Brevet FR3005819A1 — publié le 20141121

DISPOSITIF D'AIDE A LA MAINTENANCE ET PROCEDE DE MAINTENANCE UTILISANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif d'aide à la maintenance. Elle concerne également un procédé de maintenance utilisant un tel dispositif. L'invention s'applique notamment dans le domaine de la maintenance ou de la formation en maintenance de systèmes complexes. Beaucoup de matériels ou d'équipements sont livrés avec un outil de maintenance. La maintenance peut être considérée comme faisant partie du matériel ou de l'équipement livré. La qualité de la maintenance est une composante essentielle de la qualité globale d'un équipement. Un outil de maintenance se décline généralement sous forme de procédé destiné à être appliqué par des opérateurs sur les équipements livrés. Selon des méthodes selon l'art antérieur, un opérateur de maintenance doit s'équiper d'une collection de classeurs de documents techniques ou d'un ordinateur pour visualiser l'IETP, « Interative Electronic Technical 15 Publication », support multimédia propre à un matériel. Ces solutions peuvent être appliquées mais ne sont pas optimum en termes d'efficacité, de productivité et de qualité de la maintenance. Elles nécessitent, soit : - de se munir d'une collection complète au format papier qui devient 20 volumineuse pour les systèmes complexes ; - d'utiliser un ordinateur pour visualiser la documentation complète de l'ensemble d'un système sous une IETP. Ce moyen, certes exhaustif, exige un temps de recherche important pour trouver une information pertinente et relative à la maintenance d'une pièce sur un équipement 25 complexe ; d'imprimer les procédures au fur et à mesure du besoin, les coûts associés étant alors conséquents. Des risques d'incompréhension et de casse sont essentiellement dus à la rédaction et donc à la cohérence et la précision de la documentation de 30 maintenance. Cette cohérence s'accompagne également de la bonne formation de l'opérateur de maintenance sur le système ou l'équipement à maintenir. La formation nécessite la rédaction et l'utilisation de supports de cours dont le contenu est différent de la documentation de maintenance. Les outils de maintenance actuels présentent de nombreux inconvénients. Ils sont coûteux en termes de papiers. Ils ne permettent pas d'effectuer des opérations de maintenance à la fois rapides et fiables. Ils peuvent manquer de clarté ou de précision et entraîner des incompréhensions de la part des opérateurs et même des dégradations de matérielles. Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'aide à la maintenance d'un 10 système, ledit système étant apte à être maintenu par au moins un opérateur, le dispositif comportant au moins : un capteur d'orientation détectant l'orientation relative dudit système en regard de l'opérateur, ledit capteur étant équipé de moyens de transmission ; 15 une machine équipée d'un applicatif, ledit applicatif recevant les données d'orientation transmises par ledit capteur et stockant au moins un fichier comportant les instructions de maintenance dudit système, ledit fichier intégrant des modules de représentation graphique du système ; 20 des moyens de visualisation interfacés à l'applicatif affichant des vues du système en fonction de l'orientation du capteur, une vue affichée représentant une vue réelle du système visible par l'opérateur, l'affichage des vues étant commandé par l'applicatif à partir des données d'orientation reçues et des modules de représentation 25 graphique dudit système. Les vues affichées sont par exemple des vues 3D, en trois dimensions. Le dispositif délivre par exemple des instructions de maintenance en fonction des vues qui sont affichées, lesdites instructions pouvant être affichées sous forme de texte ou de pictogrammes. 30 Les instructions sont par exemple sous forme vocale ou sous forme de séquence animée, d'autres formes étant possibles. Les parties sur lesquelles l'opérateur doit opérer sont mises en évidence. Les instructions de maintenance comportent par exemple une indication d'orientation que le système doit prendre relativement à l'opérateur, une étape de maintenance étant engagée lorsque l'orientation est considérée comme suffisamment correcte pour engager une étape de maintenance. Le capteur est par exemple relié à la machine par une liaison sans fil. La machine est par exemple un ordinateur dont l'écran constitue les moyens 5 de visualisation. Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif comporte des moyens de fixation du capteur d'orientation sur le système, le capteur étant rendu mécaniquement solidaire du système. Les modules de représentation graphique peuvent être externes et 10 indépendants du fichier contenant les instructions de maintenance. L'invention a également pour objet un procédé de maintenance d'un système, ledit système étant apte à être manipulé par au moins un opérateur, ledit procédé comportant au moins : 15 - une étape de chargement d'un fichier de maintenance dans une machine interfacée à des moyens de visualisation, ledit fichier comportant les instructions de maintenance dudit système et intégrant des modules de représentation graphique du système ; - une étape de fixation d'un capteur d'orientation sur ledit système, ledit 20 capteur détectant l'orientation du système et transmettant les données d'orientation à ladite machine, les moyens de visualisation étant aptes à afficher des vues du système en fonction de l'orientation du capteur, l'affichage des vues étant commandé à partir des données d'orientation reçues et des modules de représentation graphique dudit système ; 25 - une étape d'initialisation de l'affichage des vues dans laquelle on affiche la vue du système correspondant à la partie du système réellement vue par l'opérateur ; les opérations de maintenance étant réalisées à l'aide d'un dispositif tel que décrit précédemment. 30 L'invention a également pour objet un procédé de maintenance d'un système par au moins un opérateur, ledit procédé comportant au moins : - une étape de chargement d'un fichier de maintenance dans une machine interfacée à des moyens de visualisation, ledit fichier comportant les instructions de maintenance dudit système et intégrant des modules de représentation graphique du système ; - une étape de fixation d'un capteur d'orientation sur l'opérateur sur l'opérateur, ledit capteur détectant l'orientation du regard de l'opérateur et transmettant les données d'orientation à ladite machine, les moyens de visualisation étant aptes à afficher des vues du système en fonction de l'orientation du capteur, l'affichage des vues étant commandé à partir des données d'orientation reçues et des modules de représentation graphique dudit système ; - une étape d'initialisation de l'affichage des vues dans laquelle on affiche la vue du système correspondant à la partie du système réellement vue par l'opérateur ; les opérations de maintenance étant réalisées à l'aide d'un dispositif tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, un exemple de dispositif d'aide à la maintenance selon l'invention ; la figure 2, un exemple d'utilisation du dispositif de la figure 1, la figure 3, des éléments de mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 illustre un exemple de dispositif d'aide à la maintenance selon l'invention. Dans l'exemple de la figure 1, le système à maintenir est un 25 casque 10 équipé de plusieurs fonctions. Un dispositif selon l'invention comporte au moins : un capteur d'orientation 1 permettant d'obtenir les orientations de l'équipement en cours de maintenance, le capteur étant équipé de moyens de transmission des données d'orientation ; 30 un système de fixation 2 permettant de positionner le capteur avec une précision suffisante sur le système à maintenir, le système de fixation étant adapté au système, au casque dans l'exemple de la figure 1 ; des moyens de traitement et de visualisation, notamment pour la 35 visualisation de représentations graphiques du matériel 1 du matériel 10 en fonction de l'orientation de ce dernier, plus particulièrement le moyen de visualisation affiche des vues du matériel fonction des informations d'orientation fournies par le capteur d'orientation. Le capteur d'orientation 1 repose sur une centrale inertielle, par exemple en technologie MEMS, associée à un émetteur sans fil et à une batterie. Le capteur comprend au moins : - un accéléromètre 3D, permettant d'obtenir la verticale par la mesure de l'accélération de la pesanteur ; - un magnétomètre 3D permettant d'obtenir la direction du champ magnétique local ; - un gyroscope 3D permettant de mesurer les vitesses angulaires selon les trois axes. Dans l'exemple de la figure 1 une représentation 3D, en trois dimensions, est affichée sur un écran de tablette tactile 3 par exemple, tous types de moyens de visualisation pouvant être utilisés. Une vue du casque 10 est présentée en fonction de l'orientation de ce dernier. Les informations d'orientation du casque sont repérées par le capteur 1, ces informations d'orientation étant notamment le tangage, le lacet et le roulis. Les données d'orientation sont transmises vers des moyens de traitement non représentés associés à l'écran 3. Ce dernier est par exemple l'écran d'un ordinateur, comme dans l'exemple de la figure 1, intégrant par ailleurs les moyens de traitement exploitant les données d'orientation. On peut avantageusement utiliser une tablette intégrant l'écran et les moyens de traitement. La liaison 4 entre le capteur et les moyens de traitement est par exemple une liaison sans fil, du type Bluetooth par exemple. Une liaison sans fil permet de garder une liberté de mouvement totale du système au cours de la 30 maintenance. Les moyens de traitement comportent en mémoire : des instructions de maintenance ou tout autre type d'information de