiques principales de recherche du DC SIREP du Laboratoire G-SCOP (http://www.g-scop.grenoble-inp.fr/), relatif à la modélisation, la simulation et l’optimisation des opérations de désassemblage. Il fait suite aux travaux déjà réalisés relatifs à l’identification des contacts et à la génération de trajectoires de désassemblage ainsi que sur l’Optimisation dans la génération de séquences de désassemblage et leur intégration dans un environnement de Réalité Virtuelle.
Partenaires : Le sujet proposé fait suite de la thématique de recherche de Work-package WP9, Task 9.1. Interaction and Manipulation within Virtual interactive Scenes de l’infrastructure européenne VISIONAIR (http://www.infra-visionair.eu/) (2011-2015) et cadre actuellement avec les thématique de recherche de LABEX PERSYVAL Lab, Actions de recherche, AAR Authoring Augmented Reality, WP2, Real-time capture and simulation of the real world. Representation and editing of virtual prototypes. Natural interaction with the augmented world, (http://www.persyval-lab.org/index.html) en coopération avec GIPSA-Lab. Par ailleurs, il s’insère dans une thématique commune de recherche, dans le cadre d’une collaboration, entamée il y a sept ans, avec Shanghai Key Laboratory of Mechanical Automation and Robotics de l’Université de Shanghai, Chine.
Mots-clés : lean conception, assemblage/désassemblage, robotique, modélisation, simulation, optimisation, réalité virtuelle
Description du sujet :
La recherche littéraire menée dans le cadre de nos travaux récents montre que les plates-formes de simulation existantes sont souvent mal intégrées dans le processus de développement des produits (PDP). Certaines approches pour la modélisation du démontage ont été proposées mais elles ne permettent pas de les valider car elles ne tiennent pas compte de la géométrie effective des pièces constituant l'ensemble mécanique. Ainsi, nous devons définir la mobilité parmi les composants par un ensemble d'informations intrinsèques des contacts. Nous avons également besoin de modèles complets, capables de décrire les mouvements autorisés pour les composants d'un assemblage mécanique pour des simulations d'opérations d'assemblage / démontage (A / D) de types interactives, en temps réel ou immersives.
Objectifs:
Dans ce contexte, les objectifs du sujet proposé sont les suivants:
- Proposer une méthode pour la planification et la simulation des opérations d’A/D basées sur LCA (Life Cycle Analysis) du produit.
- Établir un modèle à partir de la méthode proposée permettant de conduire à un arbre de démontage basé sur une analyse hiérarchique des composants constituant le produit. L'arbre permettra de générer des séquences de désassemblage. Le modèle sera basé sur la maquette numérique (DMU) de l’ensemble mécanique.
- Optimiser les séquences de désassemblage possibles selon différents critères, y compris le coût le plus bas dans le processus de désassemblage réel.
- Intégrer la méthode de génération de séquence de processus de démontage dans un système de réalité virtuelle (RV) avec un modèle de perception.
- Valider le modèle, grâce à son intégration dans un environnement virtuel restreint permettant la simulation des opérations d’A/D dans le cadre de l'environnement de traitement de données existant, comme son intégration dans le PDP dans le but de la conception Lean pour le désassemblage.
Ainsi, la validation des séquences de désassemblage aidera les concepteurs leur permettant d'estimer le niveau jusqu'à ce que le produit puisse être démonté dès la phase initiale de sa conception
Références :
[1] Iacob R., Mitrouchev P., Léon J-C., Contact identification for assembly/disassembly simulation with a haptic device, 4-th Intuition Conference on Virtual Reality and Virtual Environments proceedings, 4-5 October 2007, Athens, Greece, pp. 111-249.
[2] Iacob R., Mitrouchev P., Léon J-C., 2007, A simulation framework for assembly/disassembly process modelling, ASME’2007, IDETC/CIE Conferences, Computers and Information in Engineering Conference, September 4-7, 2007, Las Vegas, Nevada, USA.
[3] Iacob R., Mitrouchev P., Léon J-C., Contact identification for assembly/disassembly simulation with a haptic device, The Visual Computer, ISSN: 0178-2789, Ed. Springer-Verlag, (2008) 24: 973-979.
[4] Iacob R., Mitrouchev P., Léon J-C., Assembly simulation incorporating component mobility modelling based on functional surfaces, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Ed. Springer, ISSN: 0268-3768, 2009, (en presse).
