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D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 1 Modélisation

D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 1 Modélisation graphique des processus : application aux systèmes de production D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 2 Mission Voyage en avion • Processus : activité de production ou de gestion déterminée, impliquant le déroulement d’un ensemble d’actions visant à remplir une finalité globale Processus Préparation Départ Traversée Approche Arrivée Gestes x y z… Essai moteurs Tâches Lecture check list Vérification commandes Réglage instruments Autorisation de la tour Du processus aux procédures … et jusqu’aux gestes Exemple d’un voyage en avion (d’après Henry et Monkam-Daverat, 1998) Procédures Mise en route Roulage au sol Point fixe Envol • Procédure : enchaînement de tâches élémentaires standardisées, déclenchées en amont par l’expression d’un besoin quelconque et limitées en aval par l’obtention d’un résultat attendu D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 3 Modèles de connaissance Quelques exemples de modèles disponibles Représentation du réel Modèle comportemental (ou modèle boîte noire) Définit le comportement d’un système, souvent sous la forme d’une équation liant entrées / sorties « comment cela se comporte ?» ? Modèle fonctionnel Définit les différentes fonctions d’un système à partir de ses fonctions génériques « à quoi ça sert ? » X Y a b c Modèle Structurel Définit les composants d’un système et leurs relations de composition « comment ça marche ?» D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 4 Modélisation systémique : ex. du traitement du paludisme (Franco et al., 1997) Systèmes de logistique Systèmes de financement Systèmes de supervision Systèmes de formation Systèmes d’IEC Systèmes d’appui Intrants Médicaments Agents expérimentés Patients malades Culture,situation socio éco., etc. Intrants Processus Anamnèse Examen clinique Diagnostic Traitement Conseils Processus Extrants Patients traités pour paludisme Patients con- seillés pour paludisme Extrants Diminution décès paludisme Meilleurs connaissances et pratiques Autres systèmes Autres systèmes Effets Baisse mortalité Impacts Résultats D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 5 Actigramme SADT ou IDEF0 (1/3) (SADT : Structured Analysis and Design Technique IDF : Integrated Definition Language) « Contrôles » (Évènements déclenchant l’activité décrite ou influant fortement son comportement ) « Mécanismes » ou supports physiques (Éléments physiques – individus, organismes, machines - mis en œuvre pour réaliser l’activité décrite) Comment ? Qui ? MODULE Module : décomposition unitaire des activités fonctionnelles du système Sorties (Résultats de l’activité décrite) Diagramme permettant de modéliser un système par une analyse fonctionnelle descendante, modulaire et hiérarchisée Entrées Flux matériels ou d’information (Éléments consommés par l’activité décrite pour fournir les sorties) D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 6 Préparer la formation Évaluer les connaissances acquises Enseigner la méthode Moyens pédagogiques existants Supports pédagogiques Programme de formation Méthodes pédagogiques Planning des cours Besoins de compléments Besoins complémentaires de formation Demande de formation Stagiaires à former Stagiaires en formation Besoins d’évaluation Besoins de compléments d’information Méthodes d’évaluation Stagiaires formés Actigramme SADT (2/3) Exemple d’application : formation de stagiaires (d’après Cazaubon et al., 1997) D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 7 A1 Identifier les risques de proximité A2 Évaluer les risques A3 Négocier les objectifs A4 Définir les moyens de prévention MOSAR Outils de calcul Grille proba * gravité Moyens de prévention : contrôle, protection, choix des cibles - Description de l’installation (modélisation) - Environnement actif Accidents possibles (scénario enveloppe) Conséquences Risques classés (acceptables / inacceptables) - risques maîtrisés - risques résiduels Réglementation (règles et règlements) Actigramme SADT (3/3) Exemple d’application : prévention de risques par la méthode MOSAR (d’après J-L Ermine., 2002) D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 8 1 (étape initiale) (x) (Transition : condition obligatoire à remplir pour passer à l’étape suivante) n n+1 (étape n) action associée à l’étape n action associée à l’étape n+1 (étape n+1) Formalisme Grafcet (Graphe de Commande Étape/Transition) Diagramme fonctionnel utilisé pour la description des systèmes logiques de commande D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 9 • Chemical engineering – physical and engineering properties of materials – process flowsheets – material and energy balances – equipement sizing – plant utilities • Mechanical engineering – detailed engineering design of process and utility equipement – piping and material transport equipement – heating / air conditioning of industrial bulidings • Electrical engineering – electrical power – industrial lighting – process control – plant automation • Industrial engineering – efficient plant operation – better utilization of material and labor ressources – time-motion studies – application of occupationnal and public health regulations