Maintenance : Améliorer les performances par une meilleure gestion des données numériques

 Renault associe Google Cloud à la digitalisation de son usine du futur

      Je vous fais partager un article intéressant trouvé par Julien Gras dans autoactu.com : grâce à la puissance de calcul apportée par Google Cloud, Renault pourra notamment alléger les dispositifs de reconnaissance d’images, qui identifient les défauts de fabrication, grâce à un algorithme beaucoup plus rapide.

« Renault a réalisé ces dernières années d’importants investissements pour améliorer la productivité de ses usines françaises, dans le but, en accord avec les syndicats, de produire 90 véhicules par personnes en 2019 contre 63 en 2016. Cet objectif a été soutenu par une plus grande automatisation de la production et donc le déploiement de robots, mais aussi par l’utilisation d’outils digitaux permettant aux chefs d’unités, équipés de tablettes, de voir à tout moment ce qui se passe sur la chaîne et de pouvoir prendre des décisions rapidement. Pour ce faire, toutes les usines sont équipées d’antennes Wifi permettant cette communication.

Depuis 2018, Renault recueille aussi les informations fournies par ses robots connectés partout dans le monde (plus de 2.500 dans 22 usines) pour les analyser, les comparer et réaliser de la maintenance prédictive, par exemple. "Comme les robots n’ont pas tous le même langage, il a fallu créer un modèle de données standards pour pouvoir les associer, les comparer et qu’elles soient compréhensibles par tous", explique Eric Marchiol, directeur Industrie 4.0 de Renault. "Nous remontons maintenant plus de 500 millions de messages par jour dans notre plateforme de gestion des données industrielles", dit-il.

Pour tirer le meilleur de ces données, Renault a signé un partenariat avec Google Cloud, révélé aujourd’hui. "Google Cloud va nous aider par sa puissance de calcul et son expérience en machine learning et en intelligence artificielle", souligne François Lavernos, directeur des systèmes d’information Industrie de Renault. "Il va aussi nous aider à stocker une partie de nos données dans le Cloud, de manière cryptée et localisée en Europe de l’Ouest, et de diffuser l'information de façon sécurisée vers les utilisateurs. L’intérêt de Google Cloud c’est aussi son architecture open source qui ne ferme pas la porte aux start-up et aux universités avec qui nous travaillons aussi sur ces sujets de l’usine 4.0".

Le croisement des données des différents robots en temps réels, grâce à la puissance de calcul apportée par Google Cloud, va permettre d’optimiser les temps de cycle, d’économiser de l’énergie, par un usage idéal des centrales de refroidissement par exemple, d’anticiper les pannes et "bien d'autres usages qu'il reste à inventer", estime Eric Marchiol. "Sur le poste peinture, par exemple, on ambitionne de réduire de 10 à 20% la consommation d’énergie en trouvant les températures idéales pendant les phases transitoires qui sont les plus difficiles à gérer, dit-il. Nous allons aussi pouvoir alléger les dispositifs de reconnaissance d’images, qui identifient les défauts de fabrication, grâce à un algorithme beaucoup plus rapide".

"Ce partenariat est aussi un atout pour les collaborateurs du groupe qui bénéficieront d’une formation de haut niveau sur la gestion des données numériques", souligne José Vicente de los Mozos, directeur fabrication et logistique et membre du comité exécutif du groupe Renault.
40.000 personnes vont en effet être formées à l’usage des nouveaux outils de manipulations de données, avec trois grands niveaux : la formation basique, pour comprendre et faire parler les données ; l’intermédiaire, pour savoir utiliser des outils de détection de défauts "sur étagère" ; et la formation de spécialistes qui sauront gérer des algorithmes complexes.
Aujourd’hui, la plateforme numérique est alimentée par 30% des robots, "les plus critiques dans le process de production", et Eric Marchiol table sur "60 à 70% du parc d’ici fin 2021, le temps de remplacer les machines anciennes non connectées par des robots nativement communicants. C’est un travail de longue haleine", conclut-il. »
Bonne maintenance
Olivier

Maintenance, industries, médecine... : des nouvelles promesses de l'impression 3D