[5] Iacob R., Popescu D., Mitrouchev P., Assembly/disassembly analysis and modelling techniques: a review, Strojniški vestnik, Journal of Mechanical Engineering, 58 (2012) 11, 653-664, DOI:10.5545/sv-jme.2011.183.
[6] Wang Chenggang, “Generation of disassembly ranges. Integration in a Virtual Reality environment”, Thèse de Doctorat, INPGrenoble, novembre 2014.
[7] Mitrouchev P., Wang C, LI G., Lu L., Selective Disassembly sequences generation based on lowest levels disassembly graph method. IJAMT-International journal of advanced manufacturing technology, Ed. Springer, Volume 80, Issue 1 (2015), pp. 141-159. (3 citations) Ed. Springer, DOI 10.1007/s00170-016-8827-6.
[8] Chenggang WANG, Peter MITROUCHEV, Guiqin LI and Lixin LU, Disassembly operations’ efficiency evaluation in virtual environment, IJCIM-International Journal of Computer Integrated Manufacturing, Ed. Taylor & Francis, , 2015, (DOI: 10.1080/0951192X.2015.1033752.
[9] Peter Mitrouchev, Cheng-gang Wang, Jing-tao Chen, Disassembly Process Simulation in Virtual Reality Environment, in Advances on Mechanics, Design Engineering and Manufacturing, Lecture Notes in Mechanical Engineering, DOI 10.1007/978-3-319-45781-9_63
[10] Chen Jingtao, “Biomechanical analysis of haptic interaction. Application”, Thèse de Doctorat, Grenoble INP, janvier 2017.
[11] Jingtao Chen, Peter Mitrouchev, Sabine Coquillart, Franck Quaine, Disassembly task evaluation by muscle fatigue estimation in Virtual reality environment, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Ed. Springer, 2016, DOI 10.1007/s00170-016-8827-6
[12] P. Mitrouchev, J. Chen, S. Coquillart and F. Quaine, Length perception in virtual reality environment, MIT- Management and Innovative Technologies 2016 Conference Proceedings, Fiesa, Slovenia, 05-07 September, 2016, pp. 56-62.
[13] P. Mitrouchev, C. Wang, J. Chen, Virtual disassembly sequences generation and evaluation, 6th CIRP Conference on Assembly Technologies and Systems (CATS), Goteborg, Sweden, Ed. Elsevier, Procedia CIRP 44 (2016 ) 347 – 352.
[14] P. Mitrouchev, C. Wang, J. Chen, Virtual reality environment for disassembly sequences generation and evaluation, EuroVR2015, Milano, October 15-16, 2015.
[15] Wang C., Mitrouchev P., Li G. and Lu L., 3D Geometric Removability Analysis for Virtual Disassembly evaluation, Proceedings IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2014), July 8-11, 2014, Besançon, France, 6 pages (CD-ROM, paper N°DETC2014-34943).
[16] Said H., Mitrouchev P., Tollenaere M., Disassembly sequencing for end-of-life products, Proceedings of Joint Conference on Mechanical, Design Engineering & Advanced Manufacturing, Toulouse : France (2014)
[17] Wang C., Mitrouchev P., Li G., Lu L-X., Least levels disassembly graph method for selective disassembly planning, ASME 2014 International Design and Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference, IDETC/CIE 2014, August 17-20, 2014 in Buffalo, NY., USA, 10 pages (CD-ROM, paper N°#264).
[18] R. Iacob, D. Popescu, F. Noel, T. Louis, P. Mitrouchev, A. Larcher, Assembly simulation using haptic devices, MIT 2014 Conference Proceedings, Fiesa, Slovenia, 27.09-01.10 2014, pp.19-25.
[19] P. Mitrouchev J. Chen, F. Mafray, Y. Zheng, Enumeration of driving mechanisms in robotics by combinatorial analysis method, in : Mechanisms and Machine Science 37, Robotics and mechatronics, The 4-th IFTOMM International Symposium on Robotics and Mechatronics, 2015 Poitiers (France) , Ed. Springer, ISBN: 978-3-319-22367-4, Chapter 5, pp 41-49.
Compétences requises :
Connaissances souhaitées: Catia V5, C++, MatLab, CAO…
Contact(s) :
Peter MITROUCHEV (G-SCOP), MCF-HDR
'04 76 57 47 00, Fax : 04 76 57 46 96, peter.mitrouchev@grenoble-inp.fr