Composites 4.0 :assistants numériques, edge computing et l'avenir des usines intelligentes

Le suivi des outils dans le logiciel Plataine pour la production de Composites 4.0 permet aux fabricants d'optimiser l'utilisation des outils, la maintenance et les dépenses en capital. SOURCE | Platine.

Ben-Bassat dit qu'avec cette connaissance de ce que les outils ont fait (pièces, processus, qualité), le logiciel de Plataine peut regarder des situations individuelles. « Supposons que vous ayez deux outils :l'un a besoin d'être entretenu après 9 cycles et l'autre après 10 cycles. Nous analysons comment et pourquoi ces outils sont différents. Trop peu de maintenance risque des problèmes de qualité, mais trop de maintenance réduit le débit. De plus, l'achat d'outils est un investissement sérieux, certains outils coûtant des centaines de milliers à des millions de dollars. Ainsi, les fabricants veulent éviter d'acheter de nouveaux outils si possible, mais si nécessaire, ils doivent s'assurer que ces outils seront les plus efficaces. »

Un autre problème est que les outils sont souvent perdus. « Par exemple, un ouvrier peut avoir oublié un outil lors du démontage », raconte Ben-Bassat. « Mais maintenant, quelqu'un doit aller chercher cet outil et le remettre en production. Ainsi, non seulement vous perdez le temps de cette personne, mais vous perdez également la productivité de la mise en place de cet outil. Avec notre logiciel, le gestionnaire recevra une alerte indiquant que l'outil n°10 est en panne pendant 3 jours. Le gestionnaire peut alors répondre et résoudre ce problème. »

Après les outils de superposition, Plataine s'est à nouveau étendu pour inclure le suivi des thermocouples, des forets, des forets et des consommables. « Ce sont tous des aspects du tableau très vaste et complexe qu'est la production de composites. Matériaux, outils, équipements, tout est connecté. Notre vision est de surveiller autant de facteurs que possible et non seulement d'identifier les problèmes de production, mais aussi de présenter et de mettre en œuvre des solutions. »

Assistants numériques intelligents

« Nous voyons le logiciel comme un assistant numérique qui analyse en permanence les données de production, offrant à nos opérateurs et managers des alertes et des recommandations intelligentes en temps réel », explique Ian Pearce, responsable de la production chez Renault Sport Racing (Enstone, Royaume-Uni). Formule Renault L'équipe 1 utilise largement les composites dans le châssis et la boîte de vitesses de ses voitures de course et, en 2018, a choisi d'implémenter le logiciel Plataine dans son système de production de composites. -temps et utilisation des restes) ainsi que l'endroit où se trouvent physiquement les préimprégnés dont ils ont besoin, que ce soit dans un entrepôt congelé ou sur l'atelier de production.

La prédiction dont Pearson discute ci-dessus nécessite une compréhension de l'état actuel de la production et un historique de ce qui s'est passé auparavant, explique Ben-Bassat. « Il s'agit de collecter des données via des capteurs dans les matériaux, les machines et sur les pièces afin que nous sachions qui fait quoi à un moment donné dans quel environnement. Nous pouvons alors identifier un modèle et prédire un goulot d'étranglement dans la machine n°7, par exemple. Ou nous pouvons dire que cela ne semble pas correct, qu'il peut y avoir un problème de développement dans la machine n°7."

Ben-Bassat discute de l'intelligence du système :« Lorsque vous magasinez sur Amazon, il vous indique ce que d'autres clients comme vous ont acheté. Comment fait-il cela ? Les algorithmes d'Amazon collectent votre historique de clics ainsi que de nombreux autres paramètres. Ces données créent un référentiel historique. De même, nous utilisons un grand pool de données historiques de tous les capteurs sur les matériaux, les machines, les outils et les pièces. Mais ceux-ci nous disent aussi ce qui se passe maintenant. Nous utilisons ensuite l'IA - essentiellement des algorithmes analytiques - pour examiner toutes ces données, identifier des modèles et prédire les problèmes. »

Mais identifier les problèmes potentiels ne suffit pas, dit Ben-Bassat. « Notre logiciel fera également une recommandation. C'est la prochaine frontière :prévoir les sauvegardes, les surcapacités et la maintenance des outils, afin de mieux allouer les matériaux, retirer un outil de la chaîne car il ralentit la production ou, au contraire, allonger le cycle de maintenance d'un outil pour maximiser la production. Il y a une myriade de décisions que nous voulons influencer et améliorer. »

Le logiciel Plataine utilise les données des matériaux, des machines, des outils et des pièces pour identifier les modèles de production de composites et prédire les problèmes potentiels. SOURCE | Platine.

