Kanfit relève les défis du COVID-19 tout en stimulant sa croissance grâce à la technologie Composites 4.0

Alors que je prépare un article sur la numérisation de la production de composites pour notre numéro de juillet, j'ai interviewé Shachar Fine, vice-président exécutif du développement commercial, du marketing et des ventes chez Kanfit Ltd. (Nof-Hagalil, Israël), un fabricant de composites diversifié à forte croissance et fournisseur de rang 1 pour l'aérospatiale. CW a brièvement mentionné l'utilisation de capteurs Bluetooth par Kanfit dans notre série 2018 de visites d'usines en Israël (voir « Pioneer prospère dans l'aérospatiale construit son activité... »). Dans ce blog, j'explorerai plus en détail ce système basé sur l'intelligence artificielle (IA).

Faire face au COVID-19

Mais d'abord, Shachar Fine et moi avons brièvement discuté de la manière dont Kanfit gère le COVID-19 et maintient sa production de composites. « Le gouvernement israélien a émis des directives selon lesquelles certaines entreprises « non essentielles » doivent fermer (par exemple, salles de sport, salons, etc.) », explique-t-il, « mais celles définies comme « essentielles » (fournitures COVID-19 et de santé, alimentation, etc.) peuvent fonctionner à n'importe quel rythme tant que les employés restent à au moins deux mètres de distance. L'industrie de la défense peut avoir jusqu'à 50 % de ses employés et le reste de l'industrie jusqu'à 30 % de sa main-d'œuvre, tant que ces entreprises respectent l'exigence de distanciation. »

« Nous faisons travailler jusqu'à 50 % de nos employés par équipe et nous faisons tourner deux équipes », déclare Fine. « Une troisième équipe ne s'est jamais justifiée car la productivité était trop faible. Même maintenant, nous ne le ferons pas. Mais nous prolongeons certaines de nos équipes. Par exemple, dans des départements comme l'usinage, où les employés surveillent principalement des équipements automatisés, nous ferons des équipes de 12 heures. Mais pour les départements où les ouvriers effectuent des tâches plus manuelles, nous ferons des équipes de 8 à 10 heures. » Il explique que c'est essentiellement pour compenser la perte de productivité due à la distanciation sociale requise.

Fine a indiqué qu'il aimerait entendre comment d'autres fabricants de composites s'adaptent. « Je suis sûr que je pourrais apprendre de ce que font les usines de composites dans d'autres parties du monde. Je suis dans un groupe de développement commercial sur WhatsApp ici en Israël et nous partageons des conseils sur la façon de continuer le développement commercial quand on ne peut ni se rencontrer ni voyager. Bien sûr, la priorité est de garder tout le monde en sécurité et en bonne santé. »

Système Bluetooth vs RFID

Comme expliqué dans l'article de la visite 2018, le système installé par Kanfit a été fourni par une start-up de Tel-Aviv, Trekeye. Le système comprend des étiquettes Bluetooth (sans fil) qui sont attachées à chaque bon de suivi de pièce, c'est-à-dire l'ordre de fabrication qui accompagne la pièce.

Lorsque l'ordre de fabrication pour une pièce est imprimé, l'étiquette y est attachée puis livrée en production. Pour les pièces en composites, les étapes suivantes peuvent inclure la découpe automatisée et le kitting de préimprégnés ou de renforts secs, le drapage, le préformage/débulkage, le moulage par transfert de résine (RTM) ou l'ensachage sous vide et la cuisson en autoclave, le parage, les essais non destructifs (END) et la peinture. Il y a généralement plusieurs inspections entre ces étapes. La chaîne de processus pourrait également inclure l'assemblage avec des pièces métalliques petites et grandes en modules plus importants. La production de tels modules, y compris l'installation de divers systèmes (câblage, isolation, puissance distribuée, etc.) est une tendance croissante pour les fournisseurs de rang 1 de l'aérospatiale. Une fois la chaîne de processus terminée et la pièce/l'assemblage prêt à être expédié, l'étiquette Bluetooth est retirée et réutilisée sur un nouvel ordre de fabrication.

Fine explique qu'il s'agit d'étiquettes, pas de capteurs. « Une étiquette ne détecte pas mais transmet simplement un signal », note-t-il. Dans ce cas, chacune des étiquettes Bluetooth transmet son numéro de série toutes les 10 secondes. « Des antennes reçoivent ces signaux et triangulent la position de chaque étiquette », dit Fine. Le composant final du système est le logiciel, qui collecte les données, applique des algorithmes pour les analyser et répond avec des alarmes et/ou des actions suggérées. Les étiquettes Bluetooth sont alimentées par batterie, mais le logiciel alerte lorsque les batteries sont faibles, et les batteries durent plus d'un an.

