Capteurs Robustes pour l'Optimisation Intelligente des Lignes de Production

La collecte de données est une tâche réalisée depuis des temps immémoriaux pour comprendre ce qui se passe autour de nous ; nous mesurons des paramètres comme le temps, la distance, la température...

Il en va de même dans les lignes de production, la capture illimitée de données de fabrication, produit et logistique permet de prendre de meilleures décisions et d'ajouter de la valeur tout au long de la chaîne de production. Les équipements qui permettent de capturer toutes ces données sont les capteurs. Les capteurs doivent être fiables et robustes lors de la capture de données sur les lignes de production pour faire face à la diversité et aux changements potentiels des processus.

Qu'est-ce qu'un capteur ?

Les capteurs sont des dispositifs qui permettent de collecter des données, de manière massive, générées dans n'importe quel processus d'une ligne de production ou opération logistique, entre autres.

Les capteurs sont aux machines ce que les sens sont aux personnes. L'information qu'ils collectent permet aux machines d'être plus intelligentes. Pour obtenir cette information, il est nécessaire de filtrer les données obtenues des capteurs.

Les capteurs donnent aux machines la capacité de voir, détecter et communiquer plus intelligemment, classant et interprétant toute cette information. En plus de contrôler les machines et processus, l'information fournie par les capteurs permet à ces systèmes de production d'être surveillés et d'éventuelles pannes d'être détectées ou prévenues. Ils peuvent apporter de la transparence et optimiser les flux de matériaux et processus. Les processus peuvent être plus efficaces. Pour cette raison, les capteurs sont une partie très importante de l'automatisation et de la numérisation des usines. En résumé, ils permettent :

• Examiner comment les machines fonctionnent en temps réel.
• Localiser les pannes dans la fabrication et/ou le fonctionnement.
• Étudier chaque processus pour trouver des solutions qui économisent du temps et/ou de l'argent.

L'information devient la valeur la plus importante, ce qui nous permet de prendre des décisions correctes en temps réel. Les différents types de capteurs dans les lignes de production nous fournissent cette information qui nous permet d'atteindre la qualité souhaitée dans nos produits.

Types de capteurs qu'on peut trouver dans les lignes de production

L'évolution des capteurs a permis de classer les types de capteurs existants en deux groupes différents : capteurs conventionnels et capteurs intelligents. Les capteurs conventionnels fournissent simplement les données, sans effectuer aucun type de traitement pour extraire de l'information pertinente. D'autre part, les capteurs intelligents sont ceux qui traitent les données et obtiennent de l'information pertinente : paramètres hors plage, évolution temporelle des mêmes, ou connectivité réseau pour le stockage de données.

Quelques capteurs qu'on peut trouver dans les lignes de production

Il existe de nombreux types de capteurs qui permettent de collecter toutes sortes de données et mesurer différents paramètres. Les capteurs de proximité peuvent être de différents types : capacitifs, inductifs, photoélectriques ou magnétiques et détectent le mouvement. Les capteurs de température permettent la mesure des degrés dans un environnement, machine, produit... De plus, ces types de capteurs dans les lignes de production sont utilisés pour garantir un fonctionnement optimal et sûr.

Il y a aussi des capteurs pour surveiller différents paramètres de fabrication qui peuvent être utiles dans différents processus. Il y en a beaucoup pour l'humidité, la graisse, les protéines, le degré de torréfaction, l'épaisseur, le grammage... Ces capteurs sont basés sur différentes technologies.

D'autres capteurs très utilisés dans l'industrie sont les capteurs de pression, de niveau, ou de vibration ou vitesse.

En plus de tous ces types de capteurs, les caméras de vision par ordinateur sont aussi des capteurs qui fournissent des données et de l'information sur les processus. Les systèmes de Vision par Ordinateur sont des capteurs intelligents qui capturent des images pour détecter des actions, positions, défauts, etc. Ils sont intelligents car ils sont capables de générer des réponses à l'information qu'ils obtiennent des images.

Capteurs pour l'amélioration des processus de production

L'application de capteurs dans les processus de production permet d'apporter un degré supplémentaire d'automatisation. L'automatisation doit être flexible pour s'adapter aux différents produits et variantes produits sur la même ligne. Les usines de fabrication doivent être flexibles et adaptables. Il y a beaucoup de produits, de plus en plus, les usines produisent une grande diversité de produits, les lots deviennent plus petits et plus variables. Cela augmente avec la personnalisation du produit pour chaque client, donc les capteurs qui permettent d'automatiser ces processus de production doivent pouvoir s'adapter et s'ajuster à chaque situation.

En analysant les niveaux de production actuels, quatre défis industriels sont présentés auxquels le capteur peut fournir des solutions automatisées plus optimales.

• Contrôle qualité amélioré : de plus en plus de produits sont produits, et il devient plus difficile de vérifier la qualité de ces produits manuellement. Les exigences de qualité sont aussi de plus en plus élevées et il y a besoin de les rendre plus efficaces. Par conséquent, la détection automatique des pannes et l'obtention de toutes les données possibles des produits et de leur production sont requises. Cela s'obtient par des capteurs de toutes sortes.

• Automatisation plus flexible : la production et la gestion logistique doivent s'adapter rapidement et rentablement aux éventuels besoins ou changements qui peuvent surgir dans un processus de production. Pour cela, on utilise des capteurs intelligents qui, par l'analyse de données, sont capables d'adapter la production aux besoins.

• Sécurité dans les environnements de travail : l'interaction entre personnes et machines doit se faire en toute sécurité, en tenant compte de la sécurité et de l'ergonomie de l'environnement de travail. En rendant les machines plus intelligentes grâce aux capteurs, elles deviennent un collaborateur de plus qui interagit avec les personnes et s'occupe des tâches dangereuses ou répétitives qui n'ajoutent pas de valeur au produit final.

• Suivi et traçabilité : les capteurs permettent d'améliorer la façon d'identifier et de suivre les produits tout au long de n'importe quel processus de production. La traçabilité est importante depuis la production, en passant par le transport et la livraison au client. Le flux de matériaux doit être transparent pour prendre des décisions plus rapides.

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