IMTS 2018 :réalité ou fiction ? La promesse de l'industrie 4.0

Lorsque vous éliminez le battage publicitaire de l'industrie 4.0 et que vous vous concentrez sur l'équilibre entre la production et la qualité, les résultats de sa promesse potentielle peuvent être réalisés. Nous nous sommes entretenus avec un vétéran de la fabrication de précision et de la technologie de métrologie basée sur des capteurs de Renishaw pour comprendre comment l'industrie 4.0 peut réellement avoir un impact sur les processus et la fabrication de pièces.

L'industrie 4.0 sera promue et discutée en détail lors du salon international de la fabrication 2018. S'il y a une chose à comprendre à propos de la fabrication intelligente et de l'industrie 4.0, c'est que de nombreuses organisations simplifient à l'excès la rapidité avec laquelle elles pensent pouvoir intégrer quelque chose de significatif.

Dan Skulan travaille dans le domaine de l'usinage de précision et de la métrologie depuis plus de 30 ans et connaît bien les mesures de productivité et de qualité pour les fabricants. En tant que directeur général de la métrologie industrielle chez Renishaw, Skulan a une compréhension approfondie de la façon dont les entreprises découvrent si elles sont prêtes à tenir la promesse de l'Industrie 4.0. Skulan présente spécifiquement sur l'industrie 4.0 lors des sessions de la conférence IMTS 2018.

La définition de ce terme à la mode devrait se concentrer davantage sur les objectifs spécifiques d'un fabricant que sur toute autre chose. La promesse de l'industrie 4.0 dépend davantage de la compréhension claire des objectifs de l'entreprise et de l'utilisation de techniques et d'outils appropriés que de l'intégration de tout nouveau système de gestion des données, selon Skulan.

"Vous pouvez collecter une énorme quantité de données, mais les données ne sont utiles que si elles sont exactes et exploitables", déclare Skulan. "L'industrie 4.0 peut apporter des résultats très valables, mais il est vraiment important qu'elle soit mise en œuvre de manière systématique en commençant par des données précises et exploitables provenant de vos processus."

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Alors que doivent faire les fabricants ? Pour commencer, ils doivent faire preuve de diligence raisonnable et s'assurer que cela a du sens. Tout le monde veut s'améliorer. L'automatisation est importante, mais elle peut s'avérer très coûteuse si on la laisse fonctionner sans contrôle de processus interne pour garantir le maintien de la qualité à un débit plus élevé.

"Et si le processus signalé comme étant en cours d'exécution a en fait créé un tas de rebuts ou aucune pièce du tout ?" explique Skulan. « De bons systèmes basés sur les processus qui vérifient que la pièce et l'outillage sont correctement réglés et des programmes de coupe qui s'exécutent avec une précision inhérente sont ce qu'il faut. Les mesures en cours de fabrication doivent vérifier que les bonnes coupes ont été effectuées sur la bonne pièce. C'est ainsi que vous aidez à distinguer les bonnes implémentations de l'Industrie 4.0 des faibles qui essaient simplement d'incorporer des degrés plus élevés de surveillance des données sans s'assurer que le processus sous-jacent est sous contrôle."

À cette fin, Skulan met l'accent sur le rôle très important de la simulation, mais uniquement si elle est associée à une précision basée sur des capteurs qui vérifient le processus d'usinage à des étapes clés directement dans une machine.

"Notre objectif n'est pas seulement de vérifier que la production a lieu, mais de vérifier que toutes les étapes de la production respectent les normes de qualité avec un minimum de temps de traitement perdu", explique Skulan. Ici, les capteurs et l'automatisation jouent un rôle crucial, mais uniquement si les données sont exactes de manière vérifiable. C'est dans la bonne combinaison de technologie de capteur intelligent fonctionnant de concert avec un logiciel facilement disponible pour les opérateurs de voir clairement sur un tableau de bord qu'une productivité améliorée est réalisée.

Le danger de la fabrication intelligente : Promettre trop les résultats de l'industrie 4.0

Mais tout le monde n'a pas la même image de l'Industrie 4.0. Certaines entreprises pensent que c'est le Saint Graal de la fabrication et pensent qu'une fois qu'elles l'auront adopté, cela révolutionnera leur productivité et réduira les coûts presque immédiatement. Skulan dit que cela peut faire une énorme différence, mais ce n'est pas nécessairement la promesse de résultats rapidement réalisée que la haute direction de la fabrication s'attend à ce qu'elle soit.

"Une fois que les cadres supérieurs ont adhéré à la mise en œuvre d'une stratégie 4.0, on s'attend à ce qu'une augmentation instantanée de la productivité et de la qualité se produise simplement en surveillant les performances des opérateurs de l'atelier", déclare Skulan. "C'est un état d'esprit potentiellement dangereux que certaines entreprises adoptent. Il y a un vrai travail à faire au niveau de l'atelier pour préparer les processus afin que les avantages soient réalisés. L'industrie 4.0 n'est pas une baguette magique."

Mais Skulan s'empresse de souligner que ce processus, lorsqu'il est bien fait, a un mérite légitime dans la fabrication. Pour aider à illustrer son importance et sa promesse, Skulan parle de l'un de ses gros clients qui est un grand fabricant aérospatial avec plus de 250 ingénieurs uniquement dédiés aux processus et pratiques de l'Industrie 4.0. La volonté d'améliorer la productivité et d'innover dans l'industrie aérospatiale est un élément majeur de son succès.

