Révolutionner la fabrication additive : comment les logiciels MES et de flux de travail optimisent la planification de production

Ceci est la Partie 2 de notre série sur les logiciels MES. Découvrez le reste des articles de cette série :

• Le guide du débutant sur les systèmes d'exécution de fabrication additive (MES)
• Comment la numérisation peut transformer le post-traitement FA et la gestion QA
• 3 façons dont la connectivité améliorera vos opérations de fabrication additive

Alors que les fabricants d'aujourd'hui cherchent à passer à l'échelle leurs opérations de fabrication additive, les plus visionnaires cherchent activement à optimiser un domaine clé : la planification de production.

La planification de production est au cœur de toute stratégie de fabrication additive réussie. Avec les bons processus de gestion et de planification de production en place, les fabricants peuvent intégrer avec succès la FA dans leur stratégie de fabrication élargie, obtenir une visibilité complète sur leurs opérations et augmenter significativement l'efficacité.

Cet article explore l'importance de la planification de production pour la FA, les défis courants auxquels les fabricants font face dans la gestion de leurs opérations, et comment vous pouvez utiliser un logiciel MES pour résoudre ces défis — et maximiser vos chances de succès avec la FA.

Pourquoi dois-je penser à la planification de production pour mon installation FA ?

« Si vous ne planifiez pas, vous planifiez l'échec. » — Benjamin Franklin

Fabriquer avec succès des pièces FA certifiées nécessite une considération minutieuse de l'ensemble du processus de production. C'est le résultat d'une séquence hautement intégrée d'étapes qui doivent être suivies pour atteindre le résultat final.

Un manque de planification de production signifie un manque de contrôle sur le processus de production. Cela augmente la probabilité d'inefficacités à travers le flux de travail et de manquer les goulots d'étranglement clés du processus.

La planification de production pour la FA est votre stratégie pour gérer l'ensemble du processus de fabrication additive. Elle couvre les étapes clés du processus de production FA, telles que la préparation de construction, la planification de production et la surveillance de l'état des machines.

Un processus de planification de production clair apporte un plus grand contrôle sur le processus de production lui-même.

Le contrôle de production signifie que vous avez une vue d'ensemble complète de vos opérations et êtes capable de répondre aux événements en temps réel, quel que soit l'emplacement de vos installations. Ces capacités vous permettront finalement de faire passer vos opérations FA à l'échelle au fil du temps.

Alors que les entreprises cherchent à intégrer la FA dans leurs opérations de fabrication, c'est le moment de considérer comment vous pouvez optimiser vos processus de gestion de production pour atteindre une efficacité et une productivité maximales.

Les 8 défis les plus courants des fabricants dans la planification de production pour la fabrication additive

40 % des fabricants ont déclaré avoir adopté la fabrication additive en interne, selon un rapport d'EY. Avec ce chiffre appelé à croître, il n'a jamais été aussi important pour les OEM de considérer la planification de production comme une partie centrale de leur stratégie FA interne.

Cependant, il existe un certain nombre de pièges potentiels auxquels les entreprises peuvent faire face lors de l'établissement d'une stratégie de planification claire. Voici huit des principaux défis en matière de gestion de production pour la FA.

Défi #1 : Aucune compréhension claire de la capacité

Définir la capacité existante pour la production est clé pour une planification de production efficace.

Une évaluation réaliste de la capacité de production inclut des facteurs tels que la disponibilité du temps machine, la flexibilité des différents types de systèmes FA pour diverses tâches, et la disponibilité de main-d'œuvre qualifiée dans l'installation.

Cependant, de nombreux fabricants FA font face à des problèmes de planification de capacité, notamment parce qu'ils s'appuient sur des données en silos.

L'utilisation de systèmes disparates et non connectés signifie que les données doivent souvent être synchronisées manuellement avant de pouvoir être exploitées. Non seulement cela prend du temps, mais cela rend aussi les données obsolètes avant même qu'elles puissent être utilisées.

Sans visibilité en temps réel sur la capacité, les fabricants FA peineront à comprendre pleinement leur capacité actuelle, conduisant à des prévisions inexactes des besoins futurs en capacité.

Défi #2 : Utiliser une technologie inadaptée et datée pour planifier la production

En plus de la planification de capacité, il y a aussi des défis dans la planification des activités de production de l'usine FA. Les fabricants FA peinent souvent à augmenter le débit et à planifier les activités minute par minute sur le shop floor FA.

De nombreux fabricants FA tentent de faire de la planification et de l'ordonnancement de production avec des systèmes hérités ou des outils de manipulation de données mal adaptés à la tâche.

