Factory OI Edu — Simulateur d'automatisme piloté par automate réel

Le problème

Enseigner l'automatisme demande une partie opérative : un convoyeur, un robot, des capteurs sur lesquels l'élève éprouve son programme. Le matériel réel coûte cher, s'use, et ne se duplique pas par classe entière.

Les simulateurs du marché comblent ce manque, mais ils sont propriétaires, souvent en ligne, et facturés par poste — un frein direct pour un établissement.

Le choix structurant

La partie opérative est simulée en 3D. L'automate reste réel. L'élève écrit son programme en Structured Text ou en GRAFCET, le charge dans un runtime industriel, et voit le robot obéir — ou refuser d'obéir, ce qui est souvent plus instructif.

Nous n'émulons jamais l'automate. Le simulateur parle Modbus TCP à un vrai runtime, avec ses latences, ses aléas et ses pannes. Tout ce qui casse sur une installation réelle casse ici aussi.

  Élève                Automate réel              Simulateur 3D
  ─────                ─────────────              ─────────────
  écrit un      →      OpenPLC / M221      ←→     partie opérative
  programme            exécute le cycle    Modbus  robot, convoyeurs,
  (ST / GRAFCET)       (scan ~20 ms)        TCP    capteurs, physique

Le simulateur publie l'état de ses capteurs dans les registres de l'automate et lit ses commandes en retour, à chaque cycle. Deux machines, deux horloges indépendantes, qui doivent rester d'accord.

Ce que contient le produit

TP3 — Robot palettiseur 3 axes · intermédiaire

GRAFCET complet : convoyeur, vision amont, prise, palettisation en caisses, évacuation. Piloté par bits %M.

TP4 — Cellule robot 6 axes + AGV · expert

Machines commandées par mots %MW (missions), avec handshake EXECUTE / DONE en quatre phases.

Éditeur de scènes · créateur

Placer des équipements, câbler les entrées et sorties, tester à la première personne, exporter un module de travaux pratiques jouable.

Chaque travail pratique est livré avec son sujet, son corrigé, sa fiche de mapping et sa grille d'évaluation — dérivés de capacités réellement prouvées du produit, jamais de fonctionnalités supposées.

Caractéristiques techniques

Moteur	Godot Engine 4.7 (version épinglée) · GDScript typé statiquement · physique Jolt à 120 Hz
Communication	Client Modbus TCP implémenté de zéro — codec FC01/03/05/06/15/16, appariement par transaction ID, machine à états non bloquante, détection de lien mort par écho bout-en-bout
Automates	OpenPLC Runtime (PC ou Raspberry Pi 4) · Schneider M221 en compatibilité · adressage %M / %MW ↔ coils et holding registers
Langages automate	IEC 61131-3 Structured Text compilé par MATIEC · GRAFCET · chaîne de sécurité à contacts NC
Poste élève	Application Windows portable · aucun droit administrateur · aucune connexion requise · rendu OpenGL Compatibility pour GPU intégré
Validation	555 tests unitaires headless · tests d'intégration sur serveur Modbus loopback · campagnes automatisées contre automate réel

Comment le produit se prouve

C'est la particularité méthodologique du projet : rien n'est déclaré robuste sans campagne de mesure.

Campagnes terrain — N essais consécutifs contre un automate réel, automate remis à neuf entre chaque essai, seuil de réussite annoncé avant le lancement. Verdicts classés sans arrondi.
Bancs de perturbation développés pour le projet : injection de charge CPU reproductible, proxy TCP coupant le lien à période fixe, capture et autopsie de minidump.
Mesure avant réglage — aucun seuil n'est ajusté sans mesure préalable. La règle interne est de faire redescendre la mesure plutôt que de remonter le seuil.
Une seule variable par expérience, ce qui permet de rejeter une hypothèse en un essai au lieu de l'imputer au hasard.

Trois exemples de ce que cette démarche a permis de trouver :

Gel silencieux, 1 essai sur 18	Réveil perdu du serveur physique threadé — trouvé par autopsie de minidump. Résolu : 37 essais consécutifs sans incident.
Cycle automate avançant sans le robot	Cache de lecture repartant vide après reconnexion. Résolu : cycle complet tenu sous 33 coupures réseau.
Commandes perdues en silence	Deux images consommées par requête et 16 écritures envoyées une par une. Période de scrutation divisée par 4 ; fenêtres trop lentes ramenées de 100 % à 21 %.

État d'avancement

TP3 — robot palettiseur	Prouvé sur automate réel, campagnes 6/6 répétées
TP4 — cellule robot + AGV	Prouvé sur banc simulé ; validation sur automate réel en cours
Communication Modbus	Robuste par construction, validée sous coupures réseau et charge CPU
Éditeur de scènes	Modèle et tests solides ; intégration de l'interface en cours

À qui s'adresse le produit

Départements de génie électrique et d'automatique, IUT et instituts technologiques, lycées techniques, centres de formation professionnelle, et services de formation interne des entreprises industrielles.

Origine et licence

Factory OI Edu est un fork neutralisé d'Open Industry Project, distribué sous licence MIT et crédité comme tel. Aucun élément — code, ressource graphique, géométrie ou interface — n'est repris d'un produit commercial concurrent.

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