Brevet FR3123737A1 — publié le 20221209

L’invention concerne des procédés et des systèmes de surveillance de machine automatisés. Certains modes de réalisation donnés à titre d’exemple peuvent comprendre le traitement des données associées à une machine en effectuant une décomposition temps-fréquence, en effectuant un regroupement de phases, en effectuant une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée, et/ou en effectuant une détection de crête sur une énergie commune pour détecter des cycles de machine. Certains modes de réalisation donnés à titre d’exemple peuvent effectuer une opération d’apprentissage suivie d’une opération de suivi du processus, ceci facilitant le réglage et le fonctionnement avec une interaction d’utilisateur limitée. Voir Figure 1 Surveillance de machine automatisée La présente invention concerne généralement des systèmes et des procédés de surveillance d’équipement et de processus de fabrication et, plus particulièrement, des systèmes et des procédés automatisés d’analyse et de rapport de données pour des machines dans un environnement de production. Contexte Des systèmes de surveillance de machine de fabrication sont communément utilisés dans une variété d’applications où l’on souhaite obtenir des informations concernant le fonctionnement des machines, en particulier des machines à commande numérique, dans un environnement de production, tel une usine. Les systèmes de surveillance classiques nécessitent souvent un accès au logiciel de commande de la machine et une modification de celui-ci, ainsi qu’une connectivité entre le système de commande de la machine et le système de surveillance. Un tel accès et une telle modification peuvent être difficiles ou coûteux, et certaines machines peuvent ne pas être facilement connectées à un système de surveillance. En conséquence, on souhaite prévoir un système de surveillance de machine automatisé qui évite ou limite la nécessité d’une interface directe avec un logiciel de commande ou un système de commande d’une machine. Divulgation de l’invention La présente invention prévoit des systèmes et des procédés améliorés de surveillance de machine automatisé. Dans un mode de réalisation, le système de surveillance de machine automatisé comporte : un premier capteur agencé pour détecter un premier paramètre associé à une première machine ; un premier processeur couplé fonctionnellement pour recevoir des données associées au premier paramètre en provenance du premier capteur, le premier processeur étant en mesure de traiter les données associées au premier paramètre par au moins l’une des actions suivantes consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence, à effectuer un regroupement de phases, à effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée, et à effectuer une détection de crête sur une énergie commune pour détecter des premiers cycles de machine ; et un dispositif d’interface en mesure d’afficher au moins les données ou informations parmi les données traitées et les informations se rapportant aux données. Selon l’invention, le premier processeur peut être disposé dans un premier module de machine associé à la première machine ; et le premier module de machine peut être connecté fonctionnellement au dispositif d’interface par le biais d’un réseau. Selon l’invention, le premier capteur peut être connecté fonctionnellement à un premier module de machine associé à la première machine ; et le premier processeur peut être disposé dans un dispositif informatique, le dispositif informatique étant connecté fonctionnellement au premier module de machine et au dispositif d’interface par le biais d’un réseau. Selon l’invention, le premier capteur peut être connecté fonctionnellement à un premier module de machine associé à la première machine ; et le premier processeur peut être disposé dans le dispositif d’interface, le dispositif d’interface étant connecté fonctionnellement au premier module de machine par le biais d’un réseau. Selon l’invention, le premier capteur peut être disposé selon une position parmi sur la première machine, dans la première machine, et dans un premier module de machine associé à la première machine. Selon l’invention, le système peut comporter par ailleurs un deuxième capteur agencé pour détecter un deuxième paramètre associé à la première machine, le deuxième capteur étant connecté fonctionnellement au premier processeur. Selon l’invention, le premier capteur peut être en mesure de détecter au moins l’un parmi une vibration, un son, une pression, un mouvement, une accélération, une température, un champ magnétique, un champ électromagnétique, et une lumière. Selon l’invention, le système peut comporter par ailleurs : un deuxième capteur agencé pour détecter un deuxième paramètre associé à une deuxième machine ; et un deuxième processeur couplé fonctionnellement pour recevoir des données associées au deuxième paramètre en provenance du deuxième capteur, le deuxième processeur étant en mesure de traiter les données associées au deuxième paramètre par au moins l’une des actions suivantes consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence, à effectuer un regroupement de phases, à effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée, et à effectuer une détection de crête sur une énergie commune pour détecter des deuxièmes cycles de machine. L’invention comporte par ailleurs un procédé d’analyse des données, le procédé comportant les opérations consistant à : effectuer une décomposition temps-fréquence d’un signal horaire associé au fonctionnement d’une machine pour produire une matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence ; effectuer un regroupement de phases sur la matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel de séquence d’étiquettes ; effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée sur le vecteur réel de séquence d’étiquettes pour produire une matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence ; et effectuer une