     Des masques, des visières, des pièces médicales et peut-être bientôt des respirateurs low cost. Depuis quelques semaines l’impression 3D fait à nouveau figure de vedette. En jouant les pompiers volants au secours des soignants, elle se place même à nouveau comme un recours pour l’avenir. En France des dizaines de bénévoles se sont mobilisés. « Quelque 200.000 à 300.000 visières de protection ont été fabriqués en une dizaine de jours grâce à un réseau de 10.000 makers », explique Simon Laurent président du Réseau Français  des Fablabs. Quant à l’Assistance publique- Hôpitaux de Paris, elle s’est équipée pour répondre à ses propres besoins. Une effervescence qui redonne des couleurs à une technologie qui n’a pas donné lieu à la révolution industrielle que certains annonçaient.

     L’impression 3D s’est d’abord cantonnée à la fabrication de maquettes et de pièces plastique destinées à des prototypes. Après avoir élargi son champ d’action à la céramique  et au métal, l’impression 3D s’est ouverte au monde de la santé pour fabriquer des prothèses ou des implants dentaires. Les progrès réalisés dans le domaine des polymères permettent désormais de fabriquer des pièces ayant d’aussi bonnes qualités mécaniques qu’avec l’injection plastique. Le principal avantage de l’impression 3D tient à la rapidité de conception et un investissement minime. Son inconvénient une cadence de production trop basse pour une production de masse. 

Masque de plongée et oxygénothérapie 

     L’aéronautique fut l’un des premiers secteurs à adopter l’impression 3D mais pour des pièces relativement mineures. Qu’il s’agisse de petits supports de fixation ou de parties de tuyauterie. « Dans l’aéronautique, les grandes avancées technologiques et l’adoption de nouveaux moyens de production se font à l’occasion de lancement de nouveaux programmes d’avions », explique Jérôme Rascol en charge de l’activité fabrication additive chez Airbus.

     Dans l’automobile, la technologie est longtemps restée cantonnée aux bureaux d’études et au prototypage. Depuis 2018, Renault a introduit l’impression 3D dans chaque usine et imprime chaque année 30.000 pièces plastiques destinées aux chaînes de production comme des supports de fabrication ou des protections pour éviter que les outils manipulés par les ouvriers n’abîment les carrosseries. Le constructeur peine encore à imposer cette technologie à ses fournisseurs. « Cette crise va contribuer à ouvrir les yeux des industriels. S’ils impriment ces pièces cela offre plus de souplesses, évite de passer par la fabrication de moules et permet de réduire les stocks », explique Teresa Salcedo, digital officer du groupe Renault.

     En médecine : Les soixante imprimantes 3D sont alignées dans l’abbaye de Port-Royal intégrée à l’hôpital Cochin. Grâce au financement du Groupe Kering, l’Assistance publique- Hôpitaux de Paris associée à l’Université de médecine de Paris- Descartes s’est dotée d’une véritable petite usine. Ici, on a fabriqué depuis début avril des dizaines de modèles de pièces en plastique indispensables au fonctionnement des services d’urgence. La batterie de machines a fabriqué par milliers des visières de protection, des valves pour respirateur, du matériel d’intubation, des poignées. « Nous avons une vision à long terme. A l’issue de cette crise qui va encore durer des mois, nous garderons ces imprimantes 3D car elles sont très polyvalentes. Elles seront réparties dans les quatre hôpitaux parisiens et produiront les pièces manquantes ou défaillantes mais serviront aussi à la recherche ou du développement », explique Gérard Friedlander, doyen de la faculté de médecine de Paris-Descartes.

Un nouveau modèle industriel ?

