Atelier d'usinage numérique

Deux tendances ont marqué la dernière décennie dans le secteur de la fabrication en atelier d'usinage.

D'une part, les technologies numériques ont promis de tout faciliter – vraiment tout.

D'autre part, le marché de la fabrication est devenu plus difficile et plus instable.

À tel point que la décennie qui a vu l'essor de IIoT, de la maintenance prédictive et Suivi machine numérique Suivi machine a Suivi machine été marquée par une baisse des marges bénéficiaires.

En 2010, le magazine Modern Machine Shop a constaté que les ateliers d'usinage les plus compétitifs affichaient des marges bénéficiaires d'environ 13 %. Depuis, on observe une lente baisse. Des études sectorielles montrent que les marges bénéficiaires moyennes des ateliers d'usinage sont inférieures à 8 %, et que cette tendance à la baisse devrait se poursuivre.

Mais alors, qu'est-ce qui s'est passé ? Comment se fait-il que cette décennie, qui aurait dû propulser le secteur manufacturier vers l'avenir, ait en réalité entraîné une baisse des bénéfices ?

C'est une question difficile, mais l'une des réponses est que l'adoption des technologies numériques reste faible dans les ateliers d'usinage. Il existe un fossé entre les possibilités offertes par le numérique et la réalité sur le terrain. Cela est particulièrement vrai pour les petites entreprises, qui ne disposent pas toujours des ressources nécessaires pour étudier et mettre en œuvre de nouvelles technologies.

Ce guide a pour but de vous aider à combler ce fossé. Nous vous présenterons les applications spécifiques aux ateliers d'usinage de la technologie numérique et vous expliquerons notre vision de l'atelier d'usinage numérique. Une approche qui n'a cessé d'apporter de la valeur ajoutée à nos clients.

À la fin, vous aurez une idée des différentes possibilités et de l'utilité que peuvent vous offrir certains outils numériques.

Que vous vous demandiez « par où commencer » ou « quelle est la prochaine étape », ce guide devrait vous aider à tracer la voie vers un avenir numérique.

Plutôt que de proposer une définition fourre-tout, nous allons exposer quatre principes qui, selon nous, caractérisent l'atelier d'usinage moderne. Sans ordre particulier, les voici :

1. Transparence
2. Connectivité
3. Intégré
4. Transparence

L'atelier d'usinage transparent

On entend souvent dire que « les données ont plus de valeur que le pétrole ».

C'est possible. Alors pourquoi ne pas tenter votre chance ?

L'atelier d'usinage numérique crée de la valeur en offrant une visibilité totale sur la production. Il vous garantit ainsi l'accès aux données dont vous avez besoin, sous une forme qui vous est utile.

Il existe plusieurs façons de procéder :

• Surveillance de l'état des machines pour améliorer TRS
• Surveiller l'état des machines pour prolonger la durée de vie des équipements
• Suivi de la consommation des ressources afin de réaliser des économies
• Suivi des travaux en cours
• Suivi des outils
• Historique et généalogie du produit
• Une visibilité des processus centrée sur l'humain grâce à des applications embarquées

Mais l'information n'est utile que si l'on peut y accéder.

Les technologies numériques permettent d'afficher vos indicateurs de production clés. Qu'il s'agisse des quotas par équipe, de l'état des machines ou des informations de routage, vous pouvez consulter ces données en un clin d'œil. Que ce soit dans l'atelier, au bureau ou sur votre téléphone portable, où que vous soyez.

Dans l'atelier d'usinage numérique, les informations sont accessibles à tous les opérateurs sur le terrain. Et grâce à des avancées telles que les terminaux de commande à distance, elles sont disponibles partout où vous en avez besoin.

L'atelier d'usinage numérique est connecté

La connectivité ouvre de nouvelles perspectives.

Entre le cloud, Appareils Edgeet la communication de machine à machine, il existe plus de moyens que jamais pour créer des connexions innovantes. Il en résulte un meilleur contrôle des processus et des données plus fiables.

Il est important de noter que cette connectivité s'étend également au personnel de l'atelier d'usinage numérique.

On ne le répètera jamais assez : il est tout aussi important de mettre les gens en relation que de connecter les machines.

Ce qui se passe autour de la machine est tout aussi important que ce qui se passe à l'intérieur. L'erreur humaine est à l'origine de près de 70 % des erreurs commises dans le secteur manufacturier.

Les fabricants avisés en sont bien conscients. Ils n'essaient pas d'aller à l'encontre de la nature humaine. Ils s'en servent à leur avantage.