détection de crête sur une énergie commune sur la matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel d’énergie commune. Selon l’invention, le procédé peut comporter par ailleurs, avant l’opération consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence, l’opération consistant à obtenir le signal horaire associé au fonctionnement de la machine par la collecte de données en utilisant un capteur disposé au moins selon l’une des positions parmi dans et sur la machine. Selon l’invention, l’opération consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence peut comporter les opérations consistant à appliquer une fonction de fenêtre de Hann et à effectuer une transformée de Fourier à court terme. Selon l’invention, l’opération consistant à effectuer un regroupement de phases peut comporter l’opération consistant à effectuer un regroupement adaptatif à k moyennes. Selon l’invention, l’opération consistant à effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée peut comporter l’opération consistant à appliquer une corrélation croisée avec une largeur de fenêtre croissante et un décalage de temps croissant. Selon l’invention, l’opération consistant à effectuer une détection de crête sur une énergie commune peut comporter l’opération consistant à calculer une énergie commune en additionnant les fenêtres pour chaque décalage de temps et en détectant les crêtes qui sont au moins l’une parmi isolée et étroite. L’invention peut comporter par ailleurs un procédé de surveillance d’une machine qui comporte une étape d’apprentissage en fonction de l’un quelconque parmi le procédé défini précédemment, et une étape de suivi du processus. L’opération de suivi du processus peut comprendre les opérations consistant à : effectuer une décomposition temps-fréquence d’un signal horaire associé au fonctionnement d’une machine pour produire une matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence ; effectuer un regroupement de phases sur la matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel de séquence d’étiquettes ; effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée sur le vecteur réel de séquence d’étiquettes pour produire une matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence ; effectuer une détection de crête sur une énergie commune sur la matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel d’énergie commune ; et émettre en sortie des informations se rapportant au fonctionnement de la machine. Selon l’invention, les informations se rapportant au fonctionnement de la machine peuvent comporter au moins des informations parmi la réalisation d’une pièce par la machine, un nombre total de pièces produites par la machine, un comptage total de cycles de la machine, un historique de temps des pièces produites par la machine, un historique de temps des cycles de la machine, une cadence de production des pièces par la machine, une efficacité de la production, un temps de cycle nécessaire pour la production d’une pièce, un écart par rapport à un paramètre prévu, et un taux d’utilisation de la machine. L’invention peut par ailleurs comporter un système de surveillance de machine automatisé tel qu’il est défini ci-dessus dans les présentes. Alors que l’invention sera décrite par rapport à certains modes de réalisation, il sera entendu que l’invention n’est pas limitée à ces modes de réalisation. Au contraire, l’invention comprend l’ensemble des variantes, modifications, et équivalents tels qu’ils peuvent être inclus dans le cadre de la présente divulgation. Les objets et avantages ci-dessus et autres de la présente invention seront rendus apparents d’après les dessins annexes et la description de ceux-ci. Les dessins annexes, qui sont incorporés dans cette description et qui constituent une partie de celle-ci, illustrent des modes de réalisation donnés à titre d’exemple de l’invention et, avec une description générale de l’invention donnée ci-dessus, et la description détaillée donnée ci-dessous, servent à expliquer les principes de l’invention. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention deviendront apparents lors de l’examen de la description détaillée d’un mode de réalisation, sans aucune limitation quelconque, et des dessins ci-joints, dans lesquels : : la illustre un premier mode de réalisation donné à titre d’exemple d’un système de surveillance de machine automatisé en fonction des principes de la présente invention. : la illustre un deuxième mode de réalisation donné à titre d’exemple d’un procédé de surveillance de machine automatisé en fonction des principes de la présente invention. : la illustre un deuxième mode de réalisation donné à titre d’exemple d’un procédé de surveillance de machine automatisé en fonction des principes de la présente invention. Système de surveillance de machine automatisé, comportant : un premier capteur agencé pour détecter un premier paramètre associé à une première machine ; un premier processeur couplé fonctionnellement pour recevoir des données associées au premier paramètre en provenance du premier capteur, le premier processeur étant en mesure de traiter les données associées au premier paramètre par au moins l’une des actions suivantes consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence, à effectuer un regroupement de phases, à effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée, et à effectuer une détection de crête sur une énergie commune pour détecter des premiers cycles de machine ; et un dispositif d’interface en mesure d’afficher au moins les données ou informations parmi les données traitées et les informations se rapportant aux données. Système selon la revendication 1, dans lequel le premier processeur est disposé dans un premier module de machine associé à la première machine ; et dans lequel le premier module de machine est connecté fonctionnellement au dispositif d’interface par le biais d’un réseau. Système selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur est connecté fonctionnellement à un premier module de machine associé à la première machine ; et dans lequel le premier processeur est disposé dans un dispositif informatique, le dispositif informatique étant connecté fonctionnellement au premier module de machine et au dispositif d’interface par le biais d’un réseau. Système selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur est connecté fonctionnellement à un premier module de machine associé à la première machine ; et dans lequel le premier processeur est disposé dans le dispositif d’interface, le dispositif d’interface étant connecté fonctionnellement au premier module de machine par le biais d’un réseau. Système selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur est disposé selon une position parmi sur la première machine, dans la première machine, et dans un premier module de machine associé à la première machine. Système selon la revendication 1, comportant par ailleurs un deuxième capteur agencé pour détecter un deuxième paramètre associé à la première machine, le deuxième capteur étant connecté fonctionnellement au premier processeur. Système selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur est en mesure de détecter au moins l’un parmi une vibration, un son, une pression, un mouvement, une accélération, une température, un champ magnétique, un champ électromagnétique, et une lumière. Système selon la revendication 1, comportant par ailleurs un deuxième capteur agencé pour détecter un deuxième paramètre associé à une deuxième machine ; et un deuxième processeur couplé fonctionnellement pour recevoir des données associées au deuxième paramètre en provenance du deuxième capteur, le deuxième processeur étant en mesure de traiter les données associées au deuxième paramètre par au moins l’une des actions suivantes consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence, à effectuer un regroupement de phases, à effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée, et à effectuer une détection de crête sur une énergie commune pour détecter des deuxièmes cycles de machine. Procédé d’analyse des données, le procédé comportant les opérations consistant à : effectuer une décomposition temps-fréquence d’un signal horaire associé au fonctionnement d’une machine pour produire une matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence ; effectuer un regroupement de phases sur la matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel de séquence d’étiquettes ; effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée sur le vecteur réel de séquence d’étiquettes pour produire une matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence ; et effectuer une détection de crête sur une énergie commune sur la matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel d’énergie commune. Procédé selon la revendication 9, comportant par ailleurs, avant l’opération consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence, l’opération consistant à obtenir le signal horaire associé au fonctionnement de la machine par la collecte de données en utilisant un capteur disposé au moins selon l’une des positions parmi dans et sur la machine. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’opération consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence comporte les opérations consistant à appliquer une fonction de fenêtre de Hann et à effectuer une transformée de Fourier à court terme. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’opération consistant à effectuer un regroupement de phases comporte l’opération consistant à effectuer un regroupement adaptatif à k moyennes. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’opération consistant à effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée comporte l’opération consistant à appliquer une corrélation croisée avec une largeur de fenêtre croissante et un décalage de temps croissant. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’opération consistant à effectuer une détection de crête sur une énergie commune comporte l’opération consistant à calculer une énergie commune en additionnant les fenêtres pour chaque décalage de temps et en détectant les crêtes qui sont au moins l’une parmi isolée et étroite. Procédé de surveillance d’une machine, le procédé comportant une étape d’apprentissage selon l’une quelconque des revendications précédentes 9 à 14, dans lequel le procédé comporte par ailleurs une étape de suivi du processus. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l’opération de suivi du processus comprend les opérations consistant à effectuer une décomposition temps-fréquence d’un signal horaire associé au fonctionnement d’une machine pour produire une matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence ; effectuer un regroupement de phases sur la matrice complexe avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel de séquence d’étiquettes ; effectuer une pseudo-distribution de temps-fréquence à corrélation croisée sur le vecteur réel de séquence d’étiquettes pour produire une matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence ; effectuer une détection de crête sur une énergie commune sur la matrice réelle avec une décomposition temps-fréquence pour produire un vecteur réel d’énergie commune ; et émettre en sortie des informations se rapportant au fonctionnement de la machine. Procédé selon la revendication 16, dans lequel les informations se rapportant au fonctionnement de la machine comportent au moins des informations parmi la réalisation d’une pièce par la machine, un nombre total de pièces produites par la machine, un comptage total de cycles de la machine, un historique de temps des pièces produites par la machine, un historique de temps des cycles de la machine, une cadence de production des pièces par la machine, une efficacité de la production, un temps de cycle nécessaire pour la production d’une pièce, un écart par rapport à un paramètre prévu, et un taux d’utilisation de la machine.