Stratégies clés pour booster la productivité et la rentabilité de votre atelier d'usinage

L'usinage n'est jamais un processus bon marché — il nécessite des quantités significatives de temps, d'argent, d'équipement et d'expertise pour être bien fait.

Les propriétaires de la plupart des ateliers d'usinage sont, par conséquent, conscients de la façon dont même de petites décisions commerciales et changements de processus peuvent impacter la productivité et la rentabilité.

Pour les ateliers d'usinage modernes, quelques facteurs clés — comme la maintenance, les conditions de coupe et la formation — sont les plus importants à gérer.

1. Optimiser la durée de vie des outils — mais savoir où tracer la limite

La maintenance est essentielle au fonctionnement de tout atelier d'usinage.

L'optimisation de la durée de vie des outils devrait être l'objectif, mais la maximiser peut être impraticable. Par exemple, si un outil ou un composant s'use mais peut encore avoir quelques cycles avant de nécessiter un remplacement, un remplacement précoce peut être une meilleure option que de continuer à risquer une panne.

Tenter de maximiser la durée de vie des outils peut perturber les flux de travail et rendre les processus plus difficiles à optimiser, réduisant ou annulant les économies de coûts que vous avez pu sécuriser. Des pratiques d'atelier qui équilibrent l'optimisation de la durée de vie des outils contre l'optimisation des processus peuvent vous aider à maximiser les économies.

Changer tous les outils d'une tourelle en même temps, par exemple, peut aider à minimiser les temps d'arrêt et à rendre la documentation des réparations et de la maintenance beaucoup plus facile. Bien que vous puissiez perdre un peu de durée de vie d'outil en remplaçant certains inserts trop tôt, une maintenance rationalisée peut compenser ces pertes potentielles.

2. Utiliser la bonne approche de maintenance

La plupart des propriétaires d'entreprises considèrent la maintenance préventive comme l'approche de référence pour l'entretien des machines. Cette approche — qui implique de réparer, d'inspecter et de remplacer les composants selon un calendrier défini — est efficace et pose généralement les bases de la plupart des stratégies.

Une approche plus avancée, rendue possible par la technologie IIoT, s'appuie sur une approche de maintenance préventive. La maintenance prédictive combine la surveillance de l'état avec des algorithmes de big data pour prédire les pannes de machine.

Des capteurs IoT ou « intelligents » recueillent des informations sur des paramètres opérationnels critiques — comme les vibrations, la pression, la lubrification et le timing. Ces informations sont envoyées dans le cloud, où elles peuvent être analysées par des algorithmes spécialisés entraînés sur des données de maintenance de machines. Ces algorithmes peuvent détecter des schémas dans les données opérationnelles pour prévoir quand une machine va tomber en panne ou nécessiter une maintenance.

Les économies de coûts de la maintenance prédictive combinée aux soins préventifs peuvent être significatives. Certaines recherches montrent que les propriétaires peuvent économiser 8 à 12 % par rapport à la maintenance préventive seule et jusqu'à 30 à 40 % par rapport à la maintenance réactive.

Les approches de maintenance réactive et purement corrective sont généralement moins chères à court terme, car vous n'avez qu'à arrêter les machines et faire des réparations au fur et à mesure que les problèmes surviennent. Cependant, ces stratégies de maintenance sont aussi plus susceptibles de réduire la durée de vie des équipements et peuvent parfois entraîner des temps d'arrêt non planifiés.

3. Appliquer des techniques de coupe optimales

De petits changements dans le processus de coupe — comme l'agencement des lignes de coupe — peuvent avoir un impact significatif sur le temps d'usinage global.

Lors de la découpe laser, par exemple, des techniques comme le groupement et l'imbrication peuvent aider à réduire la distance que la tête laser doit parcourir, économisant ainsi un temps précieux. Elles peuvent aussi aider à réduire les déchets de coupe, ce qui est bon pour les opérateurs cherchant à adopter les principes de fabrication allégée.

Avec le groupement, les pièces sont regroupées pour réduire le nombre de coupes nécessaires. Cela aide à minimiser les déchets et les rebuts inutilisables, ainsi que la distance de déplacement de la tête laser.

L'imbrication est un processus plus complexe qui consiste à placer les pièces de manière à ce qu'elles partagent des bords communs.

Ces deux processus peuvent être complexes et peuvent nécessiter l'aide d'un partenaire commercial expert en découpe laser — les appliquer peut cependant réduire significativement le temps nécessaire pour la découpe laser.

4. Optimiser les conditions de coupe

Les conditions de coupe peuvent avoir un impact tout aussi important sur l'efficacité de la coupe que les outils que vous utilisez et les techniques que vous appliquez. Une étude sur l'efficacité de l'usinage a montré qu'il était possible de réduire le temps de préparation et d'usinage de 35 % et 55 %, respectivement, avec les bons changements dans l'ordre d'usinage, la géométrie de fonderie, la méthode de coupe et les conditions de coupe.

Regrouper les opérations similaires là où c'est pratique — comme le fraisage de face, l'alésage et le perçage — peut aider à simplifier considérablement le processus d'usinage, réduisant à la fois le risque d'erreur et le temps nécessaire pour fabriquer une pièce.

