Junior CentraleSupélec

Construction d’un outil d’étude de convoyage de bouteilles

En tant que Junior-Entreprise d’une école d’ingénieur, Junior CentraleSupélec est fière de vous présenter une véritable mission d’ingénierie, finaliste du prix de la Meilleure Etude en Ingénierie 2020. Il s’agit d’une mission qui s’étale sur plus d’un an et sur laquelle le client, les intervenants et la Chef de Projet ont accepté de revenir pour vous partager leur expérience. Retour sur une mission complexe et un véritable succès pour JCS !

Contexte

Gebo Cermex est une entreprise issue de la fusion entre Gebo (créé en 1964) et Cermex (créé en 1974). Elle est spécialisée dans l’ingénierie de lignes de conditionnement, notamment l’encaissage, le suremballage et la palettisation. Afin d’optimiser le convoyage de ses bouteilles et d’éviter toute risque de casse lors de leur transport, Gebo Cermex doit optimiser des paramètres tels que la vitesse ou l’accélération de ses tapis. Ces règles de convoyage visent à optimiser ces différents paramètres. Toutefois, aujourd’hui, avec l’augmentation des flux et la variété des modèles de bouteilles utilisés, il n’est plus viable de déterminer empiriquement ces différents paramètres via de multiples tests. Pour répondre à cette problématique, Gebo Cermex souhaite mettre au point un outil de modélisation des différents phénomènes mis en jeu, afin de prévoir le comportement d’une bouteille lors de son convoyage. Les modèles mis au point doivent être exploités à l’aide d’un outil informatique codé sous Python. Il doit permettre d’exploiter facilement ces modèles, notamment grâce à une prise en main facile et un affichage clair des résultats.

Résumé de l’étude

L’étude menée par JCS comporte 3 parties : une phase d’analyse, une étude analytique et enfin le développement de l’outil.
– La phase d’analyse a été menée conjointement par le Chef de Projet et les intervenants. Elle consiste en une visite des locaux du client à Strasbourg ainsi qu’une étude bibliographique poussée des solutions existantes ;
– Les intervenants ont d’abord mené une étude théorique sur le convoyage des bouteilles. Cette étude a mobilisé de nombreuses connaissances analytiques en mécanique du solide ainsi qu’en statistiques ;
– Enfin, ils se sont appuyés sur cette étude pour développer l’outil permettant de modéliser le comportement d’une bouteille en fonction de paramètres d’entrées variables comme les dimensions de la bouteille, la vitesse des tapis.

Une véritable étude d’ingénierie

Au cours de la réalisation de cet outil de calcul, les intervenants ont eu l’occasion de mettre en pratique de nombreuses compétences d’ingénieur acquises à CentraleSupélec.
Cette étude constitue une modélisation théorique du comportement des bouteilles sur un convoyeur. Les intervenants ont donc effectué de nombreuses hypothèses et employé des lois et modèles physiques afin de caractériser au mieux l’expérience réelle de l’industriel. Dans un premier temps, les étudiants ont pour cela dû faire preuve d’analyse et d’un esprit synthétique pour déterminer les différents critères qui doivent entrer en jeu dans la modélisation et leur attribuer un poids relatif. Ils ont par exemple effectué l’étude cinétique de nombreux enregistrements vidéos, mais aussi étudié les caractéristiques des échantillons de bouteilles fournis ou encore extrait des coefficients de frottements et autres statistiques liées aux chutes de bouteilles. Consécutivement à cette étude préalable s’est suivi la phase de développement de l’outil à proprement dit. Le client a laissé carte blanche aux intervenants sur l’architecture de cet outil et la technologie utilisée. Les intervenants se sont attachés à fournir une véritable création de valeur pour le client. Ils ont en ce sens choisi d’implémenter en Python un outil simple à utiliser, qui rende compte de l’expérience réelle de l’industriel et qui mette en perspective les différents points d’amélioration de la partie étudiée de la chaîne logistique.

Retour du client

« J’informais un de mes proches de mon projet et il m’a tout de suite parlé de JCS comme solution potentielle à mes problématiques. Ce projet consistait à résoudre un problème technique de convoyage de bouteilles dans nos infrastructures. Mon choix fut motivé par l’expertise de Junior CentraleSupélec dans le domaine de l’ingénierie.


