Comment la fabrication additive à la demande peut-elle aider à renforcer la résilience de la chaîne d'approvisionnement ?

L'augmentation de la résilience de la chaîne d'approvisionnement dans le secteur manufacturier est une tendance qui ne disparaîtra pas de sitôt. Alors que la fabrication juste-à-temps (JIT) a démontré sa vulnérabilité aux chocs de la chaîne d'approvisionnement, la fabrication à la demande trouve un écho plus large alors que les entreprises du monde entier tentent de réduire les risques de leurs opérations.

Pourquoi la fabrication numérique à la demande est en hausse

La fabrication JIT a été la pierre angulaire des pratiques commerciales de nombreuses entreprises poursuivant la fabrication au plus juste. Cela signifie une stratégie d'élimination du gaspillage - inventaire gaspillé, stock gaspillé et temps perdu - en livrant un produit ou un service lorsque les consommateurs le demandent.

En livrant juste la bonne quantité au bon moment, les fabricants n'ont pas besoin de conserver un stock important de pièces en stock, économisant ainsi l'argent lié aux stocks en aval.

Bien que le concept semble attrayant, la réalité de nombreuses entreprises utilisant la fabrication JIT est qu'elles doivent toujours forcer leurs fournisseurs à stocker des stocks au lieu de les transporter elles-mêmes, puis exiger (et recevoir) des délais de livraison courts pour les composants afin que les produits puissent être simplement assemblés. par eux et ensuite expédié au client.

Une telle approche présente plusieurs inconvénients. Par exemple, il peut être sensible à tout type de perturbation de la chaîne d'approvisionnement, comme l'ont mis en évidence la pandémie de COVID-19 puis l'incident du canal de Suez.

En l'absence de stocks sur lesquels se replier, une interruption mineure de l'approvisionnement des entreprises fonctionnant en mode JIT à partir d'un seul fournisseur pourrait forcer l'arrêt de la production dans un délai très court.

D'autre part, la fabrication additive à la demande offre une alternative aux longues chaînes d'approvisionnement, modifiant toute l'approche de la production et de l'entreposage des articles et des composants.

Les capacités AM actuelles offrent des vitesses d'impression plus rapides et une fiabilité de processus améliorée par rapport à il y a quelques années à peine. Dans le même temps, des solutions émergent qui facilitent davantage la fabrication à la demande, comme les inventaires numériques et les logiciels pour une production distribuée sécurisée.

Les avantages de la fabrication additive à la demande

La production au point de besoin 

AM permet de produire des pièces lorsqu'elles sont commandées dans la quantité exacte nécessaire.

La principale raison en est que l'impression 3D vous permet de fabriquer des pièces directement à partir d'un fichier de conception numérique, sans utiliser d'outillage, comme des moules, dont le coût doit être amorti par une quantité minimale de commande fixe.

Sans quantité minimale de commande, AM vous permet de produire des composants de manière rentable en quantités aussi petites qu'un seul article.

De plus, grâce à sa nature numérique, la FA est à l'origine de l'avènement des inventaires numériques - un stockage virtuel de pièces qui, autrement, prendraient de la place dans un entrepôt physique.

Dans un inventaire numérique, vous pouvez stocker un nombre illimité d'articles avec leurs exigences de production et de post-traitement. Une fois que la demande pour un article particulier apparaît, la production peut démarrer en un clic, étant donné que vous disposez de la capacité et des matériaux.

Une production distribuée au plus près des consommateurs

La fabrication numérique à la demande avec la FA peut aller encore plus loin si vous associez des inventaires numériques à un réseau de production distribué.

Grâce à un logiciel spécialisé qui permet de créer un pont numérique entre les partenaires de production, les entreprises peuvent partager facilement et en toute sécurité des fichiers et des données 3D avec des fournisseurs et des sous-traitants. Cette méthode leur permet d'imprimer des articles en 3D non seulement lorsqu'eux-mêmes ou leurs clients en ont besoin, mais également plus près de l'endroit où ces articles seront utilisés.

Bien que ce concept en soit encore à ses débuts, plusieurs organisations ont lancé des pilotes et des POC pour prouver sa faisabilité.

Par exemple, le fabricant américain Moog s'est associé à Microsoft, ST Engineering et Air New Zealand pour démontrer comment l'impression 3D à la demande peut profiter à l'industrie aérospatiale.

Pour ce projet, un Boeing 777-300, à destination de l'aéroport de Los Angeles après son départ d'Auckland, a réalisé une preuve de concept centrée autour de la simulation d'une pièce cassée de cabine.

Une fois l'altitude de croisière atteinte, l'équipage a informé la maintenance à Auckland qu'il devait remplacer une pièce de pare-chocs Business Premier, qui se trouve entre le siège et le moniteur pour s'assurer que le siège n'est pas endommagé lorsque l'écran est repoussé dans sa position par défaut.

L'équipe de maintenance a utilisé son accès à un catalogue numérique de pièces, téléchargé par le fournisseur MRO d'Air New Zealand, ST Engineering, basé à Singapour, et a commandé un composant de remplacement.

ST Engineering a identifié où la pièce de rechange pouvait être imprimée en 3D à Los Angeles et envoyée directement à l'aéroport.

Le partage numérique des fichiers de conception et l'utilisation de l'impression 3D localisée ont permis de produire la pièce bien avant l'atterrissage de l'avion. Dans les 30 minutes suivant son arrivée sur le tarmac, la pièce a été remplacée et l'avion a pu effectuer ses trois autres voyages prévus avant de retourner à Auckland.