Par exemple, votre système ERP peut inclure des modules de planification pour l'ordonnancement principal de production et la planification des besoins en matières. Cependant, aucun de ces systèmes de planification n'a été conçu pour ordonnancer la production FA.

Sans l'outil adéquat pour le travail, il peut être difficile de créer un planning précis, qui tient compte des priorités et changements inattendus qui peuvent survenir.

Défi #3 : Un processus de suivi des tâches manuel

Les feuilles de tâches manuelles obsolètes sont très inefficaces comparées aux feuilles de tâches automatisées au sein d'un système logiciel.

Les feuilles de tâches imprimées se perdent souvent quand les techniciens se les passent, causant des retards. De plus, ce processus ne fournit aucune visibilité sur le travail en cours sans être physiquement sur le shop floor.

Défi #4 : Préparer les constructions d'impression 3D pour la production

Gérer une variété de commandes de nombreux clients ajoute une autre couche de complexité à la planification de production.

Les commandes doivent généralement être produites en utilisant différents matériaux et technologies d'impression 3D, ce qui signifie qu'elles doivent d'abord être regroupées.

Les systèmes papier ou déconnectés limitent votre capacité à regrouper les commandes et à les planifier efficacement. Ils ne fournissent pas non plus d'informations en temps réel et, par conséquent, vous ne pouvez pas utiliser votre temps ou votre capacité à son plein potentiel.

Défi #5 : Manque de visibilité des données

Les données sont au cœur de toute production FA.

« Avec toutes les différentes options de matériaux et de post-traitement, la fabrication additive peut facilement devenir complexe », explique Timm Kragl, Consultant Senior chez Phanos GmbH.

« Pour les entreprises, la question devient alors : comment pouvons-nous suivre ces flux de travail complexes et ces grandes quantités de données ? »

C'est une question clé, car dans toute installation FA, des données sont générées à chaque étape de production — en continu.

Cela inclut :

• Données générées par les machines (ex. technologie, statut machine, activité, données capteurs)
• Données pièces (ex. orientation, position, paramètres)
• Données matériaux (ex. type de matériau, niveaux de stock)
• Données post-traitement et gestion qualité (ex. étapes de post-traitement, exigences de conformité)
• Données pour reporting (ex. taux de réussite vs échec d'impression, débit)

En raison du volume de données générées tout au long du processus de production, suivre ces données et les utiliser pour prendre des décisions importantes est un défi clé.

Défi #6 : Assurer la répétabilité

La qualité est une priorité clé en FA.

Particulièrement pour la production en série, la fabrication additive doit être capable de maintenir les mêmes standards que les processus de fabrication traditionnels.

Cela nécessite des étapes de production répétables et cohérentes pour garantir que chaque pièce répond aux mêmes exigences.

Par conséquent, documenter les étapes exactes du processus est critique pour produire la même pièce de haute qualité à chaque fois.

Sans système en place pour suivre cela, assurer la répétabilité de la production devient virtuellement impossible à atteindre.

Défi #7 : Traçabilité opérationnelle

Qui a fait ce changement sur un fichier CAO ? Cette pièce a-t-elle déjà été inspectée ? Quel lot de matériau a été utilisé pour produire ce composant ?

Ces questions (et d'autres) ne peuvent être répondues que lorsqu'il y a une traçabilité de bout en bout à travers vos opérations.

La traçabilité signifie être capable de suivre chaque étape de vos flux de travail FA, ainsi que les étapes de production à prendre à n'importe quel stade.

De plus, la traçabilité signifie savoir exactement quelle action a été effectuée à quel moment et vous donne un aperçu approfondi des goulots d'étranglement potentiels dans vos opérations.

Cette connaissance est clé pour comprendre et optimiser la performance de vos opérations.

Et pourtant, la traçabilité est incroyablement difficile à atteindre, particulièrement si vous exploitez plusieurs sites de production.

« Les entreprises doivent avoir de la visibilité sur des informations comme ce qui a été commandé, par qui et dans quelle période, ainsi que les différentes étapes requises pour la production, comment planifier, etc. », explique le consultant FA, Timm Kragl.

Deux des plus grandes barrières à la traçabilité sont les systèmes déconnectés et les processus manuels, qui ne permettent pas d'accès en temps réel aux données.

Crucialement, un manque de traçabilité rendra virtuellement impossible un passage à l'échelle efficace de vos opérations.

Défi #8 : Gérer et coordonner les fournisseurs

26 % des OEM sous-traitent au moins une partie de leur production d'impression 3D à leurs fournisseurs, selon EY.