maintenance ; des modules de représentation graphique du système à maintenir, le 35 casque dans le présent exemple ; 3 0 0 5 8 1 9 6 Les modules de représentation graphique peuvent être externes et indépendants du fichier des instructions de maintenance. Les moyens de traitement exploitent les données d'orientation du système en combinaison avec les instructions de maintenance et les modules de 5 représentation mémorisés. L'exploitation de ces données se traduit par l'affichage de vues et d'informations sur l'écran, les vues affichées étant fonction des données d'orientation. Des instructions ou des informations de maintenance 5 sont par exemple affichées à côté des vues ou en superposition des vues. Ces instructions et informations étant fonction de la 10 vue affichée. En d'autres termes, les informations de maintenance affichées correspondent aux parties du système visibles à l'écran. Ainsi, au fur et à mesure qu'un opérateur manipule le casque 10, en modifiant son orientation, différentes vues et informations de maintenance s'affichent successivement. Le capteur d'orientation 1 est par exemple initialisé de sorte que, lors de la 15 phase d'initialisation, la vue affichée à l'écran corresponde à celle que l'opérateur voit dans la réalité. Les différentes vues qui s'afficheront par la suite, au cours de la manipulation du casque 10, correspondront aux vues que voit réellement l'opérateur de maintenance. Le système de fixation 2 doit notamment permettre de créer une liaison fiable 20 entre le capteur 1 et le système 10 de façon à rendre les deux éléments mécaniquement solidaires, en particulier du point de vue : de la robustesse du montage, une fois monté le capteur ne devant pas se détacher accidentellement du système 10 ou bouger relativement à celui-ci ; 25 de la reproductibilité du montage, à chaque montage du capteur sur le système 10, le capteur ayant la même orientation relative par rapport au système 10. De préférence, le système de fixation 2 doit permettre un montage facile sans outillage spécifique pour l'opérateur. La figure 2 présente un exemple de mise en oeuvre de l'invention avec un opérateur de maintenance 21. Durant la procédure de maintenance, l'opérateur dispose d'une vue 24 cohérente spatialement avec l'équipement sur lequel il intervient comme cela a été précisé précédemment. Ainsi, la partie 22 du casque 10 visible par l'opérateur est affichée sur l'écran du moniteur 3. La vue affichée est fournie par les modules de représentation graphique. Lorsque l'opérateur manipule le casque 10, ce dernier subit un mouvement 23 qui est détecté par le capteur d'orientation 1. Ce dernier transmet les données d'orientation aux moyens de traitement qui commandent l'affichage de façon à faire subir à la représentation 3D du casque le même mouvement 22 sur l'écran, en synchronisme, pour aboutir à une nouvelle vue 24. Une indication fléchée 25 indique à l'opérateur 21 l'orientation à donner à l'objet 10 pour la suite de la maintenance, l'orientation devant se faire selon le sens de la flèche. Des instructions de maintenance 5 sont par exemple inscrites sur l'écran. Elles peuvent être affichées sous forme de texte ou de pictogrammes. Ces instructions peuvent également être accompagnées d'une flèche ou autres indications visuelles qui pointent ou qui mettent en évidence la partie du casque sur laquelle il faut opérer, en regard des instructions de maintenance inscrites. A titre d'exemple, une instruction de maintenance est le dévissage d'un sous-ensemble avec une flèche mettant en évidence ce sous-ensemble et l'endroit où il faut dévisser. La figure 3 présente des éléments de mise en oeuvre de l'invention. Un fichier 31 de procédure de maintenance de l'équipement, par exemple le casque 10, est chargé 32 dans une application hôte 33. Cette application peut être dans tous moyens de traitement, du type ordinateur, tablette numérique ou autre. Le fichier de maintenance comporte les procédures de maintenance ainsi que les modules de représentation graphique du système ou de l'équipement à maintenir. L'application hôte 33 reçoit par ailleurs en entrée les données d'orientation fournies par le capteur d'orientation 1, par exemple via une liaison sans fil. Les données du fichier de procédure et les données d'orientation sont traitées par l'application hôte pour envoyer une commande de visualisation aux moyens de visualisation 3. La présentation des instructions, des autres informations et des vues en fonction des mouvements du capteur d'orientation est gérée par des algorithmes implantés dans l'application hôte. Ces derniers permettent 35 notamment de synchroniser la vue 3D de l'objet en maintenance avec l'orientation de l'objet réel et en cohérence avec ce dernier. Tous types de procédures de maintenance numérique, par exemple des instructions textuelles, les représentations 2D et 3D, des séquences d'animations 3D issues de logiciels de CAO, peuvent être gérées par ces algorithmes en relation avec une interface Homme-machine (IHM) spécifique 3. Plusieurs exemples d'IHM ont été présentés précédemment. D'autres IHM sont possibles, par exemple des représentations holographiques. Afin de présenter dans l'IHM la vue 3D de l'objet 24 en cours de maintenance avec l'orientation de l'objet réel 10, l'invention s'appuie 10 notamment sur un pilotage spécifique de ces éléments 24, 10. Ce pilotage permet d'obtenir l'orientation de l'objet réel à partir des données du capteur 1 attaché à l'objet réel 10, puis d'orienter en conséquence la vue 3D affichée par l'IHM comme cela a été décrit précédemment. 