L'atelier d'usinage numérique est intégré

C'est lorsque les technologies utilisées en ateliersont connectées à des systèmes de gestion de données de référence, tels que les MES et les ERP, que les gains sont les plus importants.

L'atelier d'usinage numérique intègre des systèmes auparavant disparates au sein d'un ensemble interconnecté.

Il en résulte un écosystème de fabrication. Chaque composant matériel et logiciel occupe une place bien définie. Tous ces éléments fonctionnent en synergie pour atteindre un objectif commercial commun.

L'atelier d'usinage numérique est ouvert

Le terme « ouvert » a ici une signification bien précise. Il s'apparente au « ouvert » de l'expression « open source ».

Dans l'atelier numérique, les logiciels, les appareils et les machines communiquent librement entre eux. Il n'y a ni dépendance vis-à-vis d'un fournisseur, ni incompatibilité matérielle, ni configurations fastidieuses et figées.

Les solutions qui s'avéreront les plus utiles à long terme sont celles qui sauront s'adapter à l'évolution de vos besoins au fil du temps.

En fin de compte, les technologies numériques profitent à toute l'équipe.

Voici comment procéder.

Opérateurs et régleurs

Qu'il s'agisse d'un nouvel employé ou d'un collaborateur expérimenté, les outils numériques peuvent être d'un grand secours pour le personnel de terrain. Des outils tels que les instructions de travail numériques pour les changements de série et les réglages permettent d'accélérer les opérations. La prévention des erreurs grâce à IIoT la réalisation des tâches dans les règles de l'art. Enfin, les alertes et notifications sur les machines garantissent que les problèmes sont consignés et que les superviseurs en sont informés.

Ingénieurs

Les plateformes d'application sans code permettent de créer des flux de travail véritablement numériques. La visibilité qu'offre une approche centrée sur l'humain Suivi machine facilite l'équilibrage des lignes, l'acheminement du travail et permet de voir exactement comment les processus se déroulent du début à la fin.

Direction

De meilleures données pour un meilleur fonctionnement. Identifiez vos meilleurs éléments, appréhendez la production dans sa globalité et favorisez Amélioration continue.

Cadres supérieurs

Assemblez les pièces du puzzle. Utilisez les données que vous collectez pour comparer les usines, les régions et les gammes de produits. Toutes les données qui font la différence pour vous.

C'est là que les choses sérieuses commencent, pour ainsi dire. Voici les moyens concrets de mettre en œuvre les technologies numériques dans vos activités.

1. Suivi machine – Suivi machine le pilier de l'atelier d'usinage numérique. En effet, les données de base recueillies grâce à la mise en réseau des machines constituent le fondement de dizaines d'autres améliorations.
Suivi machine se limiter à la simple mesure objective du temps de fonctionnement. Vous pouvez également suivre les avances et les vitesses, le débit, les vibrations – tout indicateur susceptible de vous aider à vous améliorer.

Une petite anecdote permet de comprendre pourquoi les mesures objectives sont essentielles.

Nous avons collaboré avec un atelier d'usinage qui se targuait de disposer de données fiables. Lors de la définition du périmètre d'un Suivi machine , ils nous ont fourni un chiffre de référence impressionnant concernant le taux de disponibilité de leur atelier.

Une fois Suivi machine mis Suivi machine , ils ont constaté un écart de près de 25 %. En d'autres termes, la disponibilité des machines était inférieure de 25 % à ce qu'ils avaient mesuré.

Je ne cherche pas à critiquer qui que ce soit. Cela montre simplement que la collecte manuelle de données est intrinsèquement sujette à l'erreur.

2. Applications embarquées – De nombreuses machines-outils modernes sont équipées d'interfaces. Pour les machines plus anciennes, il est possible d'adapter des plateformes et des appareils mobiles afin d'exécuter des applications spécifiques à la machine.

En somme, il est désormais possible d'exécuter des applications centrées sur les machines, soit directement sur celles-ci, soit à proximité.

• Il peut s'agir de formulaires de signalement de défauts ou d'analyse des causes profondes
• Instructions d'entretien et de diagnostic
• Terminaux permettant de consulter les données de performance actuelles et historiques des machines.

3. Visibilité sur la production – Suivi machine un élément essentiel de la visibilité sur la production, mais cela ne s'arrête pas là.

Une visibilité totale permet notamment de savoir quelles stations atteignent leurs quotas et lesquelles sont en retard. Elle consiste à suivre l'évolution du travail en cours (WiP) tout au long d'une ligne de production. Elle consiste à mesurer l'activité humaine autour des machines. Elle marque le passage du TRS l'OPE.

