Comment l'IoT booste la fabrication métallique : 4 gains d'efficacité prouvés

L'Internet des objets (IoT) a provoqué d'énormes changements dans le fonctionnement des secteurs commerciaux. Grâce aux technologies IIoT, les entreprises surmontent de nombreux défis et profitent d'opérations améliorées.

Que vous soyez prêt ou non à franchir le pas, voir ce qui est possible dans un secteur précis peut encourager l'investissement technologique. Voici comment l'IoT peut améliorer l'efficacité de la fabrication métallique.

1. Afficher les paramètres de qualité de soudure et autres données précieuses

Les solutions IoT excellent dans la collecte de données en temps réel à toutes les étapes de la fabrication métallique. Le flux de travail devient globalement plus efficace car on peut examiner quels aspects donnent les résultats attendus et où des améliorations sont possibles.

La surveillance de soudure basée sur l'IoT permet de passer des tableaux et de la documentation manuelle pour évaluer les métriques de qualité. À la place, la surveillance pilotée par les données avec capteurs IoT recueille les données au point de soudure pour traitement et analyse avec un délai quasi nul. On peut aussi envoyer ces informations sur appareils mobiles pour consultation facile.

Ces configurations font souvent plus que fournir des détails sur la qualité de soudure. Elles peuvent confirmer le nombre de postes de soudure en service, leurs paramètres et quels opérateurs travaillent sur le shop floor pendant un quart donné. Cela donne une vue d'ensemble utile de la production de l'usine.

Certaines entreprises de soudure fournissent même des solutions IoT à des clients désireux d'améliorer l'efficacité. ESAB a travaillé avec des partenaires technologiques pour créer trois produits cloud aidant les ateliers à identifier les causes de baisse de productivité.

L'un, pour le soudage MIG (Metal Inert Gas), a permis aux clients de voir une augmentation moyenne de 20 % de l'utilisation des équipements. Il a augmenté le temps passé à souder par rapport aux autres tâches. Un autre outil IoT envoie des instructions numérisées à chaque machine de soudure, assurant que les techniciens connaissent les paramètres nécessaires. Cela a aussi augmenté la productivité.

2. Améliorer la sélection des matériaux pour la découpe laser

La première étape d'une fabrication métallique réussie est de connaître les caractéristiques du matériau. Aspects comme les limites d'élasticité et de traction, la résistance à la corrosion et la ductilité doivent être considérés lors de la sélection. Ils déterminent collectivement l'aptitude du métal à la fabrication et l'aspect/fonctionnement du résultat.

Les découpeurs laser sont parmi les outils les plus polyvalents car ils gèrent une large gamme de matériaux : métal, bois, plastique, papier. Des chercheurs du MIT ont récemment montré comment l'IoT pourrait améliorer la confiance des opérateurs laser travaillant divers matériaux. Ils ont créé une plateforme truffée de capteurs, nommée SensiCut, un add-on pour découpeurs laser conventionnels.

L'innovation combine capteurs connectés, apprentissage profond et une technique d'analyse optique appelée speckle sensing qui permet au laser de capter les détails microscopiques de la surface du matériau. L'équipe affirme que leur solution pourrait réduire le gaspillage et donner des instructions précises pour travailler un matériau donné. Elle effectue aussi automatiquement de micro-ajustements pour éviter les résultats indésirables.

Mustafa Doga Dogan, doctorant sur le projet, explique : « En augmentant les découpeurs laser standards avec des capteurs d'image sans objectif, nous pouvons identifier facilement des matériaux visuellement similaires courants en atelier et réduire le gaspillage global. Nous exploitons la structure de surface au niveau micron, unique même quand deux matériaux se ressemblent. Sans cela, il faudrait deviner le nom correct du matériau dans une large base de données. »

Les chercheurs ont utilisé plus de 38 000 images pour entraîner l'outil à différencier 30 types de matériaux. Le système peut aussi alerter avant une tentative de découpe de matériaux générant des flammes toxiques. L'équipe prévoit d'étendre la solution pour mesurer l'épaisseur du matériau dans les phases ultérieures.

3. Réduire les temps d'arrêt machine

L'IoT industriel peut aussi prévenir les pannes soudaines qui perturbent le flux de travail. Une étude indique que la surveillance d'équipements pourrait augmenter la productivité mondiale de 25 % d'ici 2025.

Des machines de fabrication métallique en panne peuvent faire rater des échéances ou limiter le nombre de techniciens sur certains quarts. Selon le problème, il faut attendre jours ou semaines pour les pièces de rechange ou l'intervention de techniciens spécialisés.

Les capteurs IoT préviennent ces défis en recueillant des données d'exploitation indiquant des anomalies ou un besoin de maintenance préventive. Une entreprise a une solution IoT qui envoie les données d'équipement en temps réel à ses techniciens de service. Si un client rencontre un problème, le fournisseur a déjà des informations critiques sur l'étendue du problème.

Les fabricants métalliques peuvent aussi utiliser les données capteurs pour identifier quelles machines subissent le plus d'arrêts ou s'il y a des schémas dans les problèmes. Cette information pourrait guider leurs décisions sur le moment de remplacer l'équipement ou d'effectuer certaines maintenances plus souvent pour éviter les pannes.

4. Prévenir les anomalies de l'environnement de production

Un seul paramètre hors des limites recommandées peut nuire à l'efficacité de la fabrication métallique, forçant l'arrêt de la production pour corriger le problème. L'idéal est de repérer les problèmes avant qu'ils n'imposent l'arrêt.

Une application de l'IoT industriel pour la fabrication métallique a concerné une entreprise améliorant un processus appelé austempering (trempe austénitique). Il durcit les alliages à base de fer en les faisant passer dans un four chaud. Les pièces en sortent plus résistantes à la fatigue et aux chocs, devenant de bons candidats pour des composants comme les rondelles de butée dans les transmissions de véhicules.

Après le four, les pièces sont plongées dans un bain de sel à température précise. Des courroies en nickel-titane transportent les pièces à chaque phase. Les techniciens doivent arrêter la production si les convoyeurs se désalignent. Mais cela implique d'attendre jusqu'à 36 heures pour que les fours refroidissent.

Des capteurs intelligents donnent aux responsables d'usine des alertes en temps réel quand la position d'une courroie sort des paramètres ou montre d'autres anomalies. Cette information permet d'agir avant que l'arrêt de la machinerie ne devienne la seule option.

L'IoT industriel peut promouvoir l'efficacité de la fabrication

De nombreux facteurs peuvent causer une baisse de l'efficacité de la fabrication métallique. Les capteurs IoT ne garantissent pas une solution rapide. Cependant, ils offrent une meilleure visibilité, permettant aux décideurs d'adresser plus promptement ce qui freine la production. Les données en temps réel peuvent aussi les aider à déterminer les solutions les plus efficaces : formation des employés, remplacement d'équipement, planning de maintenance différent, ou autre.