Consortium

Un consortium de partenaires technologiques, académiques, et industriels.

Diota conçoit, développe et commercialise des solutions logicielles dédiées à la continuité numérique et à la performance industrielle. Créant un lien interactif entre le Digital et les opérations terrain, ces solutions, exploitant des briques technologies avancées de Réalité Augmentée, de 3D interactive et de vision industrielle, permettent aux acteurs industriels d’optimiser la productivité, la qualité et la traçabilité de leurs opérations et processus.

Consolidées par un écosystème de partenaires technologiques et métiers de premier rang, parmi lesquels le CEA, organisme de recherche majeur avec lequel la société entretient des liens étroits notamment au sein d’un laboratoire commun créé en 2011, ces solutions font de Diota un partenaire incontournable de l’Industrie 4.0 et de l’Usine Numérique en France et en Europe, auprès de grands industriels notamment de l’aéronautique (Airbus, Dassault Aviation, Safran…), du naval (Naval Group, STX), du ferroviaire (SNCF), de l’automobile (Daimler, Opel, PSA, Renault, Volkswagen…), de l’énergie et de la pétrochimie (Air liquide, Orano, Total..).

  • Animation du projet
  • Analyse des usages et spécifications
  • Contribution aux travaux de recherche des laboratoires dans le cadre du laboratoire commun CEA LIST – DIOTASOFT
  • Industrialisation des nouvelles briques algorithmiques et architecture des composants bas niveau
  • Collaboration avec KEONYS pour aborder les problématiques PLM/RA
  • Conception et développement des applicatifs interactifs métiers
  • Collaboration avec les intégrateurs pour la réalisation des prototypes et les réflexions liées aux futurs déploiements (architecture solutions, etc.)
  • Contribution à la dissémination des résultats
    • Publications
    • Communications auprès des industriels
    • Développement et animation du site Internet du projet

Imag’Ing est créé en 2006 suite à des besoins en modélisation 3D de structures et d’installations complexes pour ses clients industriels exigeants. C’est en 2008, qu’Imag’Ing opère un tournant, en développant une nouvelle activité le Laser scanning 3D, afin de proposer une nouvelle approche en matière d’engineering et d’études. Après 4 années de développement, Imag’Ing est aujourd’hui bien implantée dans le tissus industriel Français et Européen grâce à la création de valeur ajoutée et le développement d’une expertise reconnue en termes de Laser scanner pour ses clients et partenaires, représentés dans tous les branches de l’industrie.

De par son secteur d’activité industriel et manufacturier, Imag’ing est régulièrement confronté à des problématiques d’acquisition de données, liés à l’état actuel de développement technologique (verrous technologique). Chaque nouveau client est un nouveau challenge technologique, les approches, le milieu, les technologies à utiliser sont différentes à chaque fois, ce qui nous demande de nous remettre en question, de rechercher des solutions pour pouvoir répondre au plus près des demandes. Les problématiques rencontrées, sont liés à l’acquisition des données, à l’environnement, aux moyens d’acquisitions utilisés, et aux processus de traitement de données différents intrinsèquement liés. Afin de capturer des bases de données précises et fiables pour l’exploitation de celles-ci pour le projet NASIMA, toutes ces problématiques, contraintes liés à des verrous technologiques devront être prises en compte.

Les recherches du CEA LIST sont centrées sur les systèmes à logiciel prépondérant. Ses activités s’articulent autour de trois thématiques présentant de forts enjeux sociétaux et économiques: les Systèmes Embarqués (architectures et conception de systèmes, méthodes et outils pour la sûreté des logiciels et des systèmes, systèmes de vision intelligents), les Systèmes Interactifs (ingénierie de la connaissance, robotique, réalité virtuelle et interfaces sensorielles) et les Capteurs et le traitement du signal (instrumentation et métrologie des rayonnements ionisants, capteurs à fibre optique, contrôle non destructif). Le CEA LIST mène ses recherches en partenariat avec les grands acteurs industriels du nucléaire, de l’automobile, de l’aéronautique, de la défense et du médical pour étudier et développer des solutions innovantes adaptées à leurs besoins. Il réalise une recherche qui va du concept de système jusqu’au démonstrateur, contribuant au transfert de technologies et à l’innovation par l’émergence de nouvelles entreprises.