15 En regard de la figure 3, l'invention propose donc à un opérateur ou un utilisateur les étapes décrites ci-dessous. En entrée, on charge le fichier 31 relatif au manuel de maintenance d'objet 10 à maintenir, un casque dans l'exemple des figures 1 et 2. Ce fichier autonome ou issu d'une base de données comporte les éléments de 20 représentation 3D accompagnés de texte ou d'animation. Il est possible par ailleurs de remplacer ou de compléter le texte par des instructions vocales ou visuelles. L'orientation de l'équipement permet de ne représenter ou de ne filtrer que les procédures de maintenance des points de la vue de l'objet affichée par 25 l'IHM. L'opérateur 21 dispose directement des procédures en cours de lecture suivant l'orientation du casque 10. Cela facilite notamment la recherche et la sélection des procédures de maintenance. L'invention permet avantageusement un déroulement de la procédure de maintenance respectant la cohérence de l'orientation entre la vue 24 et 30 l'objet réel 10, avec les possibilités suivantes : - le déroulement est assisté par des indications fléchées 25 sur l'IHM qui permettent de donner des consignes de rotation tant que l'objet n'a pas été correctement positionné ; - la représentation de détails graphiques, comme des zooms ou des 35 vues éclatées, peut être demandée selon l'orientation de l'objet ; le marquage des points sur lesquels il faut opérer selon les procédures est réalisée dans l'orientation telle que vue par l'opérateur ; lors d'une procédure de maintenance comportant plusieurs étapes, l'utilisateur peut rejouer une étape, passer ou revenir sur une étape par l'utilisation de commande vocale ou tactile sur l'IHM. Il est à noter que seule une synchronisation initiale de la vue 3D avec l'orientation de l'équipement réel est nécessaire. Il faut en effet que l'opérateur réalise une étape initiale de synchronisation entre l'objet réel d'une part et la vue 3D d'autre part. Avantageusement, la prise en compte de la détection du capteur d'orientation ne nécessite pas d'opération de la part de l'utilisateur dans la procédure de maintenance. Par ailleurs, le capteur 1 n'introduit pas de limitation significative pour l'opérateur dans l'organisation de son poste de maintenance, ou dans la manière dont il dispose l'équipement pendant l'opération de maintenance. Par exemple, le capteur a une plage de fonctionnement de 360° sur les trois axes, une précision de 1° en lacet et de 0,5° en tangage, roulis, et une portée de 3m dans une liaison sans fil. L'invention concerne l'aide à la maintenance de systèmes notamment complexes. Elle peut aussi concerner le domaine de la formation en maintenance, les apprentis pouvant apprendre plus facilement grâce au dispositif d'aide à la maintenance selon l'invention. L'invention a été décrite pour des systèmes manipulables par un opérateur, directement ou avec l'aide de moyens de manipulation. Elle peut aussi s'appliquer dans les cas où le système n'est pas manipulé. L'invention a donc été décrite pour un système de maintenance où c'est le système à maintenir qui change d'orientation, le capteur étant fixé sur le système. Cela est possible lorsque l'on peut orienter le système relativement facilement, comme le casque 10 de l'exemple des figures 1 et 2. Le système peut être orienté par une manipulation directe du système ou via un support, par exemple une table ou une tablette sur laquelle est posé le système à maintenir. Dans ce cas, on manipule la tablette ou la table. Pour des systèmes peu ou pas mobiles, on peut fixer le capteur relativement à l'opérateur et afficher les vues du système visibles par l'opérateur en fonction de sa position par rapport au système. Dans ce cas, le capteur peut être fixé sur l'opérateur, sur sa tête par exemple, au moyen d'un casque 5 adapté. Le capteur doit en effet être fixé de manière à capter l'orientation du regard de l'opérateur, pour déterminer la partie du système faisant face à l'opérateur. Le principe est le même que pour l'exemple décrit précédemment. L'affichage est cohérent avec la vue de l'opérateur sur le système et en synchronisme avec l'orientation ou la position de cet opérateur 10 par rapport au système. REVENDICATIONS1. Dispositif d'aide à la maintenance d'un système (10), ledit système étant apte à être maintenu par au moins un opérateur (21) caractérisé en ce qu'il comporte au moins : un capteur d'orientation (1) détectant l'orientation relative dudit système (10) en regard de l'opérateur (21), ledit capteur étant équipé de moyens de transmission ; une machine équipée d'un applicatif (33), ledit applicatif recevant les données d'orientation transmises par ledit capteur (1) et stockant au moins un fichier (31) comportant les instructions de maintenance dudit système, ledit fichier intégrant des modules de représentation graphique du système (10) ; des moyens de visualisation (3) interfacés à l'applicatif (33) affichant des vues (24) du système (10) en fonction de l'orientation du capteur (1), une vue affichée représentant une vue réelle du système visible par l'opérateur, l'affichage des vues étant commandé par l'applicatif (33) à partir des données d'orientation reçues et des modules de représentation graphique dudit système. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vues 20 affichées sont des vues 3D, en trois dimensions. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il délivre des instructions de maintenance en fonction des vues qui sont affichées. 25 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites instructions sont affichées sous forme de texte ou de pictogrammes. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en 30 ce que les instructions sont sous forme vocale. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les instructions sont sous forme de séquence animée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les parties sur lesquelles l'opérateur doit opérer sont mises en évidence. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les instructions de maintenance comportent une indication d'orientation que le système (10) doit prendre relativement à l'opérateur, une étape de maintenance étant engagée lorsque l'orientation est considérée comme suffisamment correcte pour engager une étape de maintenance. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (1) est relié à la machine (3) par une liaison sans fil. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la machine est un ordinateur dont l'écran constitue les moyens de visualisation (3). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (2) du capteur d'orientation (1) sur le système (10), le capteur étant rendu mécaniquement solidaire du système. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que les modules de représentation graphique sont externes et indépendants du fichier (31) contenant les instructions de maintenance. 13. Procédé de maintenance d'un système (10), ledit système étant apte à être manipulé par au moins un opérateur (21) caractérisé en ce qu'il 30 comporte au moins : - une étape de chargement d'un fichier de maintenance dans une machine interfacée à des moyens de visualisation (3), ledit fichier comportant les instructions de maintenance dudit système et intégrant des modules de représentation graphique du système (10) ;- une étape de fixation d'un capteur d'orientation (1) sur ledit système (10), ledit capteur détectant l'orientation du système et transmettant les données d'orientation à ladite machine, les moyens de visualisation (3) étant aptes à afficher des vues (24) du système (10) en fonction de l'orientation du capteur (1), l'affichage des vues étant commandé à partir des données d'orientation reçues et des modules de représentation graphique dudit système ; - une étape d'initialisation de l'affichage des vues dans laquelle on affiche la vue du système correspondant à la partie du système réellement vue par l'opérateur ; les opérations de maintenance étant réalisées à l'aide d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Procédé de maintenance d'un système (10) par au moins un opérateur (21) caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - une étape de chargement d'un fichier de maintenance dans une machine interfacée à des moyens de visualisation (3), ledit fichier comportant les instructions de maintenance dudit système et intégrant des modules de représentation graphique du système (10) ; - une étape de fixation d'un capteur d'orientation (1) sur l'opérateur (10) sur l'opérateur (21), ledit capteur détectant l'orientation du regard de l'opérateur et transmettant les données d'orientation à ladite machine, les moyens de visualisation (3) étant aptes à afficher des vues (24) du système (10) en fonction de l'orientation du capteur (1), l'affichage des vues étant commandé à partir des données d'orientation reçues et des modules de représentation graphique dudit système ; - une étape d'initialisation de l'affichage des vues dans laquelle on affiche la vue du système correspondant à la partie du système réellement vue par l'opérateur ; les opérations de maintenance étant réalisées à l'aide d'un dispositif selon 30 l'une quelconque des revendications 1 à 12.