Flanders Make construit une unité de production modulaire

Ceux qui souhaitent avoir un aperçu de l'industrie manufacturière du futur pourront bientôt se rendre à Courtrai. Flanders Make y construit actuellement une installation de production modulaire. Ce projet fait collaborer homme, AGV, cobot et technologies numériques de pointe pour atteindre l'objectif ultime: une méthode de production pièce à pièce répondant à la demande des clients.

Projet Infraflex

Ces dernières décennies, nous avons constaté avec tristesse le déplacement de la production de masse à l'étranger. Les principales raisons? Une main-d'œuvre bon marché, des réglementations moins strictes en matière de sécurité, de travail et d'environnement ainsi que la proximité immédiate des minéraux. Une à une, les entreprises ont créé leur unité de production dans les pays à bas salaires, ne laissant en Belgique (dans le meilleur des cas!) que le département R&D et le siège social. Mais il se pourrait qu'un revirement soit en vue car nous avons aujourd'hui une occasion historique de retourner cette situation à notre avantage. Et ce grâce à nos clients finaux, qui souhaitent de plus en plus des produits répondant parfaitement à leurs besoins spécifiques. Pour produire ces petites séries – parfois même une seule pièce –, il faut un système de production sophistiqué. La rapidité, l'efficacité et surtout la limitation des coûts du travail sont les principales exigences à cet égard. Flanders Make développe actuellement à Courtrai une méthode de production qui répond à ces exigences.

Nous avons demandé au chef de projet Geert Malfait de nous en dire plus: “Le projet Infraflex est axé sur l'assemblage flexible, dans lequel nous nous concentrons sur le ‘pièce à pièce’. Notre infrastructure doit être capable de fabriquer des produits uniques sans transformation ou programmation approfondie. Et ce n'est pas de la science-fiction! Le TRL (Technical Readiness Level) du système a été noté de 6 à 8, ce qui signifie que la maturité est déjà assez élevée. Nous voulons que ce système de production soit prêt dans l'année“.

Cellules de travail hexagonales

“En pratique, il s'agira de cellules de travail hexagonales flexibles, dans lesquelles on peut chaque fois placer des add-ons. Ces ajouts peuvent être très divers: un cobot, une tâche automatisée, une cellule avec des instructions de travail numériques, des applications de RA ou des tâches avec un apport purement humain. Le transport peut être assuré par des AGV, des robots ou des convoyeurs fixes. Pour pouvoir configurer cela, nous devons d'abord découper l'ensemble du processus d'assemblage. Nous le faisons en décomposant toutes les tâches et en les convertissant en ordres pour les sous-systèmes. Grâce à une vue éclatée, nous pouvons dresser la liste de toutes les tâches pour chaque pièce puis établir la bonne séquence et enfin la transposer en recettes pour le système d'exécution. Il peut s'agir, par exemple, d'un cobot ou d'une exécution humaine. Le but est d'arriver à un système complètement autonome, où l'intelligence inhérente détermine le flux de la pièce. Si une autre pièce doit être assemblée, on obtient une recette différente et la cellule de travail décide quelle construction est la mieux adaptée. Si la construction actuelle ne suffit pas, les cellules doivent ajouter de nouvelles compétences.“

“Nous sommes finalement arrivés à une conception mécanique de cellule hexagonale. Chaque face est une sorte de station d'accueil, où des fonctions peuvent être ajoutées ou supprimées selon les besoins de la tâche d'assemblage en cours. Les tâches de chaque fonction sont déjà incluses dans chaque système, une fois que la fonction sait quel produit fabriquer, tout le reste fonctionne automatiquement. Il n'est donc pas nécessaire de reprogrammer un robot. Il est possible d'utiliser la RFID sur le transporteur du produit pour communiquer certaines tâches mais les fonctions peuvent également indiquer les compétences et les propriétés qu'elles possèdent.“

Obstacles

“Je ne pense pas que ce type de système remplacera les lignes de production actuelles. Il s'agira d'une évolution plutôt que d'une révolution. On voit déjà que l'AGV fait son entrée à grande échelle. Il en sera de même avec les autres technologies. Notre intention est de permettre aux entreprises d'expérimenter afin que la technologie entre plus rapidement dans leur production et d'évaluer correctement les obstacles éventuels.“

Standardisation

“L'un des grands défis dans tout ça est la standardisation. Tous les systèmes doivent pouvoir communiquer entre eux, c'est pourquoi nous avons choisi OPC UA comme protocole de communication. Mais la standardisation ne se limite pas aux protocoles de communication. Il faut aussi une certaine ouverture dans le domaine des systèmes d'automatisation de la part des fournisseurs. L'intégration de robots, de cobots et d'automates dans un grand système est encore loin d'être une évidence.“

Sécurité

Lors de l'installation d'une nouvelle machine ou d'un nouveau système, il convient d'effectuer une évaluation des risques. Comment cela se passe-t-il dans ce type d'installation qui change constamment de configuration?

Malfait: “C'est effectivement un gros défi. Nous ne voulons pas travailler avec des protections fixes mais toutes les configurations doivent être sûres à tout moment. C'est pourquoi nous travaillons avec des scanners de sécurité, des tapis de sol, des cellules photoélectriques et des caméras atteignant le niveau de performance D selon la norme EN ISO 13849. Ces systèmes de sécurité doivent également être capables de s'adapter en permanence à des configurations changeantes, sans nuire à la sécurité relative aux risques nouveaux et existants. Il faut donc effectuer une analyse de risque pour chaque configuration possible. Au début, cette tâche prendra du temps mais une fois les fonctions de sécurité identifiées, nous pourrons commencer à les appliquer de manière dynamique en fonction du produit à assembler.“

3 cas pratiques

“Notre infrastructure de haute technologie offre aux entreprises un environnement prototype pour tester ces systèmes à l'échelle industrielle. On peut y assembler des produits de 30 cm³ et 30 kg maximum. D'ailleurs, de véritables tests sont déjà en cours de réalisation. Nous construisons actuellement les cellules de travail en fonction de 3 produits: une partie d'un métier à tisser Vandewiele, une pièce d'un compresseur à vis Atlas Copco et un de nos propres produits. Nous nous concentrons actuellement sur les tâches d'assemblage. Les techniques d'usinage peuvent fonctionner selon le même principe, mais cela ne relève pas encore du domaine de recherche.“

AVANTAGES

“Les avantages de cette méthode de travail sont évidents. Chaque produit est fabriqué séparément et peut donc être personnalisé tout en travaillant à la vitesse d'une production en série. Le système permet aussi de réduire les délais d'exécution: les produits peuvent être fabriqués immédiatement, de sorte que le stockage est inutile. Le système prend beaucoup moins de place. Plus besoin d'avoir une ligne séparée pour chaque produit.“

“Le contrôle de la qualité est également garanti. Chaque produit fini est 100% correct car chaque étape est contrôlée et validée. Enfin, je voudrais aborder l'aspect humain. En raison de la variété constante, les opérateurs se voient confier une palette de tâches équilibrée. Les employés qui se sentent plus impliqués sont généralement plus heureux au travail. Et cela a un effet positif sur l'absentéisme."

 

L'infrastructure d'assemblage flexible à Courtrai fait partie du troisième centre de co-création de Flanders Make, après les départements de Lommel et de Louvain.

Plus d'informations sur https://jobs.flandersmake.be.