  • Expertise scientifique
  • Evolutions et développements des briques algorithmiques inhérentes au projet
  • Dissémination des résultats au sein de la communauté scientifique

Atos, acteur international des services informatiques avec un chiffre d’affaires annuel de 8,5 milliards d’euros et 74.000 collaborateurs dans 48 pays, fournit à ses clients du monde entier des services transactionnels de haute technologie, des solutions de conseil et de services technologiques, d’intégration de systèmes et d’infogérance. Grâce à son expertise technologique et sa connaissance industrielle, il sert ses clients dans les secteurs suivants: Industrie, Distribution & Services, Secteur Public, Santé & Transports, Services Financiers, Télécoms, Médias & Technologie, Energie & Utilities. Atos délivre les technologies qui accélèrent le développement de ses clients et les aident à réaliser leur vision de l’entreprise du futur. Atos est le partenaire informatique mondial des Jeux Olympiques et Paralympiques. Le Groupe est coté sur le marché Eurolist de Paris et exerce ses activités sous les noms d’Atos, Atos Consulting & Technology Services, Atos Worldline et Atos Worldgrid. Plus particulièrement, pour Atos Intégration France, chef de file du projet Notre mission prioritaire est d'optimiser l'utilisation des nouvelles technologies appliquées aux systèmes d'information de nos clients et ainsi développer avec eux une nouvelle génération de services. Nous proposons des services et des solutions informatiques innovants, moteurs importants pour l'avenir qui apportent à nos clients une forte valeur ajoutée et leur assurent un avantage significatif.

  • A la fois intégrateur, fédérateur d'entreprises PME, TPE, d'Etablissements publics, de laboratoires de recherche, nous pratiquons l’open innovation en participant et portant des projets innovants accélérateur de valeur et de croissance dans les domaines porteurs d’innovations de rupture et/ou de transformation sur les marchés national et européen.

  • Accompagner les choix techniques du projet NASIMA de manière à permettre un déploiement à large échelle des solutions et procédés élaborés dans ce contexte
  • Dissémination et valorisation des résultats du projet auprès de ses partenaires et clients

Naval Group est un leader mondial du naval de défense et un innovateur dans l’énergie. Entreprise de haute technologie et d’envergure internationale, Naval Group répond aux besoins de ses clients grâce à ses savoir-faire exceptionnels et ses moyens industriels uniques. Le Groupe conçoit, réalise et maintient en service des sous-marins et des navires de surface ainsi que les systèmes et infrastructures associés. Il fournit également des services pour les bases et chantiers navals. Enfin, Naval Group propose un large panel de solutions dans l’énergie nucléaire civile et les énergies marines renouvelables. Pour réaliser des produits parmi les plus complexes au monde, le Groupe bénéficie des compétences pointues de ses collaborateurs, présents sur 12 sites dans l’hexagone. Ces emplois hautement qualifiés contribuent à l’excellence industrielle du pays. Avec 90 % de sa valeur ajoutée créée en France, Naval Group participe à la préservation et à la transmission d’un savoir-faire unique. Comme à l’international, Naval Group génère également des dizaines de milliers d’emplois indirects.

  • Soumissions de plusieurs cas d’usage
  • Mise à disposition des ressources métiers nécessaires à la compréhension des usages et à l’élaboration des solutions et procédés inhérents au projet sur les SP concernés
  • Mise à disposition des ressources métiers nécessaires pour l’intégration des prototypes et la réalisation des phases d’expérimentation sur les SP concernés

Constructeur automobile depuis 1898, le Groupe Renault conçoit, fabrique et commercialise des véhicules sous trois marques : Renault, Dacia et Renault Samsung Motors (RSM). Présent dans 118 pays avec 38 sites industriels et 13 300 points de vente, Renault offre une large gamme de véhicules innovants, sûrs et plus respectueux de l’environnement. Sa filiale de crédit, RCI Banque, finance les véhicules pour les clients et les concessionnaires des marques de l’alliance Renault-Nissan. Pour répondre aux grands défis technologiques de la voiture du futur, – en particulier le véhicule électrique – et poursuivre sa stratégie de croissance rentable avec ses marques Renault, Dacia et Renault Samsung Motors, le Groupe mise sur les compétences de ses 128 000 collaborateurs dans le monde, son alliance avec Nissan, le partenariat avec AvtoVAZ en Russie et, plus récemment, l’accord de coopération stratégique entre l’alliance Renault-Nissan et Daimler AG.