Process and plant design : activités traditionnelles d’ingénierie mobilisées (d’après Maroulis et Saravacos, 2003) D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 10 Process and plant design : différentes phases de conception / construction d’une unité industrielle (d’après Maroulis et Saravacos, 2003) 1. Feasibility study • Process design • Plant design 2. Engineering design • Process equipment • Plant utilities 3. Plant construction • Civil engineering works • Installation of equipment • Plant start-up 1. Selection of the proper flowsheet to realize the required production 2. Material and energy balances process requirement of the plant 3. Sizing and rating of the required industrial process equipement 4. Cost estimation 5. Financial and profitability analysis 6. Parametric optimization 7. Structural optimization of process 1. Detailed engineering and construction of process 2. Equipment 3. Utilities 4. Buildings 5. Storage facilities 6. Waste treatment D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 11 • PBD : process block diagrams (schémas bloc) 1 bloc = 1 opération unitaire ou groupe d’opérations unitaires • PFD : process flow diagrams (schémas de circulation des fluides) représentation détaillée et symbolique des équipements, tuyauteries et utilités • PLD : process layout diagrams (schémas d’implantation globale) positionnement des équipements de procédé dans l’usine/atelier de fabrication • PCD : process control diagrams (schémas de contrôle/commande) positionnement des organes de régulation et leurs liens avec les capteurs • PID : process instrumentation and piping diagrams (schémas tuyauteries et instrumentation) type et localisation de l’instrumentation, type et connections des tuyauteries Process and plant design : différents types de diagrammes utilisés D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 12 1. Schéma bloc ou schéma fonctionnel (PBD) 2. Schéma procédés (PFD) 3. Schéma d’implantation (PLD) 4. Schéma tuyauterie et instrumentation (PID) 5. Fiches de spécification • données procédé • données construction Différents types de schémas et phasage en industries de process (d’après M. Auroy, Techniques de l’Ingénieur) Voie d’accès au produit Développement procédé Conception unité Réalisation Exploitation Acquisition/transfert de données de base Elaboration Mise à jour D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 13 Description des étapes chimiques et physiques du procédé et des flux matière, en allant des matières premières aux produits finis • 1 bloc = 1 fonction à réaliser (1 opération unitaire ou un groupe d’opérations unitaires • liaisons entre bloc (traits + flèche) = flux de matière Organisation séquentielle et modulaire de la production, où sont clairement identifiés : • les produits – matières premières et produits auxiliaires – produits intermédiaires – produits finis, sous-produits , déchets, effluents (rejets) • les interventions sur ces produits (et non les technologies) – réception, opérations unitaires, conditionnement, stockage, expédition • les flux (continus, discontinus) – flux de matière – flux d’énergie – flux d’informations Le diagramme de fabrication par schéma blocs (eng. : PBD – Process Block Diagram) D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 14 Opération unitaire Matières premières Produits utilisables Rejets énergie énergie dégradée traitement de l’information Produits auxiliaires Le schéma bloc D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire PBD : exemple pour le concentré de jus d’orange (Saravacos et Marouli)s et, 2011) D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 16 PBD : exemple pour le concentré de tomate application aux bilans de matière et de chaleur (Maroulis et Saravacos, 2003) Bilan matière Bilan chaleur D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 17 Fonction d’ordre 0 : regroupement fonctionnel de fonctions d’ordre 1 présentant un certain niveau d’analogie de structure et/ou de mission (ex: logique d’atelier) Diagramme de niveau 0 m n l o p Fonction d’ordre 1 : macro-fonction élémentaire provoquant une transformation majeure, reconnue sans équivoque comme telle, de l’état physique, chimique et/ou biologique d’un produit (composition, structure, expression sensorielle) ; une fonction d’ordre 1 peut se décomposer en une seule ou plusieurs fonctions d’ordre 2 Diagramme de niveau 1 n Fonction d’ordre 2 : sous-fonction élémentaire obtenue par décomposition fonctionnelle d’une fonction d’ordre 1 ; cette décomposition doit générer un ensemble de sous-fonctions nécessaires et suffisantes à la réalisation des objectifs assignés à la fonction initiale Diagramme de niveau 2 n1 n2 ny Fonction d’ordre 3 : opération élémentaire obtenue par décomposition technologique d’une fonction d’ordre 2 ; l’enchaînement des opérations liées à une fonction d’ordre 2 permet de mettre en œuvre cette fonction dans un contexte donné et selon un mode opératoire défini ; selon le contexte et le mode opératoire retenus, il existe plusieurs possibilités de décomposition technologique d’une même fonction d’ordre 2 Diagramme de niveau 3 n2,1 n2,2 n2,z Schéma bloc : décomposition fonctionnelle et transitions D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, L‘usine agro-alimentaire Page 18 D. Bounie, Polytech'Lille – IAAL, uploads/Industriel/ usine7-vp.pdf