Maîtriser l'automatisation de fabrication : Stratégies, avantages et insights Industrie 4.0

Dire que les effets de la pandémie de COVID-19 ont été vastes est un euphémisme. Peu d'industries sont restées intactes par la pandémie de COVID-19, le secteur manufacturier inclus. Bien que de nombreux secteurs adoptaient déjà les avantages de l'Industrie 4.0 avant la pandémie, l'année écoulée a vu l'essor spectaculaire de l'automatisation dans la fabrication.

Face à la pandémie et aux pénuries de main-d'œuvre mondiales, de nombreux fabricants se sont retrouvés avec des usines vides ou des quarts de travail décalés en raison des confinements et des protocoles de distanciation sociale. Cela les a amenés à intégrer des technologies intelligentes, la surveillance à distance, la collecte de données en temps réel et l'automatisation dans leurs processus de production comme moyen de compenser les défis d'embauche tout en augmentant la productivité et l'efficacité de leurs équipes.

Les avantages de l'automatisation dans le secteur manufacturier sont susceptibles de durer même après la fin de la pandémie — les partenaires de fabrication avisés savent que tirer parti de l'automatisation chaque fois que possible est la clé pour garder une longueur d'avance sur la concurrence et optimiser leurs processus commerciaux. Cet article explorera à quoi l'automatisation peut ressembler dans l'industrie manufacturière et mettra en évidence les principaux avantages de s'associer à une entreprise de fabrication qui connaît le pouvoir de l'automatisation.

Les formes principales d'automatisation de fabrication

Les trois principaux types d'automatisation dans la fabrication sont l'automatisation fixe, flexible et programmable.

Automatisation fixe

L'automatisation fixe, ou « automatisation dure », est généralement mise en œuvre dans des environnements de production avec des besoins de grand volume et des équipements spécialisés dédiés à des tâches définies. Généralement, la plupart des solutions d'automatisation fixe sont déployées sur des machines individuelles, et la séquence d'opérations que les machines effectuent est à la fois préétablie et finie.

L'automatisation fixe est idéale pour la fabrication de grandes quantités de la même pièce car les volumes de production élevés impliqués ne permettent pas économiquement les changements d'équipement et de processus. Apporter des modifications à un système d'automatisation fixe nécessite souvent l'arrêt des machines et le changement d'outillage par les ingénieurs à la main. Ce temps d'arrêt augmente considérablement les coûts et les délais de production. En tant que tel, les séries de production à faible volume, les pièces avec des dimensions ou caractéristiques changeantes, et celles avec des cycles de vie plus courts ont tendance à être mieux adaptées aux systèmes d'automatisation programmable plutôt qu'à l'automatisation fixe.

Des exemples de solutions d'automatisation fixe incluent les machines d'assemblage automatisées, les lignes de transfert de machines (souvent utilisées dans la fabrication automobile), les systèmes de convoyeurs de manutention de matériaux, les processus de peinture ou de revêtement, et plus encore.

Automatisation programmable

Les systèmes d'automatisation programmable permettent d'ajuster les configurations de machine et les opérations à l'aide de commandes électroniques. Cela permet aux équipes de créer des pièces par lots en reprogrammant les machines et les séquences d'opérations. Les machines CNC (Commande Numérique par Calculateur) sont un exemple courant d'automatisation programmable.

Un avantage de l'automatisation programmable est que l'équipement est spécifiquement conçu pour fabriquer une large gamme de pièces avec un changement d'outillage minimal, ce qui permet aux quantités de lots de varier de quelques dizaines de pièces à des milliers de pièces par lot.

Automatisation flexible

Les systèmes d'automatisation flexible sont des extensions de l'automatisation programmable. Ces systèmes hautement adaptables ont quatre composants — machines de traitement de pièces (généralement outils d'usinage CNC), un système de manutention de matériaux, un système de contrôle informatique central et des entrées humaines. Ces systèmes relient plusieurs machines ensemble via un système de manutention de matériaux, et les opérateurs humains saisissent des commandes via du code informatique ou une interface homme-machine (IHM), leur permettant de gérer la production et les opérations depuis un tableau de bord centralisé. Une différence clé entre les systèmes fixes et flexibles est que ce dernier est mieux adapté pour gérer plusieurs pièces en même temps.

Étant donné que les entrées pour les systèmes d'automatisation flexible changent de travail en travail, ces systèmes sont souvent mis en réseau, ce qui permet la surveillance et les contrôles à distance et élimine le besoin de proximité physique entre le contrôleur et la machine. Bien que les systèmes d'automatisation flexible puissent exécuter des changements d'outils automatiquement sans besoin d'intervention manuelle, vous devrez limiter la production de pièces à celles qui peuvent être produites avec un ensemble d'outils similaire. L'automatisation flexible est bien adaptée pour la production de faible à moyen volume, les travaux avec une grande variété de produits et les circonstances où des changements de demande sont attendus.

Les systèmes d'automatisation flexible sont couramment utilisés dans le traitement chimique et la production de métaux courants comme le fer, l'acier, l'aluminium et autres.

Avantages de l'automatisation dans la fabrication

L'automatisation offre aux fabricants une large gamme d'avantages qui se répercutent sur leurs clients et partenaires également.

La robotique et l'automatisation peuvent fournir une efficacité et une cohérence bien plus élevées entre les pièces et à travers les travaux. Les solutions automatisées aident également à réduire les coûts de main-d'œuvre en minimisant le besoin d'opérations manuelles tout en augmentant simultanément la productivité de la main-d'œuvre — une combinaison qui joue en faveur du client en réduisant les coûts des pièces et en raccourcissant les calendriers de production.

Non seulement cela, des processus plus efficaces et des délais plus courts donnent aux équipes produits plus de temps pour s'engager dans la conception et la production de produits, résultant en des pièces de meilleure qualité. L'automatisation peut également aider à minimiser le gaspillage de matériaux et à éliminer l'erreur humaine du processus de fabrication, améliorant finalement la sécurité des processus de production.

Enfin, certains processus de fabrication sont en fait impossibles à réaliser manuellement. Le prototypage rapide et la fabrication de circuits intégrés sont des exemples de nombreux processus qui reposent sur des exigences géométriques et de tolérance qui ne peuvent pas être atteintes à la main, rendant l'automatisation essentielle dans ces cas.

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Compte tenu des avantages significatifs de l'intégration de systèmes d'automatisation dans la production, il incombe aux équipes produits de s'associer à un fabricant qui possède les bons outils et solutions pour optimiser la conception de pièces, les séquences d'opérations de machines et d'autres processus.

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