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Système longue portée de communication bidirectionnelle à l’intérieur d’un bâtiment

Benoit Despatis-Paquette

Masters thesis (2019)

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Cite this document: Despatis-Paquette, B. (2019). Système longue portée de communication bidirectionnelle à l’intérieur d’un bâtiment (Masters thesis, Polytechnique Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/3983/
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Abstract

RÉSUMÉ : La conception d’un produit requiert bien souvent une équipe multidisciplinaire, d’autant plus si celui-ci est intelligent et connecté. Ce changement de perspective amène son lot de défis et force les entreprises manufacturières à évaluer l’ensemble des compétences requises à la réalisation d’un projet de connectivité. Pour notre partenaire industriel, son objectif est de surveiller, contrôler et optimiser la désinfection des salles de bain dans les hôpitaux afin de réduire les maladies nosocomiales. Il désire intégrer ces changements à son équipement actuel, bien que celui-ci est installé dans un environnement qu’il ne contrôle pas et que l’accès au réseau existant de l’hôpital lui soit interdit. Dans le cadre de cette recherche, notre partenaire industriel veut concevoir un réseau parallèle qui prend la forme d’un système de communication bidirectionnelle. La revue de la littérature scientifique a permis d’exposer les limitations des technologies existantes et de choisir une technologie appropriée. Dans ce cas précis, les réseaux longue portée offrent la meilleure solution et c’est plus précisément la technologie Weightless qui répond aux critères d’évaluation. En revanche, l’utilisation de cette technologie fait apparaitre de nombreux défis pour cette organisation. Ce projet de recherche cherche ainsi à évaluer la faisabilité technique et organisationnelle de concevoir un système longue portée au sein d’une équipe de recherche et développement d’une petite et moyenne entreprise manufacturière. L’approche utilisée comprend de développer un prototype et d’évaluer les compétences nécessaires dès le départ et celles acquises durant le projet pour surmonter les obstacles en cours de route. Cette évaluation a exposé les compétences inconnues en début de projet qui sont cruciales à son succès. Ce projet a permis de démontrer que ce système de communication longue portée requiert de multiples expertises dont celles du génie électrique, du génie informatique et logiciel. De plus, l’absence de données expérimentales sur le Weightless nous a obligé de mener nos propres tests afin d’évaluer la faisabilité technique de cette technologie. Il a été ainsi impératif de déterminer la couverture de bâtiments de différentes tailles. Nos données expérimentales ont d’ailleurs permis d’évaluer la précision d’un modèle de simulation, le COST231, afin de déterminer le nombre de stations de base nécessaires pour l’implantation d’un système de communication dans un immeuble. Nos résultats empiriques ont d’ailleurs montré l’inexactitude du modèle COST231, car celui-ci est pessimiste. Ce modèle permet cependant de donner un point de départ lors de l’implantation du système et du nombre maximal de stations de base pour couvrir le bâtiment sélectionné. Finalement, le constat de l’auteur est qu’il faut une équipe multidisciplinaire pour rassembler toute l’expertise nécessaire à la réalisation d’un projet d’un produit intelligent connecté avec le Weightless. Plusieurs compétences n’ont pu être évaluées et identifiées, car ce projet de conception est incomplet. La version commercialisable du système de communication aurait dû comprendre l’application dorsale pour gérer les messages entrants et sortants, ainsi que les interfaces humain-machine pour les utilisateurs finaux. De plus, d’autres compétences seront nécessaires si notre partenaire industriel désire migrer l’application dorsale et ses interfaces vers l’infonuage. La faisabilité organisationnelle dans le cadre d’une petite et moyenne entreprise est limite, car la taille de l’équipe de recherche et développement nécessaire pour la réalisation d’un projet de ce type est considérable. La sous-traitance devient une option non négligeable. L’auteur propose de favoriser les profils multidisciplinaires généralistes au sein d’une petite entreprise, car ceux-ci peuvent agir comme chefs d’orchestre et diriger adéquatement les fournisseurs à proposer des solutions viables.----------ABSTRACT : Product design now requires a multidisciplinary team, especially if the product is smart and connected. This shift in perspective brings its own share of challenges and forces manufacturing companies to assess the skill set required to complete a connectivity project. For our industrial partner, its goal is to monitor, control and optimize the disinfection of bathrooms in hospitals to reduce hospital-acquired infections. He wants to incorporate these features into his existing equipment, even though it is installed in an environment he does not control and access to the hospital's existing network is prohibited. As part of this research, our industrial partner wants to design a parallel network that takes the form of a two-way communication system to monitor, control and optimize the disinfection of bathrooms in hospitals to reduce hospital-acquired infections. The review of the scientific literature exposes the limitations of existing technologies and aids in choosing the right technology. Wide-area networks offer the best solution and it is more precisely the Weightless technology that meets the evaluation criteria. On the other hand, the use of this technology raises many challenges for this organization. This research project evaluates the technical and organizational feasibility of designing a wide-area system within the research and development team of a small to medium-company. The approach used involves developing a prototype and evaluating the skills that are needed from the outset and acquired in the course of overcoming challenges along the way. This evaluation exposed skills that were not identified at the beginning of the project and are crucial to its success. This wide-area communication system requires multiple forms of expertise, including electrical engineering, and computer and software engineering. Also, the lack of experimental data with Weightless forces us to conduct our own tests to assess the technical feasibility of this technology. It was thus imperative to determine the coverage area of different size buildings. Our experimental data made it possible to evaluate the accuracy of the simulation model COST231 in order to determine the number of base stations required to implement a communication system in a building. Our empirical results have shown that the COST231 model is inaccurate because it is pessimistic. This model, however, provides a starting point when implementing the system and the maximum number of base stations to cover the selected building. Finally, the author's conclusion is that it takes a multidisciplinary team to gather all the expertise needed to carry out a project for a smart connected product with Weightless. Several skills could not be assessed and identified because this design project is incomplete. The saleable version of the communication system should have included the back-end application to handle incoming and outgoing messages, as well as human-machine interfaces for end-users. In addition, other skills will be needed if our industrial partner wants to migrate the back-end application and its interfaces to a cloud. Organizational feasibility in a small and medium-sized enterprise is limited, as the size of the research and development team needed to complete a project of this type is considerable. Subcontracting becomes a valuable option. The author proposes to promote multi-disciplinary generalist profiles within a small company, as they can act as conductors and adequately direct suppliers to propose viable solutions.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de mathématiques et de génie industriel
Academic/Research Directors: Robert Pellerin and Louis Rivest
Date Deposited: 11 Oct 2019 10:17
Last Modified: 12 Dec 2019 10:15
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/3983/

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