  • Soumissions de cas d’usage
  • Mise à disposition des ressources métiers nécessaires à la compréhension des usages et à l’élaboration des solutions et procédés inhérents au projet
  • Mise à disposition des ressources métiers nécessaires pour l’intégration des prototypes et la réalisation des phases d’expérimentation

Fondée en 1902, Air Liquide est le leader mondial des gaz industriels et médicaux et des services associés. Le coeur de métier est la production/séparation et la fourniture de gaz allant des gaz de l’air (O2, N2, Ar, Xe, Kr), de gaz industriels (H2, CO) et autres gaz (CO2, gaz pour l’électronique) et services pour des applications dans diverses industries (sidérurgie, pétrochimie, chimie, verre, électronique, santé, alimentaire, métallurgie, papier, aérospatial, …). Le Groupe emploie 50 000 salariés à travers le monde (130 filiales en plus de 70 pays) avec une forte présence en France (12 000 salariés). L’objectif du Groupe est de répondre aux besoins des clients en améliorant son expertise et sa compétitivité. Le résultat est la recherche permanente de solutions innovantes pour améliorer les performances industrielle des clients tout en protégeant l’environnement. La distillation cryogénique est le coeur de métier du groupe. L’Air Liquide assure une amélioration constante des performances de ses unités de production en travaillant en particulier sur le design des colonnes et le procédé. L’activité production tonnage H2/CO, débutée dans les années 70, a conduit L’Air Liquide à s’intéresser au vapo-reformage des hydrocarbures. Cette activité double tous les 4-5 ans et atteint une taille du même ordre que la distillation cryogénique. Le groupe Air Liquide est fortement intéressé par les applications industrielles de la réalité augmentée et de la réalité mixte :

  • La sécurité des opérateurs, de nos unités et de leur environnement est notre priorité. Aussi l’analyse du pste de travail et des installations est un axe majeur de notre travail en opération. Nous espérons des gains réels en termes de sécurité et de productivité.
  • La formation est un de nos axes majeurs de gains d’efficacité et de sécurité. Notre structure d’université interne de formation souhaite développer les nouvelles approches d’assistance aux gestes techniques ainsi que les nouvelles interfaces digitales de formation.
  • Notre parc installé regroupe plus de 400 unités. La localisation des équipements dans nos unités diverses est donc un enjeu majeur.
  • Notre structure Global Engineering & Construction Solutions qui développe, conçoit et construit les unités souhaite prendre en compte de manière efficace les données PLM.

  • Soumissions de cas d’usage
  • Mise à disposition des ressources métiers nécessaires à la compréhension des usages et à l’élaboration des solutions et procédés inhérents au projet
  • Mise à disposition des ressources métiers nécessaires pour l’intégration des prototypes et la réalisation des phases d’expérimentation

L’équipe GAMMA3 de l'UTT étudie et développe des algorithmes de génération automatique de maillages, des outils pour la modélisation géométrique, ainsi que des méthodologies adaptatives avancées pour la simulation numérique. Les thèmes de recherche regroupent un ensemble d’activités, notamment la génération automatique de maillages, afin de construire les supports utilisés par la méthode des éléments finis ou de volumes finis. Sont également étudiés les méthodologies et méthodes informatiques en particulier pour les maillages de grande taille, la modélisation géométrique et les schémas de calculs adaptatifs en sciences de l’ingénieur dans les domaines de la mécanique des structures, de la mécanique des fluides, de l’électromagnétisme, énergétique et sûreté.

  • Expertise scientifique en reconstruction et modélisation 3D
  • Évolutions et développements des algorithmes (géométriques) inhérents au projet : Traitement de nuages de points, Simplification à priori de nuages Reconstruction 3D par triangulation de nuages de points, optimisation géométrique de la forme triangulée Simplification géométrique des triangulations Extraction du squelette topologique et décomposition en carreaux Analyse des carreaux et reconnaissance de formes élémentaires (linéaires et quadratiques).
  • Dissémination des résultats innovants au sein de la communauté scientifique

Domaines de recherche

Afin de rendre possible la mise en place par les industriels d’un processus de continuité numérique complet allant de l’acquisition de l’environnement manufacturier à l’implémentation de solutions métiers opérationnelles, ce en connexion avec l’usine numérique, NASIMA a visé différents domaines de recherche prioritaires.