Selon Moog, livrer cette pièce de rechange de manière traditionnelle aurait eu un délai de 44 jours, et cela aurait coûté environ 30 000 dollars américains en perte de revenus.

La création d'un réseau de production distribué qui permettrait des scénarios similaires est clairement à l'horizon. Les entreprises, en particulier celles qui maintiennent des stocks importants et exigent que les pièces de rechange soient livrées rapidement, doivent commencer à réfléchir à la manière dont elles peuvent saisir cette opportunité et s'assurer un avantage concurrentiel.

Une plus grande personnalisation des produits

La fabrication additive à la demande permet une production adaptée à chaque lot avec presque aucune limitation pour la personnalisation du produit.

AM ouvre de nouvelles possibilités personnalisables car il ne nécessite pas de changements d'outillage coûteux basés sur des spécifications individuelles. En impression 3D, les données de conception peuvent être facilement modifiées en fonction des exigences du client, puis transférées vers une imprimante 3D.

Cela signifie que la complexité qui accompagne la personnalisation n'entraîne pas de coûts supplémentaires. Une imprimante 3D ne prend pas plus de temps, d'énergie ou de matériel pour fabriquer une forme complexe qu'une simple, et aucun outillage signifie que l'impression de divers modèles ne nécessite aucun coût de production supplémentaire.

L'impression 3D d'articles personnalisés à la demande est particulièrement bénéfique pour les industries qui doivent répondre aux besoins exacts des consommateurs, comme les soins de santé.

Avec la FA à la demande de produits personnalisés, le logiciel joue à nouveau un rôle déterminant. La tendance croissante à la personnalisation de masse a rendu les logiciels de configuration, de numérisation et de modélisation 3D encore plus populaires. De telles solutions peuvent assembler rapidement et de manière rentable les préférences du client et imaginer le produit final.

En plus du logiciel de configuration en ligne, les entreprises qui cherchent à fabriquer des produits personnalisés avec l'impression 3D doivent établir un flux de travail clair pour créer, suivre et livrer des articles personnalisés.

Cependant, cela peut être difficile :une question qui se pose lors de l'utilisation de l'impression 3D pour produire des pièces personnalisées est de savoir comment identifier des pièces très similaires qui ont été imprimées en une seule construction.

Il existe plusieurs solutions possibles, dont l'utilisation d'une étiquette imprimée, la numérisation 3D, l'utilisation de QR codes et le logiciel MES pour permettre une plus grande traçabilité.

Les défis de la fabrication additive à la demande

La mise en place d'une usine de fabrication à la demande va au-delà de l'achat de systèmes de FA. Parce que la FA diffère de la fabrication traditionnelle, l'utilisation de la FA dans le modèle de production à la demande nécessite un changement important. Ci-dessous, nous mettons en évidence plusieurs domaines de transformation que vous devrez prendre en compte pour bénéficier de la fabrication additive à la demande.

Conception pour la fabrication additive

Il existe une croyance populaire selon laquelle le principal goulot d'étranglement à la mise en œuvre de la FA en tant qu'alternative de production à la demande réside dans les matériaux et les processus.

Bien qu'il existe encore certaines limitations dans ces domaines, l'un des principaux défis de l'utilisation de la FA dans la production est la conception pour la fabrication additive (DfAM).

La FA fonctionne mieux lorsque les pièces sont conçues pour être utilisées avec cette technologie. Cela signifie souvent que les modèles CAO conçus pour la fabrication traditionnelle ne seraient pas viables pour l'impression 3D à moins qu'ils ne soient repensés et optimisés pour répondre aux exigences des processus de FA.

La nécessité d'une refonte pose un défi car elle nécessite un niveau élevé d'expertise et d'investissement pour tester les nouvelles versions de conception.

Établir un inventaire numérique 

Comme souligné ci-dessus, l'inventaire numérique est une chose qui peut aider les entreprises à vraiment tirer parti de la fabrication additive à la demande.

Certaines entreprises essaient de créer une base de données numérique de fichiers 3D dans des dossiers partagés. Cette approche n'est cependant pas très efficace :elle manquera probablement de connectivité avec votre système de gestion de production et vous obligera à télécharger des fichiers à chaque fois que vous souhaitez les imprimer en 3D.

Une meilleure approche serait d'utiliser un logiciel dédié pour stocker les modèles CAO ET leurs exigences de production.

Un système unique pour stocker les pièces de rechange numériques AM permet de trouver facilement et simplement le fichier de conception et toutes les données nécessaires sur la pièce, comme le processus et le matériau requis.

Une exigence supplémentaire pour un inventaire numérique est la connectivité avec vos autres systèmes informatiques comme ERP et MES. Lier numériquement votre inventaire virtuel et votre logiciel de gestion de la production vous permettra de commander des pièces et de les envoyer pour la production d'un simple clic, économisant ainsi énormément de temps et d'efforts.

Lire aussi :4 façons d'utiliser l'inventaire numérique pour prendre en charge vos opérations de fabrication additive

Chaînes d'approvisionnement à l'épreuve du temps grâce à la fabrication additive à la demande

Alors que les entreprises entrent dans une ère post-pandémique, elles cherchent à pérenniser leur fabrication. Pour 84 % des entreprises, la fabrication à la demande est considérée comme l'une des solutions critiques, selon une récente enquête de Fictiv.

Cela signifie que si et quand il y a un autre choc externe de l'ampleur de COVID-19, la FA à la demande pourrait s'avérer être un outil inestimable dans les efforts de votre organisation pour maintenir vos chaînes d'approvisionnement essentielles en cours d'exécution de la manière la plus flexible, efficace et durable. .