Peu après avoir émis l’appel d’offre, mon projet a été pris en charge par un chef de projet très à l’écoute et disponible, qui a su redéfinir mon cahier des charges et cibler mes besoins. Je fus d’ailleurs agréablement surpris du professionnalisme, et du dynamisme dont a fait preuve Charlotte à notre égard. La rédaction d’une convention d’étude très détaillée, qui répondait parfaitement au cahier des charges fourni, m’a convaincu de travailler avec JCS.
Les intervenants sélectionnés par le chef de projet ont mis à profit leurs excellentes compétences d’ingénieurs au service de la mission. Ils ont su se rendre disponibles afin de venir avec le chef de projet dans nos locaux situés loin de leur campus, pour observer les difficultés que nous rencontrions. Cette première visite leur a permis de mieux sonder le projet dans son ensemble, et ils ont su en faire une force. Ils ont été capable de problématiser le sujet de manière rigoureuse, à l’aide d’hypothèses pertinentes et de simplifications, tout en comparant à chaque fois leurs résultats théoriques à nos observations.


Le produit final a su répondre à nos attentes ; par une utilisation très efficace de l’informatique et de l’ingénierie, l’outil proposé est facile d’utilisation. Il permet d’obtenir des résultats proches de la réalité et bien présentés, même pour des personnes peu à l’aise avec l’informatique. Non seulement cet outil répond au cahier des charges que nous avions imposé, mais il comporte même des fonctionnalités pertinentes à l’initiative des intervenants.
Ce fut une expérience bénéfique pour nous et pour les intervenants. Elle nous a permis de régler une situation qui mettait en péril notre production et qui remettait en cause notre compétitivité dans le secteur, mais a également offert la possibilité aux consultants d’appliquer toutes les connaissances techniques qu’ils avaient acquises lors de leur formation, en se confrontant à un vrai problème d’ingénierie. Tout cela fut rendu possible par un chef de projet réalisant un suivi de qualité, et s’assurant que la mission se déroulait le mieux possible à chaque étape. »

Retour de Théo, intervenant

En quoi est-ce que cette mission constitue une véritable démarche d’ingénieur ?

Le but d’un ingénieur est de résoudre des problèmes complexes et c’est précisément ce que nous avons essayé de faire durant cette mission. Nous avons mis à profit des compétences scientifiques (Mécanique, Traitement du Signal, Informatique, etc.) et nous sommes appuyés sur des données concrètes afin de répondre à un cahier des charges donné par le client d’une part et à la cohérence avec la réalité physique d’autre part.

 

Avez-vous rencontré des difficultés lors de la réalisation de la mission ?

La première difficulté concerne la modélisation physique. Nous avons testé beaucoup de formules et d’hypothèses avant d’avoir une modélisation cohérente. Cela a nécessité d’afficher des courbes afin de vérifier la cohérence avec les paramètres fournis par le client.

La deuxième, plus anecdotique mais bien plus complexe concerne le traitement du signal. Une des constantes dont nous avions besoin dans nos équations devait être déterminée expérimentalement. Cependant, nous étions à Paris et le client à Strasbourg. Nous avons donc dû établir un protocole expérimental précis pour que le client puisse réaliser les mesures pour nous. Le but de l’expérience était de mesurer l’accélération de la bouteille au cours du trajet. Pour ce faire le client a accroché un téléphone à une bouteille avec une application qui enregistrait un accéléromètre tout au long du trajet. Le problème majeur était qu’une accélération imprévue liée à la rotation de la bouteille sur elle-même s’additionnait dans les mesures. Les données d’accélération étaient donc faussées. Il a donc fallu ruser afin de retrouver les trois axes définissant l’espace et soustraire cette accélération dûe à la rotation.

 

Quelle valeur ajoutée penses-tu avoir apporté au client?

Le client voulait un outil qui pour chaque entrée de variables réponde  “oui ça risque de tomber” ou “non le risque est faible” mais j’ai proposé d’afficher des courbes afin d’éviter de devoir rentrer à l’aveugle des combinaisons de paramètres jusqu’à tomber sur une combinaison qui marche mais aussi pour mieux comprendre l’importance des paramètres qui influent sur le risque de chute.

Le client avait également demandé initialement un outil sous la forme d’une macro Excel mais j’ai suggéré un outil bien plus complexe en Python et intégré une interface graphique pour faciliter son utilisation.

J’ai surtout essayé de me mettre à la place du client en essayant de rendre le livrable le plus facile d’utilisation possible.

 

Qu’est-ce que cette mission t’a apporté dans tes expériences professionnelles ?

Cette mission était faite en parallèle de mon stage chez “Dreem”, start-up spécialisée dans le développement d’un bandeau à placer sur la tête pour améliorer le sommeil. Mon stage a demandé beaucoup de compétences en Traitement du Signal et en particulier l’étude que j’avais mené pour retirer les anomalies de signal liées à la rotation des bouteilles m’a directement servi pour retirer les anomalies notamment dues à la respiration des sujets chez Dreem.

 

Est-ce que c’est une expérience que tu aimes mettre en avant dans tes recherches de stages ou autres ?