La sous-traitance offre un moyen aux fabricants de compléter des travaux FA qui ne peuvent pas être faits en interne. Elle rend aussi la fabrication à la demande — le concept de produire des produits à la demande, près ou au point de besoin — une réalité. Cela a l'avantage supplémentaire de réduire les temps d'arrêt d'usine et d'augmenter l'efficacité opérationnelle.

Par conséquent, pour la plupart des fabricants, la planification de production FA devra inclure la gestion de la sous-traitance de travaux spécifiques à des fournisseurs tiers.

Cela signifie que les OEM doivent être capables de gérer et d'exécuter des opérations non seulement en interne mais aussi en externe, à travers leurs chaînes d'approvisionnement.

La sous-traitance exige un haut niveau de coordination et d'intégration pour s'assurer qu'un produit est livré avec les bonnes spécifications au bon moment.

Pour les OEM et fournisseurs, cela signifie savoir ce qui doit être sous-traité — et à qui — et s'assurer que les parties prenantes clés sont tenues informées en permanence.

Ce niveau de coordination est difficile si, comme c'est le cas pour la majorité des fabricants, il n'y a pas de système centralisé en place pour faciliter la communication entre OEM et leurs fournisseurs.

Comment résoudre vos défis de gestion de production avec un logiciel MES Additif

Malgré les défis impliqués dans la planification de production pour la FA, la bonne nouvelle est que le logiciel MES, développé spécifiquement pour la fabrication additive, offre les outils nécessaires pour résoudre ces défis.

Le logiciel MES Additif est un logiciel de flux de travail qui aide les fabricants à gérer leurs opérations FA en permettant une plus grande traçabilité, de meilleurs insights données, et l'établissement de processus de meilleures pratiques à travers l'ensemble de leurs flux de travail FA.

Mais comment pouvez-vous utiliser les logiciels MES et de flux de travail pour améliorer vos processus de gestion de production ?

1. Rationaliser la planification de production

Le logiciel MES Additif donne aux fabricants un outil fiable pour planifier et prioriser les travaux de production FA.

Au fur et à mesure que les commandes arrivent, les responsables de production additive peuvent utiliser le logiciel de flux de travail pour regrouper facilement les commandes selon leur technologie de production, exigences matériaux et niveaux de priorité. Les commandes regroupées créent des lots de production, souvent appelés constructions (builds).

Dans les solutions avancées de gestion de flux de travail, il y a aussi une fonctionnalité qui permet d'assigner des commandes à des travaux de construction seulement quand elles répondent aux exigences de cette construction. Cela signifie que les planificateurs ne pourront pas ajouter, par exemple, des pièces à produire en PA 12 à une construction utilisant du PA 11. Cette fonctionnalité aide finalement à prévenir des erreurs potentiellement coûteuses et du retravail, rationalisant encore davantage la planification.

À retenir : Utilisez les logiciels MES et de flux de travail pour automatiser la préparation de construction et assurer une planification précise.

2. Augmenter la visibilité de la planification de production

Une fois les pièces assignées à une construction, le logiciel MES permet de visualiser tous les travaux planifiés sur un graphique de flux de travail de type calendrier, connu sous le nom de diagramme de Gantt.

Le diagramme de Gantt fournit les informations pertinentes pour la planification de production d'un coup d'œil. Par exemple, sur le diagramme de Gantt d'AMFG, vous pouvez voir :

• Dates de début et de fin d'une construction
• Temps et statut de construction
• Nombre de pièces dans une construction
• Informations sur la machine et le matériau utilisés

Des dates et échéances clairement définies permettent à votre personnel de prioriser son travail et de respecter les délais. De plus, afficher un planning de travaux FA à jour aide à tenir tout le monde (équipes et clients) informé de l'avancement.

En outre, les diagrammes de Gantt vous permettent de voir la chronologie d'un projet où vous pouvez facilement voir comment et où les systèmes FA sont utilisés. Quand les machines sont correctement gérées, les travaux FA sont plus susceptibles d'être terminés dans les budgets et délais.

À retenir : Utilisez les logiciels MES et de flux de travail pour améliorer la visibilité de production et mieux comprendre la capacité.

3. Utiliser le logiciel MES pour créer un fil numérique piloté par les données

Comme nous l'avons vu, les données sont cruciales pour les opérations de fabrication additive.

Fondamentalement, les logiciels MES et de flux de travail fournissent une base sur laquelle les OEM peuvent suivre et analyser les données à travers l'ensemble du processus de production FA, y compris le post-traitement et la gestion qualité.

De plus, les données historiques peuvent être consultées pour fournir des enseignements clés et optimiser les processus.