« Le logiciel apprend le processus typique pour une pièce donnée », poursuit Ben-Bassat. « Par exemple :congélateur, ATL, autoclave, usinage, assurance qualité finale (AQ). Mais puis, du coup, quelqu'un est passé de l'étape 5 à l'étape 7. Ou, une pièce a reculé par étapes, ce qui implique un problème de qualité. Ainsi, le logiciel a identifié des modèles et peut alerter des problèmes tels que lorsqu'une étape a été manquée. » Ces problèmes ont des implications sur les métriques de production. Plus tôt ils peuvent être identifiés ou prédits, plus tôt ils peuvent être traités afin que la production continue de fonctionner correctement.

« De nombreux tableaux de bord sont disponibles et nécessitent que quelqu'un surveille les données afin de prendre une décision, c'est-à-dire qu'il y a peu d'automatisation et pas d'IA », explique Ben-Bassat. « Notre logiciel est unique car il prédit les problèmes et suggère ensuite comment les résoudre. Par exemple, le logiciel verra que les pièces de la machine n°8 ont tendance à tomber en panne car elle fonctionnait à 60 °C et non à 62 °C et fonctionnait le lundi lorsque l'opérateur était vraiment fatigué. Il y a tellement d'événements comme celui-ci, des problèmes de qualité qui sont en fait une fonction de nombreuses variables. Notre logiciel peut identifier ces problèmes et présenter un diagnostic, un pronostic et un traitement. »

En utilisant les données de tous ces capteurs, le logiciel Plataine construit essentiellement un réseau interconnecté de fils numériques. "Vous avez des pièces spécifiques fabriquées à partir de matériaux spécifiques par des employés spécifiques utilisant certains processus, équipements et outils avec des consommables spécifiques et dans certaines conditions environnementales", explique Ben-Bassat. « Nous utilisons une variété d'outils logiciels de Google, Amazon et autres, ainsi que de nombreux développés en interne, pour fournir une solution complète qui analyse toutes ces données en temps réel et identifie les modèles, les tendances, les problèmes d'assurance qualité et les goulots d'étranglement, les opportunités pour l'amélioration, etc. Avec l'apprentissage automatique, le système fait ensuite des recommandations. C'est la clé - pas seulement pour alerter, mais pour corriger le goulot d'étranglement que vous ne saviez pas que vous alliez avoir et le faire le plus tôt possible."

Plataine Edge

Le dernier logiciel de Plataine, Plataine Edge, améliore cette capacité à identifier et à résoudre les goulots d'étranglement de production avant qu'ils ne surviennent, en utilisant l'informatique de pointe pour réduire la latence et améliorer les performances du système au niveau de la production. L'Edge computing permet aux données des appareils de l'Internet des objets (IoT) d'être traitées à la périphérie de ces appareils, où les données sont générées, au lieu d'être envoyées via de longues routes vers le cloud et inversement. Ce n'est pas que la puissance du cloud computing est éliminée, c'est plutôt qu'elle est distribuée à la ligne de production. Couper cette distance entre la génération, le traitement et la rétroaction des données dans le système IoT réduit le temps de latence ou la latence. Minimiser la latence est crucial pour que les lignes de production de Composites 4.0 fonctionnent en temps réel.

Partenariats avec Airbus, Google, etc.

« Notre réseau de partenariats est essentiel à notre stratégie, car personne ne peut le faire seul », déclare Ben-Bassat. En 2016, Plataine a annoncé son partenariat avec le Composite Technology Center (CTC, Stade, Allemagne), filiale d'Airbus. « Nos partenariats sont de nature différente. Notre collaboration avec CTC s'étend à l'ensemble d'Airbus », note-t-il. Pendant ce temps, le partenariat de Plataine avec l'Advanced Manufacturing Research Center de l'Université de Sheffield (AMRC, Sheffield, Royaume-Uni) vise à promouvoir l'innovation et la compétitivité chez les fabricants britanniques et européens, non seulement dans l'aérospatiale, mais aussi dans l'automobile et d'autres industries.