Oui ! Je mentionne plusieurs missions JCS sur mon CV, notamment celles liées à de l’IA car c’est mon domaine mais aussi celle-ci. En particulier je pense que cette mission montre ma capacité à mettre en œuvre un protocole expérimental quand je cherche des postes dans la recherche par exemple.

 

Des remarques sur la gestion de projet lors de cette mission ?

La communication était très fluide grâce à une gestion de projet saine de la part de Charlotte. Le client était satisfait et devait être impliqué dans la mission puisqu’il avait des mesures à faire à distance par exemple.

 

Arrives-tu à mesurer l’apport de cette mission pour le client ?

Un apport inattendu est lié au fait que le client a confié que la plupart des employés qui travaillent sur ces convoyeurs, le font essentiellement en se basant sur leur expérience personnelle. Ils ont accumulé beaucoup de connaissances tout au long de leur carrière qui leur permettent de dire par exemple : “une chaîne qui bloque un peu les bouteilles suivi d’un virage de plus de 40° à droite provoque une chute importante de bouteilles”. Mais ces connaissances sont difficiles à transmettre (jugent à vue de nez par expérience), surtout s’il partent à la retraite du jour au lendemain. L’outil permet donc de relayer ce savoir-faire à l’aide d’une modélisation théorique.

L’outil permet également de prévoir ce que l’expérience n’a pas encore montré grâce à un modèle théorique solide.

 

Est-ce que certains outils physiques que vous avez utilisés lors de la mise en équation étaient nouveaux pour vous ?

Oui, surtout parce que Marine et moi n’avions pas fait beaucoup de S.I. en prépa étant donné que Marine était en filière PC et moi en MP Info.

Retour de Marine, intervenante

Quelle a été votre approche face à ce problème ?

Nous avons traité ce problème en le découpant en 5 sous-problème puis nous avons paramétré l’entrée et la sortie avec des grandeurs physiques pertinentes.

Pour chaque cas, nous proposions un modèle physique, avec des calculs à la main et on tombait sur des formules. Cela prenait beacoup de temps. Parfois, on faisait face à un problème, on l’exposait au client et on simplifiait le modèle. On a finalement abouti à une formule pour chaque cas de figure.

Il y a eu un gros travail de compréhension, on devait tout poser, le problème est vaste au début, des bouteilles qui tombent et c’est à nous de tout mettre en équation et de recentrer le problème.

 

En quoi la mission a eu un fort impact ?

La mission a un impact économique car le client avait un concurrent qui avait développé un outil similaire, le client voulait donc garder son avantage concurrentiel.

La mission a eu un impact sur moi car elle m’a appris à appliquer ce que j’avais vu en prépa, même des choses que je ne soupçonnerais pas utiliser. Cela m’a appris à gérer mon temps car la mission était vaste, je devais donc bien explorer un chemin avant de le prendre pour ne pas perdre de temps.

 

Dans quel mesure les cours que tu as suivi t’ont servi pour la mission ?

La prépa m’a beaucoup servi. Les cours de l’Ecole ont servi à Théo pour la partie informatique, et les statistiques nous ont servi pour l’échantillonnage des vitesses.

 

As-tu été confrontée à d’autres challenges ?

Les délais étaient plutôt difficile à gérer car j’étais en césure en parallèle. Il y avait quelques problèmes logistiques avec le client et l’autre intervenant, notamment pour se voir.

 

Quelle a été ta motivation pour la mission ?

L’info ça ne me passionne pas vraiment donc beaucoup de missions étaient irréalisables pour moi, mais quand j’ai vu celle-là qui traitait de physique, j’ai postulé car ça m’intéressait.

 

Qu’as-tu appris avec cette mission ?

J’ai appris à aller plus loin en physique, respecter les deadlines c’est essentiel, à entretenir une relation avec un client et avoir la meilleure communication possible. C’était un premier vrai contact avec le monde professionnel où il fallait gérer la pression et être attentive.


Retour de Charlotte, Chef de Projet

« J’ai été en charge de la gestion commerciale, technique et administrative de la mission. Je me suis rendue à Strasbourg avec les intervenants pour les accompagner dans leur découverte des tapis et autres lignes de convoyages à modéliser. Lorsque les intervenants ont rencontré des difficultés, j’ai toujours essayé de les aider en posant des questions au client pour leur permettre d’avancer. Lors d’une mission de cette envergure, il est en effet facile de perdre le cap et, finalement, de ne pas répondre aux problématiques du client évoquées près d’un an plus tôt. Enfin, en tant que contact privilégié avec le client, mon rôle a été de le tenir régulièrement informé de l’avancée de la mission. »


 

 

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Plateau du Moulon - 3 Rue Joliot-Curie - 91190 Gif-sur-Yvette - France
+33 (0)1 75 31 69 42

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