Kanfit a exploré l'utilisation d'étiquettes RFID, mais comme elles utilisent la radiofréquence (champs électromagnétiques) pour transmettre les données, le métal interfère avec le signal. « Nous avons beaucoup de métal dans notre environnement de production », explique Fine. « Donc, il faut réfléchir à l'endroit où placer les antennes RFID dans le bâtiment pour que le signal de chaque étiquette soit toujours reçu. Si les étiquettes RFID n'enregistrent pas périodiquement, alors tout le flux de données est compromis. Avec nos étiquettes Bluetooth, nous avons prouvé un enregistrement à 100 %. Nous les avons jetées avec des pièces métalliques et les avons placées près de différentes antennes. À chaque fois, le système a capté 100 % des étiquettes. »

Une autre différence, explique-t-il, est que les étiquettes Bluetooth sont actives, envoyant un signal, tandis que les étiquettes RFID sont généralement passives — leurs signaux ne sont captés que s'ils passent devant une antenne correctement située. « Avec les étiquettes Bluetooth, vous positionnez les antennes là où vous voulez que le système signale les pièces », dit Fine. « Il n'y a donc pas de contrainte technologique comme avec le système RFID. Vous pouvez mettre les antennes sur un mur, un plafond ou un poste de travail. L'endroit où vous les placez et combien vous en utilisez dans une zone dépend de la résolution dont vous avez besoin. Par exemple, dans une zone d'attente, une antenne au plafond suffit, mais dans une zone avec plusieurs étapes de processus, vous aurez peut-être besoin de plusieurs antennes. »

Un inconvénient du système Bluetooth installé par Kanfit chez Trackeye est le coût. « Il y a beaucoup d'infrastructure », dit Fine, « et ces étiquettes Bluetooth coûtent des dollars, pas des centimes comme les étiquettes RFID. » Il y a aussi eu un développement significatif nécessitant la présence sur site des développeurs de Trekeye. « Ils nous ont aidés à localiser les antennes pour que les informations que nous collections soient optimisées pour ce que nous essayions d'atteindre », explique-t-il. « Ils nous ont appris à résoudre les problèmes de zones de chevauchement d'antennes pour que le système ne soit pas confus par une étiquette lue par deux antennes avec la même intensité. C'était un processus. »

Cartes de pièces et diagrammes spaghetti

Une fois le système installé et en marche, les résultats qu'il a renvoyés comprenaient des cartes de pièces et des diagrammes spaghetti. « Notre service informatique avait la carte en ligne ouverte pour le système en permanence », explique Fine. « Quand un ouvrier cherchait une pièce, il allait à l'informatique, localisait rapidement la pièce puis allait la récupérer dans l'usine. C'était très facile de voir où se trouvaient toutes les pièces. »

Il explique que Kanfit a des milliers de pièces partout sur le sol de production (3 000 ordres de fabrication ouverts chaque minute), « et ce n'est pas une chaîne de montage standardisée. Le mélange de pièces fabriquées change et certaines pièces nécessitent des étapes différentes que d'autres. Par exemple, toutes les pièces ne passent pas par l'autoclave ou l'usinage. Quand vous voyez une pièce, vous ne savez pas toujours si elle est au bon endroit. Vous devez vérifier la paperasse de la pièce pour comprendre cela. »

Le système Trekeye, cependant, a fonctionné de manière étonnante. « Même s'il n'était pas bon marché, le ROI (retour sur investissement) a été très court », dit Fine. « Le système a une IA très avancée. Il n'attendait pas qu'une pièce soit manquante. Il enverrait un SMS (message texte) au manager que la pièce « ABC » est allée à la mauvaise station. Il n'y avait pas d'attente. Le système alerterait quand une pièce ne suivrait pas son itinéraire normal. »

Ces itinéraires ou chemins de pièces sont affichés sur ce qu'on appelle des diagrammes spaghetti. « Ceux-ci montrent les chemins des pièces à travers notre usine et nos chaînes de processus », dit Fine. « Nous commencions à voir des tendances. Par exemple, alors que les ingénieurs créaient les ordres de fabrication pour les pièces, ils mettraient des étapes d'inspection selon leurs connaissances et leur expérience. Les pièces iraient d'abord à l'inspection avant de passer à la station suivante. Les diagrammes spaghetti montreraient qu'on pourrait changer certaines actions et réduire la distance que les pièces parcourent. Nous verrions une pièce aller et venir entre les départements pour de multiples actions. Nous nous assoirions alors avec l'ingénierie et demanderions pourquoi elle va et vient ? Comment pourrions-nous réduire quatre fois à deux fois, par exemple ? C'est facile à voir dans le graphique mais difficile à voir dans les opérations quotidiennes réelles sur le terrain, et aussi quel est l'effet réel de ces allers-retours sur la production globale. Vous pouvez voir les étapes comme des éléments de ligne quand vous les écrivez dans l'ordre de fabrication mais voir les chemins dans le diagramme spaghetti est plus de données et une visualisation de ces données qui a un réel impact. »

