FABRICATION ADDITIVE, IIdO et RÉALITÉ VIRTUELLE : NOTRE PARI SUR L’INDUSTRIE 4.0

TMI cherche à fournir des solutions personnalisées pour répondre aux besoins des clients en matière d’ensachage et de palettisation pour un large éventail de secteurs et de produits aux comportements très différents. En termes de gestion, cela entraîne un certain degré de complexité.

Pour une entreprise comme TMI, qui se caractérise par un intérêt constant pour l’innovation et l’amélioration des processus, l’industrie 4.0 est arrivée à point nommé.

EN QUOI CONSISTE L’INDUSTRIE 4.0 ?

Cette transition a pour principal objectif une dématérialisation des processus en usine, pour une production plus efficace et intelligente. Cette nouvelle approche se répercute sur les processus industriels et la chaîne de valeur. Elle permet d’échanger des données en temps réel entre les machines, d’améliorer la visibilité et la capacité de contrôle des processus de fabrication, de compter sur des systèmes de décision plus autonomes et fondés sur les données... Autant d’atouts qui se traduisent par une plus grande flexibilité des chaînes de production.

Cette optimisation des processus repose sur trois grands piliers :

1. Améliorer les processus, y compris l’efficacité des employés, des matériaux utilisés, de l’énergie, etc.
2. Améliorer les performances produit, notamment en termes de qualité, d’adaptabilité et d’homogénéité.
3. Créer de la valeur, ce qui implique de définir de nouveaux services et modèles d’entreprise tenant compte de l’économie circulaire.

Tout est donc une question d’amélioration. C’est là que surgit un autre obstacle : on ne peut pas améliorer quelque chose que l’on ne peut pas mesurer. Il est donc nécessaire de se doter avant tout d’outils de mesure et de numérisation.

Mais alors, comment s’y prendre pour arriver à cette fameuse numérisation ?

LES ÉTAPES DE LA NUMÉRISATION

Selon l’étude « Industry 4.0 Maturity Index », publiée par l’Académie allemande des sciences techniques (Acatech), les entreprises ne sont pas encore parvenues à créer les conditions de base pour mettre en œuvre l’industrie 4.0, qui a pour exigences fondamentales l’informatisation et la connectivité.

INFORMATISATION 

L’informatisation constitue la base de la numérisation. À ce stade, les différentes technologies de l’information sont utilisées indépendamment les unes des autres au sein de l’entreprise. Déjà bien implantée, l’informatisation permet aux entreprises d’effectuer des tâches répétitives de manière plus efficace.

CONNECTIVITÉ 

À ce stade, le déploiement isolé des technologies de l’information est remplacé par des composants connectés. Les applications commerciales largement utilisées sont toutes connectées les unes aux autres et reflètent les principaux processus commerciaux de l’entreprise. Certaines parties des systèmes de technologie opérationnelle (OT) assurent la connectivité et l’interopérabilité’, mais l’intégration complète des couches informatique et OT n’a pas encore eu lieu.

VISIBILITÉ

Il s’agit de créer l’ombre numérique de l’entreprise. Les capteurs permettent de saisir les processus du début à la fin avec un grand nombre de points de données. Cela garantit que le modèle numérique des usines est toujours à jour. C’est ce qu’on appelle ’’l’ombre numérique de l’entreprise. Cela contribue à voir ce qui se passe dans l’entreprise à tout moment afin de fonder les décisions de gestion sur des données réelles.

TRANSPARENCE 

Il s’agit pour l’entreprise d’analyser les causes profondes d’un évènement, dans le but de générer des connaissances. Pour cela, il faut identifier et interpréter les interactions dans l’ombre numérique et analyser les données recueillies en appliquant l’ingénierie des connaissances, afin de résoudre rapidement des sujets complexes.

CAPACITÉ DE PRÉDICTION 

À ce stade, l’entreprise est capable de simuler différents scénarios et d’identifier les plus probables. Cela permet d’anticiper l’avenir et de prendre des décisions et des mesures en temps voulu.

ADAPTABILITÉ 

Cela permet à une entreprise de déléguer certaines décisions aux systèmes informatiques afin de s’adapter le plus vite possible à un environnement commercial en perpétuelle évolution.

À USINE INTELLIGENTE, TRAVAILLEURS INTELLIGENTS

Rien de tout cela ne vaut si on laisse de côté un élément essentiel, à savoir la formation et le facteur humain. L’entreprise aura bien du mal à déployer ces différentes étapes si ses équipes ne sont pas prêtes à adopter de nouvelles méthodologies de travail visant à améliorer leur agilité.

Car dans l’industrie 4.0, l’équipe de travail doit rester à tout moment agile, soudée et coordonnée. C’est pourquoi l’esprit d’initiative et la capacité d’autogestion sont des compétences nécessaires. Ce qui entre en jeu également, ce sont des méthodologies et des outils de travail innovants, qualifiés d’agiles, qui permettent d’obtenir un maximum de précision dans les opérations, en garantissant une communication efficace et claire entre les équipes multidisciplinaires. Cette agilité permet de réduire les délais et d’anticiper les changements pouvant survenir au cours d’un projet.