NUMÉRISATION DES SITES ET TRAITEMENT DES DONNÉES

Résoudre une double-problématique avec, d’une part, la numérisation proprement dite desdits sites, au sens de l’acquisition de leur géométrie au travers de dispositifs matériels et, d’autre part, du traitement des données brutes, issues de ces dispositifs, de manière à les rendre exploitables dans les contextes de simulation visés.

RECALAGE VISION POUR LA RÉALITÉ AUGMENTÉE EN INDUSTRIE

Étendre la solution innovante du CEA List de recalage 3D sans marqueur, robuste aux occultations et aux fortes variations de distance par rapport à l’environnement, à des environnements industriels de volume important ainsi qu’à des objets mobiles.

SIMULATION PHYSIQUE EN RÉALITÉ MIXTE

Développer des solutions et procédés qui, au-delà d’une superposition précise et robuste d’éléments virtuels sur la réalité, permettront de visualiser, en réalité augmentée, des situations sophistiquées et complexes, simulant des phénomènes physiques conformes à ce que serait la réalité des interactions entre le site industriel réel et les éléments virtuels faisant l’objet des usages métiers abordés (ex : ajout d’un robot sur une chaîne de montage, modification du produit fabriqué (ex : caisse d’une voiture plus haute que celle fabriquée précédemment, etc.).

CONNEXION AVEC L’USINE NUMÉRIQUE

Mettre en place une vraie « connexion », tangible et bilatérale, entre les données digitales manipulées au sein de l’usine numérique, qu’il s’agisse d’éléments géométriques ou sémantiques, et la réalité des sites industriels.

Exemples de cas d'usages

Les Unités de Séparation d’Air (ASU) sont développées et fabriquées dans les 3 centres de fabrication d’Air Liquide par la filiale Ingénierie et Construction (E&C) du groupe. La colonne de distillation est un des éléments principaux des ASU qui répond à des normes strictes d’équipements sous pression autour de laquelle évoluent des organes telles que des tuyauteries. Ces organes sont fixés à la colonne via des supports pré-positionnés. Pour de grandes colonnes, un contrôle manuel de la position de ces supports peut durer plusieurs jours et induire une disqualité non négligeable : erreurs importantes de positionnement supérieures au cm.

Besoin fonctionnel : outil d’aide à la fabrication pour positionner et contrôler ces supports sur la colonne :

  • montage des platines supports et des piquages au bon emplacement
  • contrôle de conformité du positionnement de ces platines supports et piquages

Difficultés liées au tracking
Rotondité et longueur de nos équipements, les colonnes de distillation de l’air de nos ASU sont de très grande dimension et sont des objets présentant très peu d'arêtes vives diminuant la qualité de reconnaissance des logiciels de tracking. Assurer également que le tracking est assez solide pour être efficace même lors du déplacement des opérateurs.


Tracking
L'algorithme de tracking a été amélioré; il permet d'atteindre la robustesse recherchée lorsque l'on se déplace lentement autour de la colonne, malgré la présence d'échafaudages devant celle-ci.
Connexion au SI
Une chaîne manuelle entre les logiciels Solidworks, 3D Jump et Unity a été mise en oeuvre. Par ailleurs, un connecteur Navisworks plus intégré aux outils d'Air Liquide a été développé.

Le besoin initial concernait des actions de contrôle de complétude de montage d’équipements dans des locaux de navires en phase attaches. Après la fabrication de la coque du navire, un ensemble d’éléments de supportage appelés « attentes » ou « attaches » sont installés dans les locaux. Ces éléments une fois montés vont servir à accueillir l’ensemble des équipements installés à bord. Il est essentiel de s’assurer que tous ses éléments sont présents à bord et bien positionnés au centimètre près, pour éviter des problèmes de reprise ou de mauvais montages engendrant des non-qualités.

Difficultés liées au tracking

  • Environnement de très grande taille
  • Initialisation du tracking : caméra située à l'intérieur de l'objet à "tracker", difficultés liées à la luminosité, aux contours parallèles…)
  • Modèle de tracking changeant en raison des évolutions rapides de l'environnement et de l'objet à "tracker" dans un contexte de chantier.