« Cela nous a aussi aidés alors que nous emménagions dans notre nouvelle installation plus grande », ajoute Fine. « L'une des leçons que nous avons apprises est de localiser centralement le département d'inspection dans la zone de production. Donc, avec le temps, je suis sûr que l'IA continuerait à nous aider à mieux localiser les machines et les postes, et même si nos pièces et opérations changent avec le temps. Elle peut aussi suivre les outils. »

Un autre avantage est que Kanfit pouvait suivre combien de temps une pièce passe à chaque station. « Bien que nous n'ayons pas encore mis cela en œuvre, cela pourrait réduire le temps que les employés passent à saisir de telles données », note Fine. « Nous avons toujours un système ERP dans lequel les employés rapportent, mais le système d'étiquettes Bluetooth donnait de meilleurs détails sur quand une pièce entrait et quittait une station, etc. »

Fine note que ces systèmes de surveillance de pièces et d'outils ne remplacent pas l'ERP mais doivent être intégrés pour fonctionner avec lui. « Nous continuons à développer notre système ERP en interne car nous avons de gros clients et chacun d'eux a ses propres exigences. Donc, nous devons beaucoup développer notre système pour fournir toutes les informations que chaque client veut. » Mais il voit la puissance de la technologie d'étiquettes Bluetooth/IA pour améliorer ces systèmes, et l'avantage en efficacité supplémentaire que cela offre.

Pas de saisie de données

Avez-vous dû saisir beaucoup de données pour chaque pièce quand vous avez créé l'ordre de fabrication et attaché le capteur ? « Non, c'est la partie la plus incroyable », dit Fine. « Il n'y a pas eu de saisie de données. C'est le système d'IA. Tout ce qu'il a reçu, ce sont les numéros d'ordre de fabrication. Ceux-ci comprennent des lettres et des chiffres, mais il y a une sorte de logique dans la façon dont nous les inventons et ce qu'ils signifient. L'IA a dû apprendre cela. Une fois qu'elle a commencé à collecter des données, elle a appris où les pièces devaient être. Par exemple, tous les ordres de fabrication « ABC » étaient en métal uniquement et n'étaient jamais censés aller au département composites. Donc, quand une pièce métallique allait au département composites par erreur, le système alarmait. Même les concepteurs de l'IA étaient surpris de la rapidité avec laquelle le système a appris. Nous avons initialement testé 100 pièces. Il a appris dans ce premier lot. »

Fine explique que c'est pour cela que le système a été conçu. Trekeye a commencé dans les hôpitaux, en travaillant avec une entreprise de maintenance d'appareils médicaux mobiles qui aidait à maintenir des brassards tensiomètres, thermomètres, moniteurs, etc. Cette entreprise se plaignait qu'elle passait 80 % du temps du technicien de maintenance juste à chercher les appareils qui avaient besoin de maintenance. « Avec ce système en place, le technicien arrivait, se connectait au système et voyait exactement où étaient tous les appareils dans l'hôpital », dit Fine. « Un avantage supplémentaire était que les vols diminuaient. Chaque fois que quelqu'un sortait avec un appareil, le système alarmait et un agent de sécurité était envoyé pour récupérer l'appareil. »

Implémentation future

Malheureusement, Trekeye n'a pas survécu à l'étape critique de la « Vallée de la mort » en tant que start-up, et n'opère plus. « Nous avons tout ce qu'il faut pour faire fonctionner le système sauf quelqu'un pour le superviser », dit Fine. « Pour ce genre de système, vous ne pouvez pas avoir juste une personne IT générale. Vous avez besoin de quelqu'un de très compétent en IA. Nous venons aussi de finir de déménager dans notre nouvelle installation et n'avons pas encore réactivé le système. » Il a cherché une autre entreprise faisant quelque chose de similaire mais dit qu'il n'a rien trouvé qui réponde aux besoins de Kanfit encore. « Nous trouverons un moyen de le remettre en marche bientôt », ajoute-t-il.

Alors, quel est le vrai bénéfice ? « Premièrement, ce que vous ne pouvez pas mesurer, vous ne pouvez pas le gérer », dit Fine. « Deuxièmement, la quantité de données que nous avons est si énorme, même pour nous en tant que petite usine, que nous sommes passés au point où une ou plusieurs personnes pourraient être capables de gérer toutes ces données. Je ne peux même pas imaginer ce que cela doit être pour Boeing ou Airbus. Nous devons faire en sorte que les machines parlent entre elles maintenant. Laissons-les faire ce qu'elles font le mieux et laissons-nous, les humains, regarder la grande image et développer de nouvelles solutions basées sur ce qu'elles peuvent nous montrer. »

Restez à l'écoute pour plus de blogs sur Composites 4.0 et l'article de fond de CW en juillet.