« Nous avons également des partenariats avec une variété de leaders de l'industrie dans tous les secteurs, par exemple, Steelcase. Nous les aidons avec les composites et nous apprenons ensuite les tendances et les développements dans d'autres industries et pouvons en tirer parti pour les composites. Grâce à nos partenariats avec des sociétés de technologie des composites, comme Airborne et TE Wire and Cable pour les thermocouples intelligents, nous en apprenons davantage sur la façon d'obtenir des données et de les analyser. Quand est-ce le bon moment pour retirer un thermocouple de la ligne ou le remplacer ?"

En 2019, l'Université de Swinburne a annoncé son partenariat avec Plataine avec Fill (Ried im Innkreis, Autriche), Quickstep (aéroport de Bankstown, Australie) et Arena2036 (Stuttgart, Allemagne)​​​​​ pour construire le premier laboratoire de test Industrie 4.0 d'Australie pour les composites production. Le programme est financé par le gouvernement australien dans le but de fabriquer des composites à haut débit qui seront flexibles et capables d'apprentissage. "Cette collaboration avec Swinburne est importante, mais c'est un point parmi tant d'autres dans la poussée mondiale pour une production à haut débit de composites."

Plataine s'associe à Google Glass pour fournir une interface portable à son logiciel d'assistant numérique pour la gestion des matériaux composites, des outils et des processus. SOURCE | Platine.

Assistant numérique via Google Glass

Bien qu'une grande partie du partenariat de Plataine avec Google soit en coulisses, il y a une partie qui est en fait devant l'utilisateur. « Google Glass est une interface utilisateur portée par l'opérateur qui dispose d'un écouteur et d'un microphone, fondamentalement équivalent à une tablette ou à un téléphone, mais sous une forme différente », explique Ben-Bassat. "Il utilise les capacités de traitement du langage naturel de Google, mais encore plus avancées - il peut comprendre n'importe quelle langue et surmonter le bruit ambiant. Lorsque l'opérateur parle via le microphone Google Glass dans n'importe quelle langue, Google peut traduire la question et la formaliser pour le logiciel de Plataine, qui répond ensuite à la question. Il donne un exemple :

TECHNICIEN :« Quel est mon prochain travail ? »
PLATAINE via GOOGLE GLASS :"Le prochain travail est le n° 102."
TECHNICIEN : « Quel outil dois-je utiliser ? »
PLATAINE via GOOGLE GLASS :"Joe, utilise l'outil n°5, qui se trouve sur l'étagère 14A."

"Notre partenariat avec Google combine notre connaissance de la fabrication avec la vaste expertise de Google pour fournir un assistant numérique pour la gestion des matériaux composites, des outils et des processus", explique Ben-Bassat. "Notre logiciel et la plate-forme Google Glass permettent à l'opérateur ou au technicien de faire son travail et d'améliorer le débit, de réduire les erreurs et de faciliter la progression dans la courbe d'apprentissage."

Implémentation logicielle, supply chain connectée et cybersécurité

Ben-Bassat dit avant tout que Plataine existe pour offrir une solution d'affaires. « Donc, la mise en œuvre commence par identifier les points faibles du client :que voulez-vous résoudre et réaliser ? La réponse est souvent taux de production/rendement ou qualité/reprise. Nous visitons ensuite l'installation et effectuons une analyse du processus. Ce dernier est une sorte de diligence raisonnable avec différents niveaux de personnel, de la direction à l'usine, pour donner une image large et complète.