     Tout va-t-il changer avec la crise du Covid-19 ? Les initiatives ont en tout cas fleuri. On a ainsi imaginé de détourner les masques de plongée Easybreath de Decathlon  pour les transformer en système d’oxygénothérapie pour des patients ou en masque de protection pour les soignants. Des entreprises, comme Airbus ou Safran associé à Segula Technologies, se sont lancées dans une course à l’innovation pour les adapter. « L’impression 3D permet de travailler très vite. En deux jours on peut concevoir la pièce, l’imprimer, la tester puis la modifier. On produit ensuite quelques centaines d’exemplaires en attendant de fabriquer les moules pour en produire des milliers», résume Jérôme Julien responsable de la transformation numérique chez Segula Technologies. D’autres vont beaucoup plus loin. A l’image des quatre designers du projet MUR (Minimal Universal Respirator) qui face au manque de matériel se sont lancés dans le développement d’un respirateur artificiel. Le prototype est aujourd’hui testé par des médecins. Ils ont relevé le défi en moins d’un mois grâce à l’impression 3D et une approche low cost. Avec une pompe d’aquarium pour la source d’air et des joints fabriqués grâce à des chambres à air de vélo. « Nous nous sommes contentés du matériel dont nous disposions dans nos ateliers le jour du confinement et de ceux apportés par nos partenaires », insiste Antoine Berr l’un des participants au projet. Peut-on pour autant envisager un nouveau modèle industriel dans lequel l’impression 3D jouerait un rôle pivot ? Philippe Bihouix essayiste et pourfendeur des thèses de Jeremy Rifkin dès 2014 reste toujours sceptique : « Même à la lumière de cette crise sanitaire je ne vois rien de fondamentalement nouveau. C’est une application de niche. » Et pour se développer elle devra voir ses coûts baisser. 

L’économie circulaire 

     Tout pourrait dépendre de la façon dont nous reconfigurons nos économies. Certains appellent déjà à revenir sur une industrie trop dépendante de fournisseurs lointains. Un bon point pour l’impression 3D, analyse Thierry Rayna enseignant chercheur à l’Ecole polytechnique : « Tout recul du commerce mondial et hausse des prix du transport constitue un bon point pour l’impression 3D. » L’incertitude qui risque de peser sur nos économies et la flexibilité qu’auront besoin d’avoir les entreprises devrait encore renforcer l’attrait pour l’impression 3D. Phil Reeves, l’un des consultants les plus reconnus dans ce domaine est beaucoup plus mesuré : « Certes, l’impression 3D peut constituer une sorte d’assurance en cas de rupture. » Difficile toutefois pour lui d’envisager un rôle clé pour cette technologie : « L’impression 3D permet de produire des pièces plastiques simples et des objets métalliques complexes mais pas des écrans, des composants électroniques, ou des moteurs électriques. L’industrie reste donc dépendante des usines classiques. » A moins que nous nous orientions plus franchement vers la réutilisation des objets. « Si on valorise la réparation ou la réutilisation, l’impression 3D prendra une place majeure. On pourra fabriquer les pièces qui prolongeront la vie de nos objets du quotidien et leur donneront même une nouvelle fonction », prédit Phil Reeves. A plus long terme la technologie devrait aussi nous réserver d’autres surprises. Grâce à de nouveaux matériaux ou grâce à l’intégration de l’électronique ou des nanomatériaux, les objets imprimés pourraient acquérir de nouvelles fonctions. 

Petit rappel : Les techniques de la 3D

     L’impression 3D est un procédé qui consiste à convertir un modèle numérique en un objet solide en trois dimensions. On parle de fabrication additive car on procède par ajout de matière par opposition à une méthode soustractive, qui consiste à usiner de la matière existante. La stéréolithographie est la première technologie de fabrication additive mise au point en 1984 par 3D Systems et son fondateur Chuck Hull. Elle utilise un laser ultraviolet qui en chauffant un photopolymère liquide, placé dans un bac, le solidifie couche par couche. Le dépôt de filament fondu connu sous l’acronyme FDM (Fused Deposition Modelling) utilisée par les imprimantes grand public a été inventé par la société Stratasys. Un fil de thermoplastique passe à travers une buse chauffée puis en fondant se dépose par couches successives pour donner naissance à un objet. Le frittage laser utilise non pas du liquide mais de la poudre de céramique, de plastique, de verre ou de métal. La matière est déposée en fine couche que vient alors solidifier le laser selon le dessin de la pièce que l’on veut produire. L’opération se répète couche par couche. La fabrication additive faisant appel au métal est désormais la plus prometteuse pour les fabricants sur un marché total estimé à 17 milliards de dollars en 2020

     (Article dans Les Echos du 5/05/2020)

Bonne maintenance
Olivier

Robotisation et automatisation chez Airbus

     Le futur a une adresse chez Airbus : hall 245, Hambourg. C’est là que l’avionneur européen a officiellement inauguré, mardi, sa nouvelle chaîne automatisée d’assemblage de fuselage d’A321 LR, dernier-né de sa famille des monocouloirs. 