Découvrez le succès de l'industrie aérospatiale en action dans notre infographie :"To Infinity and Beyond :Aerospace Opportunities in Manufacturing Take Off."

Industrie 4.0 et la valeur du contrôle des processus

Seules les mesures du débit sont valides, mais elles peuvent avoir leurs propres limites inhérentes.

De nombreux fabricants accordent beaucoup d'attention au temps de cycle dans leur usinage, ce qui peut améliorer la productivité, mais cela peut être trompeur. "Les opérations d'usinage peuvent afficher des niveaux d'activité élevés, mais il se peut que les machines ne produisent pas de bonnes pièces ou aucune pièce du tout", explique Skulan.

Une application efficace de l'industrie 4.0 est celle qui équilibre à la fois le débit et la qualité en utilisant le type de technologie qui permet la validation en cours de processus. Et tout cela devrait rapporter des informations continues aux opérateurs et aux directeurs d'usine.

"Plutôt que l'inspection finale des pièces, les fabricants doivent capturer des informations précises à chaque étape du processus d'usinage au fur et à mesure que ces processus se produisent, afin qu'ils puissent affecter le changement avant qu'une non-conformité ne se produise, garantissant une sortie de qualité bien en amont dans le processus", suggère Skulan. Il s'agit, selon lui, d'une exigence pour réaliser la promesse de l'Industrie 4.0 :« Nous avons désormais la capacité de valider la qualité et de l'ajuster en temps réel en fonction de l'exactitude des données. La qualité qui provient du contrôle automatique des processus dans la machine, en utilisant des capteurs et des logiciels ensemble, permet de s'assurer que les informations examinées au niveau de la direction sont exactes et exploitables."

"Si vous examinez les données après la production des pièces, ce que font la majorité des entreprises actuellement, il s'agit d'informations valides, mais cela ne vous aide pas à modifier le processus", déclare Skulan. "Ce que vous voulez vraiment, c'est mesurer des caractéristiques discrètes qui sont essentielles au processus de fabrication à chaque étape de la construction et de la découpe d'un composant, et prendre ces données à l'aide de capteurs et de techniques qui confirment qu'elles sont valides."

L'enjeu est de déterminer quelles sont les caractéristiques critiques d'un composant à mesurer pour le contrôle de procédé ? Dans de nombreux cas, il peut y avoir plus de 30 fonctionnalités coupées en un seul processus, mais il n'y a probablement que quelques dimensions clés qui sont essentielles pour garantir la qualité en amont. Cela nécessite donc une compréhension approfondie de ce qui peut être ajusté et surveillé en temps réel. temps

Industrie 4.0 :la valeur de l'outillage adaptatif et du processus en boucle fermée

Si l'objectif est de tirer parti du processus d'usinage et de s'y adapter, il est essentiel de comprendre le rôle d'un outillage adaptatif plus récent et plus avancé. Dans le monde de l'industrie 4.0, cela signifie également comprendre comment les capteurs et les outils de palpage automatisés peuvent aider à rapporter et valider une multitude de données de mesure et d'usinage dynamique. Ces données incluent des domaines tels que le décalage dynamique du travail, le contrôle du point central de l'outil et l'établissement de la profondeur et de la largeur effectives des coupes en mesurant dynamiquement la trajectoire de vol effective de la fraise.

"L'évolution qui s'est produite avec les machines à 5 axes et la capacité de déplacer des pièces et des outils en même temps, associée à la mesure en cours de processus, peut fonctionner incroyablement bien pour fournir un environnement en boucle fermée", déclare Skulan.

"En modélisation, vous ne voulez pas simplement simuler ce qui est dans le dessin, vous voulez simuler ce qui se passe réellement sur la machine dans cet environnement de" jumeau numérique "", ajoute Skulan. "Vous devez également modifier votre outillage et votre méthodologie de processus pour prendre en charge le contrôle de processus en boucle fermée."

Comment tu fais ça? Skulan donne un exemple d'utilisation de l'interpolation circulaire. Par exemple, au lieu d'utiliser un outil d'alésage à point unique fixe qui doit être mis manuellement hors ligne, la méthode Industrie 4.0 choisirait de conduire une fraise à travers un motif circulaire qui permet d'utiliser des techniques de coupe basées sur la jauge.

"On peut effectuer une coupe automatisée, en supprimant seulement la moitié de la surépaisseur de stock, puis mesurer la caractéristique résultante à l'aide d'une sonde en cours , à ce moment précis, dans cette température spécifique en temps réel et dans cet environnement d'usinage précis, puis mettez automatiquement à jour les trajectoires d'outils en cycle », explique Skulan« Il s'agit d'un contrôle en boucle fermée. De cette façon, le processus est entièrement automatisé et agile.”

Pour en savoir plus sur la promesse de l'industrie 4.0, Skulan présente "Maximiser la productivité de la fabrication à l'ère de l'information" le jeudi 13 septembre lors des sessions de la conférence IMTS 2018. L'inscription est obligatoire.

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