Pourquoi la traçabilité est une base essentielle pour les systèmes de fabrication compatibles IIoT

Les technologies de l'Internet industriel des objets (IIoT) peuvent entraîner une augmentation spectaculaire de la qualité et du débit de production, mais ce ne sont souvent pas les solutions plug-and-play auxquelles de nombreuses entreprises du secteur manufacturier peuvent s'attendre. Pour tirer le meilleur parti d'une solution IIoT, les fabricants doivent bien comprendre la nature de leurs opérations et investir dans un système de traçabilité robuste en temps réel pour collecter les données pertinentes de manière proactive et systématique.

Les systèmes de traçabilité utilisent des méthodes d'identification telles que les codes à barres et l'identification par radiofréquence (RFID) pour collecter et analyser des données sur le mouvement des produits en cours et finis tout au long de l'usine et de la chaîne d'approvisionnement. Autrefois une méthode relativement simpliste de suivi des produits et des composants, la traçabilité est maintenant devenue une stratégie puissante pour optimiser la productivité, la qualité et la réputation de la marque au sein de l'opération de fabrication en liant les produits aux paramètres de processus et aux intrants de matières premières.

Du simple suivi des produits à la visibilité complète des processus

La transformation de la traçabilité au fil du temps - de la lecture de base des codes-barres des pièces et des produits individuels aux systèmes qui permettent l'investigation approfondie des goulots d'étranglement et des problèmes de qualité - offre une variété de façons d'envisager cette pratique de fabrication omniprésente. Omron a divisé ces changements en quatre phases générales, culminant avec la phase de traçabilité 4.0 qui fusionne les solutions de suivi et de traçabilité de niveau inférieur avec les technologies avancées de l'industrie 4.0 et de l'IIoT.

La traçabilité 1.0 consiste à identifier automatiquement les produits pour améliorer la précision et l'efficacité. La possibilité de marquer une pièce puis de la suivre à l'aide de lecteurs de codes-barres était révolutionnaire et cette stratégie a amélioré l'efficacité et la précision de la fabrication lors du traitement d'un grand nombre d'articles ou de transactions discrets.

La traçabilité 2.0 consiste à gérer les stocks et à répondre aux besoins de la société. Les fabricants ont reconnu d'autres utilisations des codes-barres, en particulier la possibilité de suivre les matériaux au sein de l'usine de fabrication et tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Cette stratégie a permis des rappels de produits ciblés, réduit le coût des améliorations de la qualité et accru la confiance des consommateurs.

La traçabilité 3.0 concerne l'optimisation de la sécurité de la fabrication et de la chaîne d'approvisionnement en se concentrant sur tous les composants et sous-composants de matières premières nécessaires à la fabrication d'un produit ainsi que sur le produit fini avec un numéro de série codé. Cela permet de garantir l'authenticité du produit et fournit une base solide pour les programmes de lutte contre la contrefaçon.

La traçabilité 4.0 est l'union de tout ce qui précède, ainsi que des paramètres de machine et de processus pour atteindre le plus haut niveau de qualité, de productivité et d'efficacité globale de l'équipement (OEE). Bien que certains fabricants aient adopté la traçabilité 4.0, elle représente l'avenir pour la plupart. Ceux qui adoptent la stratégie montent à l'avant-garde de la fabrication et de la protection de la marque.

C'est cette étape finale - et cumulative - de la traçabilité où l'IIoT devient entièrement pris en charge et fonctionnel. Avec les types de données que la traçabilité 4.0 apporte, les fabricants peuvent facilement répondre à une variété de questions liées à la production, telles que quelle machine a travaillé sur quel produit à quel moment et qui utilisait la machine à ce moment-là. Les scénarios de diagnostic et d'analyse de processus potentiels sont pratiquement illimités et des améliorations substantielles apparaissent dans de nombreux domaines lorsque les données pertinentes de la machine et du processus sont collectées systématiquement.

Améliorer les décisions de fabrication

Les solutions IIoT, en effet, établissent un pont entre les processus de niveau inférieur qui se déroulent dans l'usine et les objectifs commerciaux globaux. L'ingrédient clé de cette vision holistique des opérations de fabrication d'une entreprise est la donnée, qui est acquise, organisée et utilisée au moyen d'un système de traçabilité. Lors de la mise en œuvre d'un système de traçabilité, les questions suivantes doivent être prises en compte afin d'aider à définir les exigences.

• Comment les composants ou les matières premières en amont seront-ils confirmés conformes sur la base des informations encodées dans un code-barres, une étiquette RFID ou un autre identifiant ?