Chaines de production robotisées

     Ce vaste hangar, au cœur du principal site industriel d’Airbus en Allemagne, rassemble pour la première fois tous les éléments d’une chaîne de production automatisée, avec sa logistique, son système de collecte de données numériques et ses robots. Une vingtaine au total, répartis sur trois lignes de production, capables d’effectuer, sous la surveillance d’un seul homme, des tâches nécessitant à 6 compagnons dans les autres sites du groupe.

     Comme dans l’industrie automobile où le processus en tôlerie est fortement automatisé et robotisé, ainsi que la logistique d’amenée et de présentation des pièces, sur des chaines capacitaires, Airbus a créé le même type de processus.

      Ici, tout a été pensé afin de limiter au minimum les interventions humaines. Dès leur arrivée sur le site, les volumineux panneaux et tronçons de fuselage sont automatiquement déchargés des camions par une grue automatisée pour être stockés, suspendus à des rails fixés au plafond, au niveau supérieur de l’usine. « Nous pouvons stocker jusqu’à 4 appareils », explique un responsable de la logistique, au milieu des tronçons de fuselage encore recouverts de leur couche de protection vert amande. Les éléments sont ensuite transférés par ces grues sur rails, vers les postes d’assemblage, où les attendent les robots de perçage, fraisage et rivetage. 

      Spécialement conçues pour les longues sections de l’A321LR, les nouvelles installations comprennent 20 robots, un nouveau concept logistique, un système de positionnement automatique par mesure laser et un système de collecte de données numérique. Ces dispositifs permettront d’accroître la qualité et l’efficacité, tout en renforçant la digitalisation du système de production industrielle d’Airbus.  
     Au niveau intermédiaire, 8 robots Flextrack se chargent de fixer la partie supérieure de la section de fuselage centrale sur les caissons latéraux. A raison de 2 perceuses riveteuses de chaque côté, positionnées par laser avec une précision de 0,2 millimètre, les Flextrack percent et installent 7.200 rivets. 6.000 rivets par section Après quoi les tronçons de fuselage poursuivent leur chemin jusqu’aux 3 lignes d’assemblage, où officient les robots Kuka, du nom de la firme allemande qui les fabriquent. Grâce à leur bras articulé, ils peuvent tourner autour des tronçons de fuselage et les fixer entre eux, à raison de 3.000 rivets par section. Là encore, aucune intervention humaine n’est requise, les robots étant même ravitaillés automatiquement par des tubes pneumatiques en rivets enduits et congelés (afin d’éviter la déformation). « Ce n’est pas beaucoup plus rapide que la même opération réalisée manuellement, mais le niveau de précision et de qualité est meilleur, explique un responsable d’atelier. Ces tâches répétitives sont non seulement pénibles physiquement, mais elles sont aussi source d’erreurs et de malfaçons. » Les jeunes compagnons acquiescent. « Percer et poser des rivets à la main est très fatigant pour les bras et les genoux. Et pendant que les robots percent, nous pouvons accomplir d’autres tâches ».

    Outre l’utilisation de robots, Airbus applique de nouvelles méthodes et technologies dans la logistique des matériaux et des pièces afin d’optimiser la production, d’améliorer l’ergonomie et de réduire les délais. Celles-ci incluent notamment la séparation de la logistique et des niveaux de production, le réapprovisionnement axé sur la demande et l’utilisation de véhicules autoguidés.