La vitesse de coupe, le débit d'avance et la profondeur de coupe peuvent tous avoir un impact majeur sur l'efficacité. Trouver les paramètres de coupe optimaux en utilisant des simulateurs d'usinage et des données de travaux antérieurs vous aidera à tirer le meilleur parti de vos outils et à accélérer le travail. Des capteurs intelligents ou une technologie similaire de collecte de données peuvent probablement vous aider ici aussi pour la collecte de données.

5. Employer la technologie d'usinage intelligent

En général, la fabrication allégée peut bénéficier significativement de la technologie intelligente — des capteurs et dispositifs en réseau simplifient le suivi des processus sur site et améliorent le contrôle qualité.

La technologie intelligente devient aussi de plus en plus utile pour les fabricants voulant prolonger la durée de vie de leurs machines.

Par exemple, il est de bonne pratique de réaliser régulièrement des tests de durée de vie d'outil et d'usinabilité au cours de la durée de vie d'un outil. Ces tests, qui mesurent l'usure par rapport à la vitesse de l'outil, la vitesse et la profondeur de coupe, fournissent aux propriétaires d'entreprises des données concrètes sur la façon dont les conditions d'usinage et le choix de l'outil impactent la durée de vie de l'outil.

Lors de la prise de décisions sur les paramètres opérationnels ou l'achat de nouveaux outils, ces données sont essentielles et peuvent aider un propriétaire à prolonger significativement la durée de vie des nouveaux outils.

Les ateliers d'usinage qui s'appuient sur des solutions de maintenance et de test analogiques devront créer un calendrier de tests régulier et des processus de documentation pour s'assurer que les outils sont régulièrement testés et que les informations sur l'usure et l'utilisation sont enregistrées. Les données de ces tests devront aussi être stockées de manière à pouvoir être analysées ou revues plus tard pour prendre des décisions plus éclairées sur les futurs travaux ou investissements.

Avec des dispositifs IoT, il est possible d'automatiser une grande partie de ce processus. Les dispositifs intelligents peuvent enregistrer en continu les paramètres opérationnels, fournissant des données optimales aux propriétaires pour calculer la durée de vie restante des outils et l'espérance de vie des outils.

Souvent, si vous employez une solution de maintenance prédictive, vous suivez déjà une grande partie de ces informations et avez les capteurs nécessaires en place.

Les mêmes informations peuvent aussi vous aider à optimiser les conditions de coupe — comparer les conditions par rapport au temps qu'un projet prend, par exemple, vous aidera à trouver les conditions optimales pour minimiser le temps de coupe.

6. Prendre des décisions commerciales basées sur les données

Choix d'outil, ordre des opérations, technique, méthode de coupe — pour chaque travail, il y a de nombreuses variables différentes à considérer.

Les décisions commerciales à long terme, comme l'investissement dans une nouvelle machine ou un nouvel équipement, peuvent devenir encore plus difficiles pour cette raison.

La meilleure façon d'améliorer votre capacité à prendre des décisions éclairées est de collecter les bonnes données. Les informations sur vos outils — quels matériaux s'usent plus vite ou quelles méthodes de coupe optimisent la vitesse du projet — vous aideront à optimiser les processus pour maximiser la durée de vie des outils ou choisir des outils qui durent plus longtemps sous les conditions d'exploitation de votre site.

7. Numériser la documentation des outils

La maintenance et les tests réguliers fonctionnent mieux quand vous avez une bonne stratégie de documentation. Les méthodes de documentation traditionnelles qui reposent sur le papier et le stylo peuvent être efficaces mais créent souvent plus de travail administratif pour vous et votre équipe tout en augmentant le risque d'erreur lors de l'enregistrement ou de la transcription des données.

Numériser votre documentation est l'un des meilleurs moyens de réduire les erreurs et de rationaliser le processus de documentation.

Les ateliers de toutes tailles peuvent généralement se permettre une ou plusieurs stations de travail qui facilitent la saisie numérique de nouvelles données sur la performance et la maintenance des outils. Les systèmes IIoT peuvent envoyer automatiquement des enregistrements numériques de performance et de conditions opérationnelles au même endroit que les enregistrements manuels.

Un processus de documentation standardisé peut aussi aider à réduire la perte de connaissances institutionnelles lorsque les employés montent en grade ou quittent l'entreprise.

8. Faire de la formation une priorité

L'usinage efficace dépend de personnel bien formé — surtout dans les ateliers où le travail d'ingénierie de processus repose de plus en plus sur les opérateurs de machines.

Offrir l'intégration, la formation interne et des fonds pour la formation externe aidera à garantir que les opérateurs comprennent les machines qu'ils utilisent et ont un bon sens de la façon de les faire fonctionner de manière sûre et efficace.

La formation aidera tout atelier à instaurer de bonnes pratiques de travail dans les opérations quotidiennes — augmentant l'efficacité, réduisant les risques et prolongeant potentiellement la durée de vie des outils et équipements.

Optimiser un atelier d'usinage pour l'efficacité et la productivité

La bonne technologie et les bons changements de processus peuvent aller loin dans l'amélioration de la productivité d'un atelier d'usinage. Les bonnes conditions, outils et plan de maintenance, par exemple, aideront tout atelier à réduire les temps d'arrêt non planifiés et à prolonger la durée de vie des outils.

La formation et les processus de documentation efficaces aideront à réduire la perte de connaissances et à garantir que votre personnel d'atelier devienne encore plus productif avec le temps.