Le suivi des KPI, le reporting et l'analytique sont une autre façon dont les fabricants peuvent tirer parti du logiciel MES pour plonger plus profondément dans les facteurs clés qui pilotent la productivité.

Avoir ces processus gérés par une plateforme numérique fournit un fil numérique sans couture et crée une plus grande efficacité opérationnelle et traçabilité.

À retenir : Utilisez les insights données fournis par le logiciel MES pour apprendre, scaler et construire un processus de production FA répétable.

4. Assurer la répétabilité pour la production en série

Pour les fabricants cherchant à tirer parti de la FA pour produire des pièces finales, la répétabilité et la prévisibilité sont clés.

Comme nous l'avons vu, garantir que la même pièce est produite à chaque fois et que les standards de qualité sont constamment respectés est crucial pour la production en série.

Pour cela, un processus de gestion de flux de travail répétable qui assure la prévisibilité est vital. Les critères clés pour cela sont :

• Orientation de la pièce
• Position
• Matériau
• Machine

Le logiciel de flux de travail peut suivre les paramètres qui ont mené au succès passé, vous donnant un niveau de détail élevé sur les étapes de processus optimales.

Par exemple, les paramètres nécessaires pour qu'une pièce spécifique soit produite peuvent être suivis par le système, et consultés à nouveau si la même pièce doit être reproduite. Cela peut à son tour être lié aux étapes de gestion du post-traitement à prendre immédiatement après la production.

Bonus : Gérer la production de prototypage plus facilement

En matière de prototypage, typiquement, vous produirez un volume élevé de pièces uniques.

Ici, le défi n'est pas la répétabilité, mais la gestion d'un volume élevé de demandes pour vos équipes de développement produit et autres.

Les méthodes conventionnelles de gestion, comme l'email et les tableurs, sont généralement perturbatrices pour le processus de planification de production, car elles manquent d'intégration avec le flux de travail FA plus large. Le logiciel MES peut résoudre cela.

À retenir : Utilisez les logiciels MES et de flux de travail pour établir des étapes de processus claires et standardisées qui assurent la répétabilité et la prévisibilité de la production.

5. Obtenir une vue à 360 degrés de vos opérations

Le logiciel MES aide à maintenir la traçabilité interne des fichiers, pièces et processus. Chaque produit ou lot peut recevoir son propre numéro d'identification, qui peut aussi se voir assigner des informations additionnelles tout au long du processus de fabrication, comme les dimensions ou résultats QA.

Le logiciel de flux de travail FA offre une « version unique de vérité » qui aide les entreprises à respecter leurs standards de qualité et à compléter les audits.

À retenir : L'utilisation d'un logiciel de flux de travail vous permet d'obtenir une traçabilité complète à travers vos opérations FA.

6. Coordonner et gérer les fournisseurs plus facilement

Un système MES robuste est celui qui vous permet de coordonner les fournisseurs et de gérer la sous-traitance sur une plateforme unique et standardisée.

L'avantage est que cela garde vos fournisseurs et parties prenantes internes alignés et à jour avec le statut en temps réel des tâches et actions spécifiques.

À retenir : Utilisez le logiciel MES pour gérer votre production interne et externe, et rationaliser vos chaînes d'approvisionnement.

Repenser la planification de production avec le logiciel MES Additif

La fabrication additive offre aux fabricants une opportunité stratégique de développer un avantage concurrentiel.

Cependant, tout comme la FA exige une approche différente pour penser le design, atteindre les objectifs ci-dessus signifie repenser les approches traditionnelles de gestion de la production FA.

En réalité, cela signifie adapter vos processus internes aux exigences de la production FA et s'assurer que les étapes de flux de travail sont intégrées pour atteindre efficacité, visibilité et productivité.

L'utilisation de systèmes déconnectés les uns des autres ou hautement manuels est l'une des plus grandes barrières à l'efficacité et au contrôle de production.

Finalement, un logiciel MES qui peut coordonner les étapes de processus, fournir traçabilité et insights pilotés par les données est la clé d'une stratégie de gestion de production solide — et vous permettre de faire passer vos opérations FA à l'échelle pour l'avenir.

En savoir plus sur la gestion de production pour la fabrication additive

Si vous souhaitez en savoir plus sur comment faire passer vos opérations FA à l'échelle avec le logiciel, nous recommandons la lecture de notre nouveau livre blanc, Additive Manufacturing MES Software: The Essential Guide.

En plus de fournir plus d'insights sur la planification de production pour la FA, vous en apprendrez plus sur comment développer une stratégie FA complète et comment vous pouvez utiliser le logiciel MES pour vous aider à faire passer vos opérations FA à l'échelle et les étendre.