• Par quel processus une pièce particulière se déplace-t-elle pendant la production ?

• Quels outils de production, paramètres de processus et scripts de test doivent être utilisés lors de l'exécution d'une étape de processus spécifique pour un article donné dans un environnement de fabrication flexible ?

• Quels composants sont utilisés sur un sous-ensemble spécifique ?

• Quelles données doivent être collectées à chaque étape du processus et comment ces données doivent-elles être mises à la disposition des applications MES ou Historian de niveau supérieur ?

• Quelles décisions en temps réel peuvent être prises sur la base des données collectées ?

Lorsque les fabricants mettent en place un système de traçabilité qui tient compte des facteurs ci-dessus, ils seront en mesure de prendre en charge des processus de plus en plus complexes et délicats. En fin de compte, même les composants les plus élémentaires, tels que les interrupteurs de porte ou les capteurs de proximité, seront compatibles avec le réseau. La vérification de l'assemblage, l'assurance qualité et le contrôle de la nomenclature peuvent tous être efficacement optimisés grâce à une stratégie de traçabilité 4.0 qui utilise des technologies de fabrication intelligentes telles que des capteurs compatibles IO-Link.

IO-Link est une innovation récente qui sous-tend de nombreux appareils "intelligents" pour fournir une connexion entre le capteur/actionneur et un module d'interface qui aide à recueillir plus d'informations des capteurs eux-mêmes au-delà d'une lecture ON/OFF de base. Les valeurs de processus, les paramètres et les messages de diagnostic peuvent désormais être échangés, élargissant le pool d'informations disponibles et permettant une large gamme d'options de processus.

En plus de fournir plus de données avec lesquelles travailler, les composants intelligents aident également à réduire le coût de construction des machines et de maintenance globale en passant d'une solution de câblage direct traditionnelle à une solution de réseau pour les composants individuels de leur équipement. Avec des composants intelligents sur un réseau, le remplacement des appareils défaillants est littéralement plug-and-play et certains équipementiers ont signalé une réduction allant jusqu'à 38 % des coûts de câblage.

Quelle est la prochaine étape pour la traçabilité et l'IIoT ?

L'intelligence artificielle (IA) est de plus en plus utilisée pour prendre en charge de nouveaux aspects de la fabrication. L'utilisation de ces algorithmes dans le cloud pour surveiller et prendre en charge les processus n'est pas une nouveauté, mais les fabricants commencent à extraire l'IA du cloud et à la pousser sur la machine pour avoir un impact sur la fabrication sur une machine spécifique en temps réel. Dans le cadre d'un système de traçabilité, il peut identifier des tendances lorsqu'il y a trop de variables pour permettre une programmation explicite.

Cela dit, il est important de garder à l'esprit ce que l'IA fait et ce qu'elle ne fait pas. Il s'agit essentiellement d'un moyen avancé de traiter des données et, pour cette raison, il nécessite une expertise humaine pour déterminer quelles données utiliser et comment les utiliser. Laisser les algorithmes fonctionner comme une «boîte noire» sans une solide compréhension des subtilités de la chaîne de production n'est peut-être pas la recette du désastre, mais ce n'est pas non plus la recette du succès. Les fabricants doivent comprendre quel type d'informations ils collectent pour chaque processus et pourquoi ces informations sont importantes.

C'est essentiellement la raison pour laquelle une stratégie de traçabilité claire doit être prise en compte pour l'adoption des technologies IIoT par tout fabricant. La traçabilité, par définition, est un moyen de collecter et d'organiser les données d'usine en temps réel. Si ces données sont collectées au hasard avec une compréhension minimale de leur importance, ce n'est pas une traçabilité efficace et ce n'est pas une base viable pour la mise en œuvre de solutions de fabrication intelligentes. La fabrication intelligente compatible avec l'IIoT exige une solution de traçabilité bien organisée.

Plus les fabricants auront de connaissances sur leurs processus, plus ils se rapprocheront de l'objectif ultime des solutions IIoT plug-and-play basées sur des besoins spécifiques et ciblés. C'est le type de lacunes que l'IA comble le plus efficacement. Bien que la construction d'un système de traçabilité 4.0 robuste et en temps réel qui reflète véritablement l'architecture de la chaîne de production puisse être une tâche ardue, elle n'est pas ingrate. L'immense valeur d'une telle entreprise se verra dans la facilité avec laquelle les données peuvent être manipulées pour offrir des informations.

Cet article a été écrit par Felix Klebe, Marketing Manager – Sensor and Advanced Sensing, Omron Automation Americas, Hoffman Estates, IL. Pour plus d'informations, rendez-vous ici .