LES TOLIERS, UN PAS PLUS PRES DE ‘L’USINE DU FUTUR’

Alors que de nombreuses entreprises automatisent à fond leur processus de production, les fabricants de machines de tôlerie et de solutions d’automatisation réfléchissent déjà quelques étapes plus loin. Petit à petit, ils voient le secteur évoluer vers une usine intelligente du futur dans laquelle on produit sans intervention humaine et où tous les éléments peuvent être tracés à tout moment dans le processus de production. L’enlèvement et le tri automatiques des pièces usinées restent un point névralgique; des véhicules autonomes utilisant l’intelligence artificielle offrent une réponse au transport manuel entre les diffé­rentes processus de production sur l’atelier.

PROCESSUS DE PRODUCTION AUTONOME

Lorsque nous avons visité la 25e édition du salon professionnel EuroBLECH à Hanovre (Allemagne) il y a quelques mois, nous pouvions difficilement l’éviter. ‘Autonome’ était le terme à la mode chez presque tous les (grands et petits) fabricants de machines de tôlerie. Qu’il s’agisse d’autonomie de la découpe, du pliage, ou autre. Nous en étions constamment bombardés. Il semble y avoir une différence intrinsèque entre processus de production automatisés et autonomes. Si l’automatisation concerne traditionnellement le goulot d’étranglement qui veut que les machines exécuteront uniquement les tâches qui leur sont imposées, les processus autonomes sont encore différents. Les machines apprennent, s‘adaptent et s’améliorent au fil du temps grâce à l’intelligence artificielle (IA). En d’autres termes, un processus de production autonome veille à optimiser les différentes solutions autonomes.

Stockage tour et unités d’amenée

L’automatisation de l’usinage de la tôle a par­couru un long chemin ces dernières décennies. Les systèmes de stockage (tour) envoient les tôles via une unité d’amenée vers la table d’échange de la découpeuse (laser) ou poinçonneuse. Alors que la machine coupe ou poinçonne, l’unité d’amenée retire une nouvelle tôle du stockage (tour) relié, par exemple par la technologie du vide. Dès que l’unité d’enlèvement repose la tôle coupée sur la table d’échange ou à côté de la machine, l’unité d’amenée charge la découpeuse laser avec la nouvelle tôle. L’arrêt machine est ainsi minimisé. En fonction de l’application et du fabricant, il existe sur le marché des systèmes pour différentes (plus grandes) dimensions de tôle et avec plusieurs cassettes. La liaison avec la technologie de stockage peut être flexible avec un système de stockage tour simple ou double directement accouplé.

Retirer et trier les pièces

L’enlèvement et le tri automatiques des pièces, c’est encore autre chose. Les fabricants s’activent à développer des systèmes qui enlèvent les pièces de la tôle pour les trier et les empiler ensuite. Dans de nombreuses entreprises, cela se fait encore manuellement, même si plusieurs solutions rationalisées sont apparues sur le marché ces derniers mois. Cette étape dans le processus de production sans intervention humaine reste un goulot d’étranglement. De tels développements peu­vent avoir un sens, mais beaucoup dépend de l’imbrication, du schéma de production et du nombre d’opérateurs disponibles. Selon toute probabilité, de nombreux développements se produiront à l’avenir en ce qui concerne l’automatisation de cette étape du processus de production. Sur certaines poinçonneuses, les pièces peuvent être évacuées via une trémie, pour les y prélever.

Transport interne

C’est précisément ici que réside une partie du défi. Malgré de nouvelles innovations dans l’automatisation de la découpe, du pliage et du soudage, et des développements en matière de tri et d’enlèvement automatiques des pièces, des opérateurs transportent encore manuellement des pièces d’un processus vers un autre avec des chariots élévateurs à fourches, des chariots et autres solutions à fort coefficient de travail. Ici et là apparaissent des bandes transporteuses engagées de façon créative, mais pour la majeure partie, le déplacement des tâches entre les différentes opérations continue de se dérouler quasi en­tièrement manuellement.

