Fabrication en lights-out : atteindre l'automatisation complète dans les usines

La fabrication en lights-out (usine noire) est une technique qui utilise une technologie entièrement automatisée pour faire fonctionner une usine de production avec peu ou pas d'intervention humaine. Cela nécessite le soutien de multiples technologies telles que l'apprentissage automatique et la collecte de données à haute fréquence.

C'est le rêve de nombreux fabricants d'utiliser un état d'esprit « configurez et oubliez » pour la production. Simplement se présenter au travail, mettre les machines en marche, éteindre les lumières et partir. Pas d'ouvriers. Pas d'humains dans le bâtiment du tout. Juste des machines faisant ce qu'elles font le mieux — des tâches précises et répétées à des vitesses bien plus rapides que leurs homologues homo sapiens.

Cela réduirait considérablement les accidents du travail, le coût pour maintenir l'installation bien chauffée ou climatisée, et le coût de la main-d'œuvre elle-même. Les fabricants rencontreraient également moins de problèmes de qualité, car — contrairement aux humains — les machines peuvent reproduire leurs comportements exactement, jour après jour.

Ces installations de production 24 heures sur 24 ressemblent à de la pure fantaisie, mais elles sont une réalité aujourd'hui dans des installations manufacturières à travers le monde. Il n'y a aucun doute. Bien que la plupart des installations soient aux premiers stades de l'automatisation des activités de production, les solutions d'automatisation sont de plus en plus adoptées dans l'industrie.

Qu'est-ce que la fabrication en lights-out ?

La fabrication en lights-out (également connue sous le nom d'« usine sombre ») est une méthode de production qui nécessite peu ou pas d'interaction humaine — fonctionnant essentiellement sur sa propre, même dans une usine sombre et autrement vide.

Pour y parvenir, vous devez être capable d'automatiser chaque étape du processus de fabrication. Les entreprises qui utilisent cette stratégie le font avec une pile technologique qui inclut généralement la vision machine, l'équipement de fabrication additive (impression 3D), l'IoT industriel, l'edge computing, les données cloud, l'apprentissage automatique et la robotique.

Un exemple d'entreprise utilisant cette technique avec grand effet est FANUC, qui utilise une usine lights-out pour produire des robots et des systèmes de fabrication sans aucune assistance humaine.

Fanuc a lancé avec succès une usine lights-out, permettant à leurs robots de construire des robots sans beaucoup d'intervention humaine. [Source]

Nous comprenons que les fabricants sont aux premiers stades de l'introduction de l'automatisation dans leurs opérations. Au cœur de l'automatisation se trouve des données de production précises qui peuvent guider la prise de décision pour les humains et les machines. Avec des données directement issues du contrôle de l'équipement, les fabricants peuvent commencer à introduire l'automatisation basée sur la performance et la santé de leurs machines.

Cela peut être aussi simple que d'afficher des données OEE en temps réel sur des tableaux de bord au-dessus de l'atelier ou aussi sophistiqué que de collecter des données à haute fréquence pour permettre la maintenance prédictive.

Automatiser la collecte de données machines

Réserver une démo

Les avantages d'une production lights-out

L'automatisation complète peut être d'un bénéfice exceptionnel, en particulier dans les environnements de fabrication hostiles tels que ceux contenant des huiles et lubrifiants, des produits chimiques caustiques, des fumées, etc. Après tout, les robots peuvent être faits de composants bien plus durables que ceux de leurs homologues humains.

Bien que la plupart des fabricants ne visent pas, à l'heure actuelle, l'automatisation de bout en bout, la plupart utilisent actuellement ou ont l'intention d'utiliser de nombreux processus sous-jacents à l'automatisation complète, et avec grand bénéfice. Les avantages principaux de la fabrication lights-out sont la réduction des coûts et l'augmentation de l'efficacité, mais incluent également :

• Réduire les accidents et augmenter la sécurité des travailleurs
• Améliorer l'efficacité opérationnelle
• Réduire les rebuts et les retouches grâce à une plus grande cohérence de production
• Piloter des stratégies de maintenance plus avancées

Les défis de la fabrication lights-out

Il ne serait pas approprié de ne traiter que les avantages d'une usine entièrement autonome. Ci-dessous, nous décrivons les défis qu'un fabricant peut rencontrer lors du déploiement d'une usine sombre.

Défis techniques

Allumer la lumière est aussi simple qu'actionner un interrupteur. Malheureusement, la mise en place de processus complètement automatisés peut être un défi technique hautement complexe qui peut nécessiter un investissement significatif. Cependant, des solutions comme MachineMetrics permettent aux fabricants de collecter et d'utiliser facilement et rapidement les données machines pour automatiser les processus, avec un retour sur investissement en aussi peu que 5 jours.

Production complexe

Les tâches simples et répétables sont les mieux adaptées à l'automatisation. Les tâches plus complexes, ainsi que les productions à petite échelle et les opérations, peuvent s'avérer plus difficiles à automatiser ou à en tirer suffisamment de valeur.

Sécurité et prévention des pannes

Il y a un piège à ne pas avoir d'humains surveillant la production. Si quelque chose va mal, il n'y a peut-être personne pour le détecter, ce qui pourrait entraîner des milliers de dollars de pièces rebutées, ou des dommages significatifs aux machines. Heureusement, la surveillance à distance et la détection automatisée des pannes machines peuvent travailler pour éviter ces problèmes.

Qu'en est-il de la maintenance dans une usine lights-out ?

Les fabricants lights-out doivent également être préparés pour des éventualités comme la maintenance. Bien que les machines soient moins sujettes aux erreurs que les opérateurs humains, elles ne changent pas les lois du chaos. Les machines s'usent. Les outils casseront. Cependant, l'automatisation peut notamment réduire l'impact de telles instances en réduisant les temps d'arrêt et, parfois, même en planifiant dynamiquement les réparations.

En utilisant un adaptateur de données à haute fréquence, les fabricants peuvent surveiller l'équipement à distance pour toute anomalie. Avec l'ajout de la technologie d'apprentissage automatique pour rechercher des modèles entourant les pannes, ce type de système peut être utilisé pour la maintenance prédictive et prescriptive, les deux techniques de maintenance de fabrication les plus avancées disponibles aujourd'hui.

MachineMetrics offre un adaptateur de données à haute fréquence qui utilise les systèmes informatiques des équipements de fabrication pour capturer les données machines à un taux de 1000 points de données/seconde — sans actions annulant la garantie ni capteurs requis. En plus de prédire avec précision quand la maintenance est proche, parfois quarante minutes avant qu'un opérateur humain ne s'en rende compte, les machines peuvent être arrêtées à distance avant que tout dommage ne se produise.

Fondamentalement, tout ce qu'une machine peut faire peut être géré à distance par un humain ou via un arbre de décision basé sur la technologie qui résulte en une automatisation complète basée sur les circonstances en temps réel de la machine elle-même, les objectifs de production de l'installation, l'assurance qualité, et plus encore. Au-delà d'arrêter automatiquement une machine pour réparations avant de causer toute usure ou dommage supplémentaire aux machines environnantes, ce système peut offrir une maintenance prescriptive également, fournissant des prédictions de scénarios si-alors pour différentes actions concernant la machine.

Nos outils fournissent aux fabricants les ressources pour le diagnostic machine, l'optimisation de l'outillage afin que les fabricants aient moins de casses et un débit idéal, l'optimisation de la qualité basée sur la détection de bavardage d'outil, et, bien sûr, la maintenance prédictive. Ils résistent même aux environnements de fabrication hostiles, contrairement aux solutions de capteurs aftermarket.