Tracking

  • Tracking fonctionnel dans des conditions identifiées comme favorables (déplacements lents, au moins 50% de l'objet visible)
  • Simplicité d'utilisation une fois l'apprentissage réalisé
  • Robustesse de la technologie, y compris aux occultations

Connexion au SI
La création de projet s'effectue rapidement au travers du connecteur mise en oeuvre pour Navisworks. En outre, l'objet de tracking peut être mis à jour sur le terrain, dans le connecteur.

Cas d'usage : formation à la maintenance des centres d'usinage, échange d'une électrobroche.
Besoin : mettre en œuvre un processus innovant de formation à la maintenance des moyens standards (centre d'usinage, robots…) autant que des moyens spécifiques (machines spéciales).

Difficultés liées au tracking
La récupération ou construction des modèles 3D utilisés pour le cas d'usage . En effet les métiers ne disposent pas nécessairement des CAO des outils dont Renault a fait l'acquisition. L'idée ici n'étant pas de capter des pièces , mais bien un volume ou des ensembles d'éléments pour animer des scénarios.
L'interconnexion avec le SI existant chez Renault
Les données (nomenclature, gestion de stock, documentation fournisseur …) sont stockées dans un SI n'ayant pas de connecteurs dédiés ou adaptés aux systèmes de mobilité . Un travail de qualification du besoin métier, traduit en expression technique est à réaliser au travers des différentes instances de Renault (développement, réseau, sécurité ..)

Les enjeux ont été relevés avec brio par les techno-providers impliqués dans le projet. D'autres initiatives relevant de challenges techniques proches ont été échangés avec des enjeux métiers ou des cas d'usages différents.

Tracking
Un scan complet orienté " tracking pour la RA " a été réalisé , puis une implémentation dans des briques unity avec des algorithmes de traitement spécifiques. L'une des difficultés est d'afficher suffisamment de points pour rendre l'immersion bonne , et pas trop pour que l'expérience soit fluide et ergonomique pour les porteurs de casques. Après plusieurs itérations et tests entre les techno-providers et Renault, le livrable est fonctionnel.

Connexion au SI
1/ Des développements ont donc été menés pour créer des connecteurs sur les SI de Renault . Ceux-ci n'étant pas " standards " mais intégrés dans les infrastructures opérationnelles, de nombreuses compétences techniques en développement et connaissance des SI ont été mises en œuvre, parmi les équipes infrastructures, SAP, réseau et télécom.
2/ Une interconnexion de ces technologies nouvelles avec les systèmes existants actuellement chez Renault a été mise en oeuvre. La maquette intègre deux fonctionnalités spécifiques :

  • consulter l'état des stocks d'une pièce directement depuis le système, afin de décider d'un éventuel changement en cas d'usure prématurée ou imprévue.
  • lancer la commande, et voir le délai de livraison, sans avoir besoin d'accéder à la nomenclature de l'objet ou aux références fournisseurs.

S’agissant de la problématique de localisation 3D du dispositif de RA, le contexte applicatif du projet NASIMA présente de véritables challenges pour les algorithmes basés sur la vision: il s’agit souvent de localiser un objet dont le volume est important vis-à-vis de la distance d’observation et dont l’apparence évolue au cours du temps. Au cours du projet, le CEA a donc proposé des évolutions majeures de sa solution de localisation de type « SLAM contraint à un modèle CAO » afin que celle-ci réponde mieux aux besoins du projet.

Ces travaux ont entre autres permis:

  • de développer un nouveau formalisme de contrainte au modèle CAO dans un ajustement de faisceaux, ceci afin de réduire la consommation mémoire & CPU lors d’optimisation de scène de grand volume
  • d’exploiter une centrale inertielle bas coût pour assister le processus de suivi de primitives 2D, ceci afin d’améliorer la robustesse en cas de mouvements brusques
  • de développer une solution de reconnaissance de point de vue avec des stratégies de mise à jour plus adaptées aux environnements dynamiques

Ces avancées ont donné lieux à des publications scientifiques internationales (conférence internationale 3DV 2016, journal Machine Vision and Applications 2018).

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