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Les Automated Guided Vehicles (AGV) et Self Driving Vehicles (SDV) peuvent changer la donne. Une réalité lointaine? Pas vraiment. Comme l’a montré la plus récente édition d’EuroBLECH, où plusieurs fabricants ont présenté leur processus de production autonome. Des SDV ont assuré le transport entre les différentes opérations ou processus. Un robot mobile, littéralement. Quand le véhicule est en mouvement, le robot peut bouger. Des capteurs montés dans le système se chargent de désactiver le robot si quelqu’un s’approche à moins de 3 m du bras du robot. Les AGV, comme le nom le laisse supposer, sont guidés physiquement d’une autre manière, comme avec une bande magnétique, des balises, des codes-barres ou un autre mécanisme. Ils circulent sur des trajets fixes dans un espace contrôlé. Ils ressentent le monde qui les entoure à l’aide d’une technologie basée sur le laser ou similaire et utilisent des algorithmes pour naviguer dans l’usine, ou dans ce cas-ci, le stand du salon. Le robot, à son tour, recourt à la vision machine pour localiser les éléments dans son environnement. Au fil du temps, ces véhicules autonomes s’adaptent, apprennent et sont idéalement plus efficaces et plus précis. A l’heure actuelle, les SDV peuvent être équipés également de systèmes de caméra ou d’un logiciel de perception ou cartographique, sans nécessiter de bandes, balises ou autre infrastructure. La gestion du système s’opère via une plateforme logicielle qui communique avec le SDV par wi-fi. Chaque véhicule autonome agit comme entité indépendante et, si nécessaire, se rendra de lui-même vers l’accudock pour se recharger.

En fonction du choix de l’utilisateur, les véhicules autonomes peuvent être pilotés au dé­part du système ERP ou manuellement. Dans ce dernier cas, l’opérateur de la machine in­dique dans le terminal de commande du SDV qu’une commande est prête et où elle doit être acheminée. Le gestionnaire de flotte règle alors le prélèvement et le transport des produits par l’un de ses véhicules.

La technologie a fait son entrée il y a quelques années déjà, mais sa présence plus remarquée au salon n’est que récente. Alors que les AGV étaient uniquement utilisables pour des tâches répétitives, ils aident désormais à mettre davantage d’éléments en mouvement dans le processus de production. Aujourd’hui, la productivité d’une machine n’est plus ce qui compte, il est plus important de préserver la rapidité et la cohérence du ‘déplacement’ des pièces (parts flow). Après que les pièces aient été découpées plus rapidement que jamais (certains fabricants de machines ont présenté à EuroBLECH une source fibre de pas moins de 15 kW), l’idéal est que ces pièces imbriquées ne doivent plus attendre que quelqu’un les amène vers le processus suivant.

AUJOURD’HUI, CE N’EST PLUS LA PRODUCTION D’UNE MACHINE QUI COMPTE, LE PARTS FLOW EST PLUS IMPORTANT: GARDER LES PIECES ‘EN MOUVEMENT’ DE FAÇON RAPIDE ET COHERENTE

Livraison et facturation

Une étape suivante est que les pièces sont scannées de façon automatique et peuvent être chargées dans le camion à destination du client. Des missions sans papier s’effectuent de façon automatique et immédiate. Il est bien possible qu’un client ait téléchargé son dessin de pièces à peine 48 heures auparavant vers le logiciel d’offre, qui établit l’offre en quelques minutes. Ensuite, cette offre est traitée automatiquement, la commande placée, le planning établi et l’imbrication exécutée, avant que la production effective s’effectue.

Les défis qu’entraîne le transport, sont un des aspects pouvant encore être améliorés dans de nombreuses entreprises du secteur. La traçabilité de la pièce dans le processus de production, la protection de la pièce contre les dégâts de transport, la perte de chargement, la limitation du poids des chargements, la réduction des rejets, ... en résumé, un 'parts flow' amélioré et cohérent.

Tout ceci commence par l’identification et le marquage de la pièce. Pas seulement pour détecter la cause de défauts, mais aussi pour suivre le processus de production en temps réel. Le marquage laser ou à encre n’est pas nouveau, mais progresse bel et bien, également dans les PME plus petites. De nouveaux développements sur ce plan autorisent, en effet, une large mise en œuvre de l’outil de marquage laser. De plus, celui-ci offre l’avantage de pouvoir être appliqué sur presque chaque matériau, contrairement à l’encre? Songez aux codes QR, qui contiennent de nombreuses informations complémentaires sur une pièce. De même, la baisse de prix de l’outil de marquage laser joue indiscutablement un rôle dans la renaissance de l’outil. De là, ce n’est qu’un petit pas à franchir vers le lien de toutes les pièces avec le système ERP de l’entreprise ... ce qui est à nouveau un pas plus près de l’usine autonome du futur.