4. Suivi des outils – Le suivi des outils est une forme spécifique de visibilité des processus. Les applications de suivi des outils vous permettent d'enregistrer l'emplacement de chaque outil, ainsi que de conserver un historique des tâches, des programmes et des heures d'utilisation de chaque outil.

5. Suivi des stocks et réapprovisionnement en matériaux – Il s'agit peut-être là d'un autre aspect de la visibilité sur la production. Les applications de suivi des stocks vous permettent de savoir exactement où et quand les stocks sont utilisés au sein de vos opérations. Cela peut s'avérer utile pour optimiser les plannings, identifier les sources de gaspillage et s'assurer que les matériaux se trouvent là où ils doivent être.

6. Maintenance prédictive – La maintenance prédictive est l'un des objectifs ultimes de nombreux fabricants numériques. La PdM permet de prévoir la dégradation d'une machine ou d'un outil avant même que des signes d'usure n'apparaissent. Elle offre la possibilité de réduire les temps d'arrêt, de prolonger la durée de vie des équipements et d'identifier les processus inefficaces.

Le problème, c'est qu'il faut une quantité énorme de données pour démarrer. Si le PdM vous intéresse, mieux vaut commencer à collecter des données de qualité le plus tôt possible.

Pourquoi numériser votre atelier d'usinage dès maintenant ?

Bon nombre des fabricants avec lesquels nous travaillons savent parfaitement pourquoi ils doivent se lancer dès maintenant dans le numérique.

Il peut s'agir d'un objectif commercial, d'une croissance qui dépasse la capacité de production, ou simplement d'une question concrète liée à la production (par exemple : combien de temps les machines ont-elles réellement été à l'arrêt le mois dernier ?)

Le véritable obstacle, ce n'est pas de trouver une justification. C'est de se lancer.

Pour d'autres, on ne voit pas très bien pourquoi c'est le bon moment pour se lancer. Voici quelques raisons à prendre en considération.

Le marché est volatil

Quelles qu'en soient les causes, la volatilité est une réalité.

Un rapport récent de McKinsey a bien saisi cette tendance, en affirmant d’emblée : «Les secteurs industriels connaîtront davantage de bouleversements au cours des cinq prochaines années qu’au cours des vingt dernières années réunies. »

D'autres études ont confirmé que les organisations qui adoptent les technologies numériques sont mieux à même de faire face aux chocs du marché lorsqu'ils surviennent. (En plus d'enregistrer des chiffres d'affaires et des bénéfices plus élevés).

Les technologies numériques aident les organisations de toutes tailles à s'adapter, à agir plus rapidement et à renforcer leur résilience face à l'adversité.

Le numérique peut se faire en libre-service

Autrefois, la mise en œuvre de nouvelles technologies était un processus laborieux et coûteux.

Ce processus pourrait prendre des mois (voire plus). De la phase d'étude aux appels d'offres et aux demandes de devis, en passant par les achats, la mise en œuvre, l'intégration et la maintenance, les projets technologiques peuvent facilement dépasser leur périmètre et leur budget.

Grâce à l'évolution des logiciels en tant que service, du cloud et des plateformes de fabrication, il n'a jamais été aussi facile de se lancer dans les nouvelles technologies. Des projets qui prenaient auparavant des mois peuvent désormais être menés à bien en quelques semaines, et générer un retour sur investissement tout aussi rapide. La maintenance et la gestion des systèmes, qui nécessitaient auparavant des semaines, ne prennent plus que quelques jours. Et tout cela peut être réalisé en interne par des techniciens amateurs.

Le déficit de compétences n'est pas près de disparaître

J'ai récemment eu une conversation avec un ingénieur des procédés qui résume bien le défi posé par le déficit de compétences.

Son entreprise, qui usinait des pièces pour divers clients du secteur aérospatial, marchait très bien.

Les commandes sont expédiées dans les délais. Faible taux de rebut. Temps d'arrêt imprévus réduits au minimum. Tous les indicateurs clés sont en hausse.

À ses yeux, la raison de ce succès était simple. Les machinistes chevronnés, qui avaient passé leur carrière à en apprendre les moindres subtilités, savaient exactement repérer quand quelque chose n’allait pas. En cas de problème, ils pouvaient le diagnostiquer rapidement et savaient exactement comment y remédier.

Mais en réalité, cela posait un problème. Pourquoi ? Parce que deux des trois principaux machinistes prévoyaient de prendre leur retraite l'année suivante. Le troisième envisageait de déménager.

L'ingénieur s'inquiétait déjà de trouver des remplaçants et de ce qu'il adviendrait de la production une fois qu'ils seraient partis.

