Traçabilité : La base clé pour le succès de la fabrication activée par l'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 que de nombreuses entreprises du secteur manufacturier peuvent attendre. Pour tirer le maximum de valeur d'une solution IIoT, les fabricants doivent bien comprendre la nature de leurs opérations et investir dans un système de traçabilité robuste et en temps réel pour collecter les données pertinentes de manière proactive et systématique.

Les systèmes de traçabilité utilisent des méthodes d'identification comme le code-barres et l'identification par radiofréquence (RFID) pour recueillir et analyser les données sur le mouvement des travaux en cours et des produits finis dans l'usine et la chaîne d'approvisionnement. Autrefois méthode relativement simple pour suivre les produits et composants, la traçabilité a maintenant évolué en 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 de produit à la visibilité complète du processus

La transformation de la traçabilité au fil du temps — de la lecture de code-barres basique de pièces et produits individuels à des systèmes permettant l'investigation approfondie des goulots d'étranglement et des problèmes de qualité — offre diverses façons d'envisager cette pratique manufacturière ubiquitaire. Omron a décomposé ces changements en quatre phases générales, culminant avec la phase Traçabilité 4.0 qui fusionne les solutions de suivi et 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 favoriser la précision et l'efficacité. La capacité 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 de grands nombres 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 des utilisations supplémentaires pour les codes-barres — en particulier la capacité de suivre les matériaux dans l'installation 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 qualité et augmenté la confiance des consommateurs.

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

La Traçabilité 4.0 est l'union de tout ce qui précède, ainsi que les paramètres de machine et de processus pour atteindre le plus haut niveau de qualité, de productivité et d'efficacité globale des équipements (OEE). Bien que certains fabricants aient adopté la Traçabilité 4.0, elle représente l'avenir pour la plupart. Ceux qui adoptent la stratégie s'élèvent 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 pleinement 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 opérait la machine à ce moment-là. Les scénarios de diagnostic et d'analyse de processus potentiels sont virtuellement illimités et des améliorations substantielles surgissent dans de nombreux domaines lorsque les données de machine et de processus pertinentes sont collectées systématiquement.

Piloter les décisions de fabrication

Les solutions IIoT, en effet, construisent un pont entre les processus de niveau inférieur qui se passent sur le plancher de l'usine et les objectifs commerciaux globaux. L'ingrédient clé dans cette vue 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 devraient être considérées afin d'aider à définir les exigences.

• Comment les composants en amont ou les matières premières seront-ils confirmés comme 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 outillages 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 rendues disponibles aux 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 œuvre un système de traçabilité qui prend en compte les facteurs ci-dessus, ils pourront soutenir des processus de plus en plus complexes et délicats. En fin de compte, même les composants les plus basiques — comme les interrupteurs de porte ou les capteurs de proximité — seront capables de se connecter au réseau. La vérification d'assemblage, l'assurance qualité et le contrôle de la nomenclature (BOM) peuvent tous être efficacement optimisés avec une stratégie de Traçabilité 4.0 qui emploie des technologies de fabrication intelligente comme les capteurs compatibles IO-Link.

IO-Link est une innovation récente qui sous-tend de nombreux dispositifs « intelligents » pour fournir une connexion entre le capteur/actionneur et un module d'interface qui aide à obtenir plus d'informations des capteurs eux-mêmes au-delà d'une simple lecture ON/OFF. Les valeurs de processus, paramètres et messages de diagnostic peuvent maintenant être échangés, élargissant le bassin 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 aussi à réduire le coût de la construction de machines et de la maintenance globale en passant d'une solution de câblage direct traditionnelle à une solution réseau pour les composants individuels de leur équipement. Avec des composants intelligents sur un réseau, le remplacement des dispositifs défaillants est littéralement plug-and-play et certains OEM ont signalé jusqu'à 38 % de réduction des coûts de câblage.

Quelle est la suite pour la traçabilité et l'IIoT ?

L'intelligence artificielle (IA) est de plus en plus utilisée pour soutenir de nouveaux aspects de la fabrication. L'emploi de ces algorithmes dans le cloud pour surveiller et soutenir les processus n'est pas nouveau, mais les fabricants commencent à sortir l'IA du cloud et à la pousser sur la machine pour impacter la fabrication sur une machine spécifique en temps réel. En tant que partie d'un système de traçabilité, elle 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. C'est essentiellement une manière avancée de traiter des données et pour cette raison, elle 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 ligne de production n'est peut-être pas une recette pour le désastre, mais ce n'est pas non plus une recette pour le succès. Les fabricants doivent comprendre quel type d'information ils collectent pour chaque processus et pourquoi cette information est importante.

Essentiellement, c'est pourquoi 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 du plancher d'usine en temps réel. Si ces données sont collectées de manière hasardeuse avec une compréhension minimale de leur importance, ce n'est pas une traçabilité efficace et ce n'est pas une base viable pour mettre en œuvre des solutions de fabrication intelligente. La fabrication intelligente activée par l'IIoT exige une solution de traçabilité bien organisée.

Plus les fabricants ont d'insight sur leurs processus, plus ils seront proches de l'objectif ultime de solutions IIoT plug-and-play basées sur des besoins spécifiques et ciblés. Ce sont les types de lacunes que l'IA comble le plus efficacement. Bien que la construction d'un système robuste de Traçabilité 4.0 en temps réel qui reflète véritablement l'architecture de la ligne de production puisse être une tâche ardue, ce n'est pas une tâche ingrate. La valeur immense d'une telle entreprise se verra dans la facilité avec laquelle les données peuvent être manipulées pour offrir des insights.

Cet article a été rédigé par Felix Klebe, Responsable Marketing – Capteurs et Détection Avancée, Omron Automation Americas, Hoffman Estates, IL. Pour plus d'informations, visitez .