Du concept à la réalité :les technologies de fabrication deviennent grand public

Par Bob Beckmann, article pour Ag Innovator Magazine.

Lorsque Henry Ford a optimisé sa chaîne de montage il y a environ 100 ans, les changements et les progrès qu'il a effectués ont rapidement quitté les limites des quatre murs de son usine et sont devenus le carburant d'une révolution industrielle que nous optimisons depuis.

Maintenant, nous voyons des changements entraînés par la technologie. Des concepts qui faisaient rêver il y a 10 ans font aujourd'hui partie des opérations de notre usine. Il est difficile d'imaginer que nous vivons dans un monde avec des téléphones qui ont plus de puissance de calcul qu'une capsule spatiale Apollo. Nous avons à notre disposition des choses que George Jetson ne croirait pas. La technologie évolue à une vitesse qui laisse la plupart d'entre nous courir après plutôt que suivre le rythme.

La fabrication connaît des difficultés croissantes en matière de technologie. Les usines qui ont fonctionné de la même manière pendant 70 ans sont désormais contraintes de s'adapter à un monde de personnalisation et d'immédiateté. C'est une véritable révolution industrielle, et si l'histoire nous a montré quelque chose, un prochain niveau de technologie est sur le point de passer des grandes opérations aux petites et moyennes usines dans le monde entier.

Ici, nous explorons ce que sont certaines de ces technologies et comment elles sont utilisées.

Opérations numériques

Bien que certaines entreprises utilisent encore des registres et des feuilles de calcul, la tendance numérique est de passer à un système ERP robuste qui peut aider à gérer le fonctionnement d'une entreprise. Tout, des matières premières aux produits finis, est organisé avec ces systèmes, et ils peuvent même être utilisés pour trouver le véritable coût d'un produit fini.

Chaîne d'approvisionnement

Une personne peut désormais commander une automobile en ligne. Ils peuvent saisir le modèle et toutes les options qu'ils souhaitent. Ils appuient sur le bouton « acheter » et immédiatement le système de l'entreprise se met en marche. Adieu les jours du planificateur, de l'acheteur, du planificateur et de la paperasse. Désormais, les données sont immédiatement envoyées à l'usine, ainsi qu'aux fournisseurs de premier et de deuxième rang, et renvoyées au client. Les dates de production sont rapidement confirmées, les pièces sont commandées et le client sait exactement quand son nouveau véhicule arrivera. Ils peuvent même aller en ligne et voir précisément où se situe le véhicule dans le processus de production.

Ingénierie/Plancher d'usine numérique

L'époque des dessins s'estompe rapidement. Désormais, les modèles CAO sont créés dans le département d'ingénierie et ces modèles sont utilisés pour fabriquer des pièces. Les fichiers sont envoyés au mouliste - ou au centre d'usinage ou à l'imprimante 3D - et le processus commence. Lorsque les pièces finies arrivent, les mêmes modèles sont utilisés pour l'inspection (parfois effectuée avec des lasers de comparaison numériques) et l'assembleur utilise un écran sur son poste pour voir les mêmes modèles afin de s'assurer que les pièces finales sont correctement assemblées.

Cybersécurité

Avec toutes ces données, chaque entreprise doit être parfaitement consciente des menaces auxquelles son entreprise est confrontée. Il ne s'agit pas de quelqu'un qui vole vos données de production, mais plutôt de quelqu'un qui vole la chose la plus précieuse sur votre ordinateur :votre argent.

Chaque entreprise a une liste d'employés actuels (et d'anciens) employés. Ils ont le nom, l'adresse, le numéro de téléphone, le numéro de sécurité sociale de cet employé et très probablement son numéro de compte bancaire pour le dépôt direct. Oh, quel trésor pour un méchant !

À quand remonte la dernière fois que vous avez effectué un véritable test de cybersécurité de votre système ? Vous pouvez dire que tout va bien parce que vos ordinateurs disposent d'un logiciel antivirus à jour, mais qu'en est-il de cet ordinateur de l'usine qui fonctionne sous Windows 95 parce que la machine à laquelle il est connecté n'a jamais été mise à niveau ?

Impression 3D/Fabrication Additive

La technologie de fabrication additive (AM) existe depuis quelques décennies, mais n'était disponible que pour les entreprises qui avaient les poches profondes et une utilisation permanente. Désormais, des versions de ce type d'équipement sont disponibles en magasin ou en ligne. Il est devenu si courant qu'il est utilisé dans les écoles primaires. Son utilisation dans la fabrication était rare il y a encore cinq ans, mais aujourd'hui, c'est la mise à niveau technologique qui connaît la croissance la plus rapide dans les opérations de fabrication. Voici pourquoi :

Réduction des coûts : La production de pièces par fabrication additive ne nécessitant pas de coûts de mise en place et d'outillage, les coûts de production ne sont encourus que pour les pièces elles-mêmes au moment de leur fabrication. Même les petites séries et les pièces uniques n'augmentent pas les coûts. De plus, les pièces du système conçues pour un fonctionnement optimal peuvent souvent être réalisées en une seule pièce, ce qui simplifie l'assemblage et l'assurance qualité.

Conception légère : Les pièces fabriquées de manière intelligente à l'aide de processus de frittage laser associent une résistance élevée à une réduction de poids de 40 à 60 %. Les économies de matériaux se traduisent par une plus grande flexibilité dans la conception et l'ingénierie. Par conséquent, les voitures ou les avions consomment beaucoup moins de carburant et émettent moins de dioxyde de carbone.