« Nous identifions ensuite si Plataine peut aider et comment, suivi d'une approche étape par étape », explique Ben-Bassat. « Nous vous conseillons de commencer par une ligne et de déployer le logiciel d'abord là-bas, puis de l'étendre progressivement. Cela donne également le temps de gérer le changement et d'obtenir l'adhésion des utilisateurs. Pendant ce temps, nous recevons des commentaires pour voir où une formation supplémentaire est nécessaire, etc. »

Qu'en est-il du rythme actuel des OEM concernant une chaîne d'approvisionnement connectée ? « Cela crée certainement des défis supplémentaires en essayant de mettre en œuvre Composites 4.0 », répond Ben-Bassat. « Un OEM dira qu'il veut connecter tous ses fournisseurs car cela l'aide à renforcer le contrôle et à réduire les coûts, mais comment l'ensemble de la chaîne gère-t-il la sécurité des données ? Soit dit en passant, il n'y a pas de norme mondiale. Pour l'instant, l'OEM peut vous donner une liste de choses à respecter et une fois que vous avez démontré votre conformité, vous pouvez être accepté. Donc, Plataine a passé beaucoup de temps là-dessus parce que, "Si nous ne pouvons pas montrer la conformité aux exigences de l'OEM, alors nous ne pouvons pas vendre notre logiciel", note Ben-Bassat.

« Nous nous appuyons sur l'expertise et les connaissances locales », ajoute-t-il. Israël est un leader mondial de la cybersécurité. « Nous avons d'excellents outils ici en Israël (par exemple, un logiciel de test d'intrusion) que nous pouvons acheter pour découvrir toutes les faiblesses que nous pourrions avoir. Plataine investit massivement dans ce domaine, comme nous le devons. »

Fabrication additive et recyclage ?

« Nous voyons l'industrie de la fabrication additive (A.M.), en général, passer du prototypage à la production en série », explique Ben-Bassat. Les fabricants doivent suivre le pedigree des matériaux entrants ainsi que le nombre de fois que les poudres métalliques et composites et/ou les déchets thermoplastiques sont recyclés, par exemple. «Ce cycle peut se produire dans des centaines de machines et, en particulier pour les pièces aérospatiales, la traçabilité doit être maintenue. C'est très complexe et c'est un grand défi », dit-il. « Mais il y a aussi un défi de répétabilité dans le processus et les pièces. Par exemple, une partie a subi 5 mélanges et 10 recyclages tandis qu'une autre machine et une autre partie ont subi 6 mélanges et 9 recyclages. Ces deux parties sont-elles identiques ? Il ne s'agit donc pas seulement de données matérielles, mais aussi de très grandes quantités de données provenant de machines qui doivent ensuite être corrélées à l'AQ et à l'environnement de production. Nous pensons que Plataine peut aider à mieux prédire la production et les performances des pièces et peut jouer un rôle de soutien dans la FA et le recyclage. Nous avons non seulement l'infrastructure logicielle, mais aussi la base de connaissances. Si nous pouvons aider nos clients à augmenter leur capacité à utiliser la FA et le recyclage, en particulier dans les composites, alors c'est bon pour la flexibilité, la productivité et la durabilité de l'ensemble de l'industrie. »

Où va Composites 4.0 ?

"C'est une période intense dans un sens positif", déclare Ben-Bassat. « La dynamique de l'industrie crée un besoin de solutions de production. Nous étendons notre présence sur le site de fabrication et nous nous concentrons sur l'optimisation de la production de composites de chaque fabricant. » Il convient qu'il semble que de nombreuses entreprises ne savent pas quoi faire ni comment le faire. « Je pense qu'il est difficile pour certaines entreprises de comprendre à quel point l'Industrie 4.0 change la donne en termes de débit, de capacité, etc. L'impact commercial est si important qu'il affectera vraiment quelles entreprises prendront de l'avance et lesquelles ne seront pas en mesure de rivaliser. ”

« L'automatisation progresse », ajoute-t-il. « Cela ne va pas s'arrêter. Nous avons vu que les logiciels ne remplacent presque jamais les gens, mais améliorent plutôt l'équipe. » En d'autres termes, cela permet aux opérateurs, aux techniciens et à la direction de s'attaquer à de nouveaux problèmes et de nouveaux développements, d'anticiper les besoins futurs des clients et de rechercher des solutions qui modifieront considérablement le calcul de la compétitivité et de la durabilité des composites. "Oui, nous poursuivons une philosophie, mais surtout, une proposition de valeur commerciale très réelle."