Pas de suppression d’emplois

     L’arrivée des robots n’a pas supprimé des emplois à Hambourg. Au contraire : l’augmentation des livraisons d’A320 a nécessité l’embauche d’un millier de personnes. « Les robots ne remplaceront pas les hommes, mais l’augmentation de la production de monocouloirs [portée de 57 à 60 par mois cette année et à 63, selon les prévisions, en 2021, NDLR] ne peut se faire sans davantage de robotisations », assure le nouveau directeur de la production d’Airbus, Michael Schoellhorn. L’enjeu du hall 245 va bien audelà. Pour Airbus, il s’agit d’apprendre à fabriquer, mais aussi à concevoir différemment ses futurs modèles. Les robots ne sont que la partie émergée de la révolution numérique en cours. Cette démarche globale va de la conception simultanée des nouveaux avions et de leur outil de production sur des plates-formes 3D à l’exploitation des données des avions pour optimiser leur exploitation et prévenir les pannes, en passant par la gestion de leur fabrication à l’échelle industrielle. De quoi générer, à terme, selon le PDG d’Airbus, Guillaume Faury, « environ 30 % d’économies sur la conception et un gain de temps de 25 % ». Mais aussi de quoi rester compétitif face à Boeing et leurs futurs concurrents. L’avionneur américain a pris de l’avance dans ce domaine. Les robots Kuka et Flextrack ont fait leur apparition dès 2014 sur la chaîne de fabrication des Boeing 777. Mais, pour l’heure, le hall 245 reste unique au sein du dispositif industriel d’Airbus. En effet, un tel investissement « à trois chiffres » ne se justifie que pour un nouveau modèle d’Airbus conçu à partir d’une maquette numérique et une nouvelle chaîne de production. Or, si la création d’une nouvelle chaîne d’assemblage d’A320 et d’A321 est bien « à l’étude », selon Guillaume Faury, son installation à Toulouse ou ailleurs n’est pas encore décidée. 

Retards de livraison et nouvelle chaine à Toulouse

     Si Airbus a mis les bouchées doubles à Hambourg pour moderniser et accélérer la production de ses monocouloirs, l’avionneur a pris un sérieux retard dans les livraisons de ses nouveaux bestsellers, l’A320neo et sa version rallongée, l’A321. Les nombreux tronçons de fuselage en attente d’assemblage à l’extérieur des hangars du site de Hambourg en témoignent. Certains A320 sont restés stockés si longtemps à Hambourg qu’il a fallu traité des problèmes de corrosion », assure un bon connaisseur du sujet.  « il nous est difficile de dire quand nous aurons totalement résorbé nos retards. » Dans une récente interview aux « Echos », le PDG d’Airbus, Guillaume Faury, estimait à deux ans la résolution complète des retards de production d’A321. « Sur la base de la situation actuelle, nous sommes dans cet ordre de grandeur pour mener à bien la transformation complète, a confirmé Michael Schoellhorn. « Mais cela pourrait prendre plus longtemps si la demande et la production continuent d’augmenter », a-t-il prévenu. « Un appareil complexe » Le principal point noir reste la production de l’A321 à long rayon d’action. L’avion bénéficie pourtant d’une chaîne d’assemblage de tronçons de fuselage dernier cri, entièrement automatisée.

      « Les problèmes rencontrés sur l’A321 n’ont pas de rapport avec le nouveau hangar 245, a affirmé le directeur de production. C’est l’addition de beaucoup de choses, pas toutes du fait d’Airbus. L’A321 est un appareil complexe et surtout, nous avons été victimes de notre succès, car nous n’avions pas prévu qu’il représenterait une part si importante des commandes. » Conçu comme un avion de niche, l’A321 représente aujourd’hui 50 % des commandes de monocouloirs d’Airbus. Cela a obligé l’avionneur à revoir ses plans de production et à étudier la création d’une seconde chaîne d’assemblage de l’A321, ailleurs qu’à Hambourg. Le site de Toulouse, où la chaîne de l’A380 livrera son dernier appareil en 2021, semble favori. Mais tout dépendra des conditions de compétitivité offertes sur place.

Plus d'info (et video)
https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/fr/2019/10/airbus-inaugurates-new-a320-structure-assembly-line-in-hamburg.html#media-list-video-video-all_ml_0

Bonne maintenance

Olivier