L’INDUSTRIE 4.0 : LE PARI DE TMI

TMI une entreprise hautement technologique. Nous comptons sur une équipe de 30 ingénieurs dans différents domaines (électricité, mécanique, automatisation, etc.) qui opèrent avec agilité pour rester ouverts au flux permanent d’informations de l’industrie 4.0. Son intégration au quotidien reste un écueil, mais une chose est sûre : nous ne pouvons pas renoncer à ce flux constant de connaissances et d’outils.

C’est dans cet esprit que TMI a adopté les concepts suivants et les a intégrés dans ses processus et ses produits :

1. LA FABRICATION ADDITIVE RIME AVEC SIMPLIFICATION

TMI est une entreprise axée sur la personnalisation des produits, comme l’exige la réalité de chacun de nos clients. Résultat, nos machines peuvent être composées de 1 000 références ou plus. Si l’on prend en compte les lignes d’emballage complètes, qui peuvent inclure une ensacheuse, un système de dosage, un système de palettisation et un système d’emballage, cela fait au moins 5 000 pièces par installation.

Du fait de leur nature personnalisée, la plupart de ces pièces ne sont pas produites en série et constituent des références uniques. Dans ces conditions, comment peut-on simplifier la production de ce grand nombre de références pour améliorer les coûts, les masses, la mécanique, etc. ? Grâce à la fabrication additive.

La fabrication additive, couramment appelée impression 3D, est une technologie en constante évolution. Elle permet de produire des objets personnalisés, en réduisant les processus intermédiaires comme la production d’outils, les rebuts, les coûts et le temps de fabrication. Ainsi, la fabrication de pièces complexes, qui impliquait jusqu’à présent différents processus (usinage, laser, chaudronnerie, traitements divers, etc.) a été simplifiée à un niveau record.

2. L’IIdO RIME AVEC CONNAISSANCE

L’IIdO se réfère à l’Internet Industriel des Objets. Comme l’Internet des Objets (IdO), ce concept vise une interconnexion de tous les éléments électroniques d’un système. Mais il va au-delà : il s’agit également d’accroître l’efficacité de tous ces éléments et des processus dans lesquels ils entrent en jeu.

La plupart des machines de TMI sont désormais équipées de capteurs qui recueillent toute une série de données de performance et les affichent à l’écran pour aider l’opérateur dans ses tâches. C’est ce que nous appelons l’OEE. Pour TMI, il s’agit d’une norme indispensable, qui permet d’acquérir des connaissances essentielles pour l’utilisateur et pour le fabricant de la machine.

L’acquisition de données est l’un des avantages de l’IIdO. Elle contribue à une prise de décision fondée sur des données de qualité et ouvre de nouvelles voies de prédiction, comme la maintenance ou la fréquence de commande des pièces de rechange.

3. LA RÉALITÉ VIRTUELLE RIME AVEC SÉCURITÉ

La fabrication de lignes personnalisées est un processus très complexe. Nos clients proviennent de secteurs différents, avec des niveaux d’exigence divers et des produits aux comportements très variés. C’est pourquoi nos projets recèlent un haut degré d’innovation et, par conséquent, d’incertitude.

À cet égard, la réalité virtuelle nous offre un outil formidable d’anticipation. Il s’agit d’un élément clé dans le développement conceptuel. En visualisant une machine ou une ligne et en interagissant avec elle, on peut percevoir l’ampleur des questions de sécurité, d’ergonomie et de fonctionnement.

DE LA SCIENCE-FICTION À LA RÉALITÉ : UN CAS VÉRIDIQUE

Pour illustrer la façon d’appliquer la réalité virtuelle à la conception d’une ligne de conditionnement, nous vous présentons ici le cas d’un grand fabricant mondial de produits alimentaires qui nous a confié un projet vital pour son activité et son avenir.

Quelles étaient les attentes du client ?

• Améliorer la productivité
• Modifier l’emballage pour changer de cible, de B2B à B2C
• Optimiser l’utilisation de l’énergie dans tous les processus industriels
• Réduire l’impact environnemental de l’emballage en éliminant les boîtes en carton dans lesquelles étaient déposés les sacs auparavant.

L’enjeu était de taille : il s’agissait d’un projet entièrement sur mesure, avec des délais serrés, une solution complexe et un haut degré d’exigences.

TMI s’est donc tourné vers la réalité virtuelle. Grâce à la simulation de la ligne, nous avons pu partager la conception avec le client, connaître ses attentes réelles et voir si les deux entreprises étaient au même niveau.

Cette interaction avec une réalité fictive avant la fabrication a apporté de nombreux avantages :

• Mettre tous les points critiques du projet sur la table et trouver un accord.
• Développer le projet avec bien plus de sécurité et de confiance des deux côtés.
• Simuler à l’avance l’environnement de travail des techniciens. Toutes les personnes impliquées dans la production de la ligne (concepteurs, électriciens, techniciens, etc.) ont pu se familiariser avec elle. Ils savaient à l’avance comment faire l’assemblage, comment accéder aux différentes pièces, dans quel ordre assembler les composants, etc.

POUR CONCLURE

Les outils appliqués à l’industrie 4.0 ne relèvent pas de l’utopie. Leur application n’est pas réservée aux multinationales ou aux projets de grande envergure : opérée progressivement, elle peut également être un avantage pour les PME.