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Modélisation et optimisation de la performance des systèmes de production par usinage

Parent, Luc (2007). Modélisation et optimisation de la performance des systèmes de production par usinage. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La plupart des modèles d'optimisation des paramètres d'usinage se consacrent à des opérations simples, avec un nombre limité de variables, comme le tournage par exemple. Le fraisage, et plus spécifiquement le fraisage en bout, est pourtant un procédé qui est largement utilisé dans l'industrie. Ce mémoire de maîtrise présente un modèle de programmation mathématique pour l'optimisation des paramètres d'une opération de fraisage en bout. Nous allons aussi proposer un algorithme génétique pour résoudre ce problème à dix variables pour les opérations d'ébauche et de finition. Nous allons aussi fournir un exemple numérique, une exploitation du modèle et une analyse de sensibilité. Finalement, nous allons décrire un exemple d'utilisation dans le domaine des systèmes de commande. Ce modèle d'usinage généralisé que nous avons développé pourra facilement être adapté pour déterminer la fenêtre d'opération optimale de la plupart des opérations d'usinage, incluant le fraisage, le tournage et le perçage.

Titre traduit

Modeling and optimization of the performance of the systems of production by machining

Résumé anglais

Machining condition optimization is one of the efficient strategies used to reduce machining costs and to remain competitive while meeting customer' s needs. Most models used for optimizing machining parameters usually deal with simple operations, with limited numbers of variables, such as turning. Milling, especially end milling, operations account for a high percentage of operations commonly used in industry, particularly in mould making. This master' s thesis presents a generalized mathematical programming model for optimizing the machining parameters of an end milling operation. A genetic algorithm is also proposed for solving this non-linear model and providing manufacturers with optimal cutting conditions, taking into account ten machining variables for roughing and finishing operations. The work starts with the description of the end milling process and situates it in an industrial context. We then describe the basic equations allowing the construction of the objective functions, including machining cost and productivity, with practical constraints such as the required surface finish and machine capability. We then present a method to solve the problem using a genetic algorithm. We will also provide a numerical example, model exploitation and sensitivity analysis. Finally, we describe an example of application of this model in a hierarchical control system. The generalized machining model developed can easily be adapted to determine optimal operational windows for most machining processes, including milling, turning and drilling. This master's thesis inspired a scientific paper for the Production Planning & Control journal with the title: A generalized mode/ for optimizing end milling operation.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigenge partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliogr. : f. [123]-124.
Mots-clés libres: Bout, Fabrication, Fraisage, Gestion, Modelisation, Operation, Optimisation, Parametre, Performance, Production, Programmation, Systeme, Usinage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Songmene, Victor
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 12 avr. 2011 15:10
Dernière modification: 01 déc. 2016 01:22
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/598

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