C'est une situation qui se répète sans cesse dans les ateliers d'usinage. Des employés fidèles partent à la retraite, et il est difficile de pourvoir leurs postes.

La bonne nouvelle, c'est que les technologies numériques peuvent aider à recenser les bonnes pratiques existantes, à former les nouveaux employés et à transformer les connaissances tacites en connaissances institutionnelles avant qu'il ne soit trop tard.

1. Regardez autour de vous. Où y a-t-il du papier ? Des tableaux blancs ?

De nombreux processus inefficaces ont une cause commune : le papier.

Pour comprendre pourquoi, posez-vous quelques questions.

• Les formulaires papier constituent-ils le moyen le plus rapide d'obtenir des données ?
• Les procédures opérationnelles standardisées (SOP) sur papier constituent-elles le meilleur moyen de transmettre des informations complexes ?
• Savez-vous combien de versions de procédures opérationnelles standard (SOP) sont actuellement utilisées dans votre atelier ?

Nous n'avons rien contre le papier. Mais il existe de meilleures façons de gérer votre atelier.

Si l'une de ces solutions vous semble utile, sachez qu'il s'agit là de moyens simples de vous lancer dans la numérisation.

2. Remettre les machines existantes en service

Le passage au numérique ne signifie pas pour autant qu'il faille mettre vos machines de travail au rancart.

Une façon simple de se lancer dans l'atelier d'usinage numérique consiste à mettre en ligne les équipements existants.

La gamme de capteurs, de IoT et Appareils Edge rend ce projet plus accessible que jamais.

3. Impliquer les personnes

C'est très simple. Lorsque vous planifiez vos projets liés à l'atelier d'usinage numérique, veillez à ce qu'ils tiennent compte du facteur humain.

Ce sont les êtres humains qui font fonctionner les machines, analysent les données et définissent les stratégies. Les outils numériques qui leur permettent d'être plus efficaces vous garantissent un meilleur rendement.

4. Ne vous concentrez pas uniquement sur vos machines
Ce point découle du précédent. La plupart des principales possibilités d'amélioration proviennent de l'optimisation des processus qui entourent les machines.

Par exemple, peu importe que toutes vos machines aient TRS parfait TRS elles se heurtent à des goulots d'étranglement plus en aval.

Ou bien, imaginons qu'un lot de production présente un taux de défauts plus élevé que d'habitude. Il est plus difficile d'en déterminer les causes profondes sans avoir une bonne visibilité sur chaque étape de la chaîne de valeur.

En fin de compte, les ateliers de sous-traitance efficaces disposent de moyens permettant de :

• Suivi des stocks
• Enregistrement de l'historique des produits
• Optimisation de l'acheminement des tâches
• Suivi des travaux en cours
• Réapprovisionnement en matériel

Les processus de fabrication constituent un ensemble d'activités étroitement liées et interdépendantes. Une exploitation efficace consiste à trouver des moyens d'optimiser le flux des matériaux du début à la fin.

5. Créer une source unique de vérité
À combien d'emplacements différents vos données de production sont-elles données de production ? Combien de temps faut-il pour les rassembler toutes ?

Une façon d'ouvrir la voie à de nouvelles possibilités d'amélioration consiste à rationaliser la manière dont vous collectez et visualisez vos données.

D'une part, les tableaux de bord de production permettent à l'ensemble du personnel de l'atelier d'être sur la même longueur d'onde. Ils permettent à tous les membres de l'équipe de vérifier si les objectifs de production sont atteints, de connaître les temps de fonctionnement et d'arrêt des machines pour l'équipe, ainsi que de consulter toute autre information nécessaire au bon déroulement des opérations.

D'autre part, la suppression des cloisonnements peut faciliter considérablement l'identification des possibilités d'amélioration.

Tout au long de ce guide, nous avons présenté :

• Qu'est-ce qu'un atelier d'usinage numérique ?
• Pourquoi il est important de s'y mettre sans tarder
• Comment mettre en place un projet qui vous convienne

Les technologies de fabrication vont continuer à évoluer rapidement. Il existe de nombreuses possibilités de saisir les opportunités les plus évidentes et d'augmenter vos marges bénéficiaires.

De même, toutes les tendances indiquent que les bouleversements et la volatilité constituent désormais la norme. Il est particulièrement important de commencer dès maintenant à intégrer la résilience et la capacité d'adaptation dans vos activités.

Les technologies numériques constituent l'un des moyens éprouvés d'y parvenir.

Si vous avez des questions sur la manière de vous lancer, nous sommes là pour vous aider. N'hésitez pas à nous contacter.