Aucun outillage : La technologie d'impression 3D permet une flexibilité maximale dans la planification de la production. De plus, les processus de production sans outils nécessitent moins d'énergie et de matières premières que les opérations de fabrication conventionnelles. Les pièces modifiées, les mises à niveau et les pièces de rechange peuvent être produites selon les besoins, évitant ainsi le besoin de stockage. Surveillez cette industrie de près. De nouveaux matériaux tels que les métaux, les époxydes, les plastiques, les céramiques et même les aliments sont désormais imprimés. Donc, si votre entreprise a transmis cette technologie dans le passé, vous voudrez peut-être voir ce qui a changé depuis que vous avez commencé à lire cet article !

Réalité virtuelle/Réalité augmentée

La réalité virtuelle (VR), parfois appelée réalité augmentée (AR), fait rapidement son entrée dans l'environnement de fabrication. Cette croissance rapide devrait inciter davantage de fournisseurs à entrer sur le terrain, réduisant ainsi les coûts et rendant la technologie plus accessible.

La RV est définie comme « un environnement tridimensionnel généré par ordinateur qui peut être exploré et utilisé par une personne. Cette personne fait partie de ce monde virtuel, ou est immergée dans cet environnement, et pendant qu'elle y est, elle est capable de manipuler des objets ou d'effectuer une série d'actions. »

Alors, comment la réalité virtuelle profite-t-elle au secteur manufacturier ? En améliorant la sécurité des travailleurs, en créant de meilleurs produits et en économisant de l'argent aux fabricants. Voici pourquoi :

Améliorer la sécurité des travailleurs. Alors que le secteur manufacturier a considérablement amélioré ses programmes de sécurité au fil des ans, toute blessure ou décès en est un de trop. La réalité virtuelle permet aux directeurs d'usine de simuler le processus de production et les configurations de la chaîne d'assemblage, en identifiant les situations potentiellement dangereuses. La réalité virtuelle peut également immerger un employé dans un futur poste de travail, puis capturer le mouvement de l'employé pour évaluer la faisabilité et la compétence de la tâche. Grâce à la réalité virtuelle, le géant automobile Ford a réduit le taux de blessures de ses employés jusqu'à 70 %.

Créer de meilleurs produits. La réalité virtuelle permet un assemblage presque parfait. En utilisant des lunettes qui utilisent des caméras, des capteurs de profondeur et des capteurs de mouvement pour placer des images dans un environnement de travail réel, les travailleurs et les ingénieurs peuvent « voir » les pièces appropriées et les instructions sur la façon d'assembler un composant de la bonne manière.

Économiser de l'argent. Pour obtenir des produits conformes aux spécifications, des prototypes doivent être créés, testés et retestés. Cela devient cher. Grâce à la réalité virtuelle, les fabricants éliminent le besoin de créer des modèles à grande échelle. Grâce à la technologie VR de Microsoft, les ingénieurs peuvent voir chaque pièce d'équipement impliquée dans la conception d'un produit et l'assembler dans le monde virtuel avant de le construire pour de vrai. Cela réduira le temps de formation de 75 % par personne, économisant des millions.

Cobots

Alors que l'Internet des objets se développe de façon exponentielle, les robots collaboratifs deviennent monnaie courante dans le cycle de fabrication. Les robots collaboratifs, ou cobots en abrégé, sont des robots qui fonctionnent dans un espace physique partagé avec les humains, permettant aux humains et aux robots de travailler ensemble. Les cobots gagnent en popularité depuis 2010 et sont souvent préférés aux robots de fabrication traditionnels conçus pour fonctionner dans une zone séparée avec peu ou pas d'interaction avec les gens.

Ils sont conçus pour s'arrêter de bouger lorsque leur collègue humain, ou n'importe qui, les touche. Le marché des cobots devrait connaître une croissance significative au cours de la prochaine décennie pour plusieurs raisons. Il existe une demande croissante d'automatisation dans toutes les industries, mais en particulier dans la fabrication où les tâches sont souvent répétitives, d'où un risque de blessure. Pendant ce temps, la technologie des cobots progresse chaque année. Ils sont plus largement disponibles et moins chers, actuellement estimés à 24 000 $ en moyenne chacun. Ces prix en baisse et ces fonctionnalités accrues sont susceptibles d'encourager l'adoption des cobots dans les petites et moyennes entreprises qui ont peut-être négligé la technologie dans le passé.

Les robots travaillant en tandem avec les employés peuvent conduire à un processus de production très efficace, flexible et fiable. Les cobots peuvent être utilisés dans l'assemblage de produits, les processus de prélèvement et de placement de produits, le moulage par injection, le placement de pièces et l'inspection de la qualité.

Ils peuvent être particulièrement utiles pour le levage de charges lourdes en améliorant l'efficacité du cycle de production et en réduisant le risque de blessure. Certains cobots sont conçus pour effectuer des travaux de levage lourds et répétitifs.

Un exemple remarquable de la façon dont les robots et les humains peuvent travailler ensemble est une tâche de levage lourde dans laquelle l'humain aligne l'objet à soulever et le cobot soulève.

L'humain réduit le risque d'endommager les objets en positionnant ce qu'il doit être soulevé. Le robot évite à l'homme la fatigue et le risque de blessure en le soulevant. La combinaison réduit les coûts, améliore le résultat grâce à la précision et maintient un calendrier rapide.

En conclusion

Toutes ces technologies n'étaient qu'un rêve il y a quelques années. Aujourd'hui, ils sont une réalité et changent la façon dont la fabrication est effectuée dans le monde entier. Avec la pénurie continue de main-d'œuvre attendue, ces avancées permettent à une entreprise d'optimiser la production, d'augmenter la qualité et d'économiser de l'argent tout en attirant une main-d'œuvre qui aime résoudre les problèmes avec la technologie. Ils ne peuvent que contribuer à renforcer votre entreprise.