Une introduction à l'automatisation de la fabrication

Dire que les effets de la pandémie de COVID-19 ont été considérables est un euphémisme. Peu d'industries ont été épargnées par la pandémie de COVID-19, y compris le secteur manufacturier. Alors que de nombreux secteurs profitaient déjà des avantages de l'industrie 4.0 avant la pandémie, l'année dernière a vu l'augmentation spectaculaire de l'automatisation dans la fabrication.

Face à la pandémie et aux pénuries mondiales de main-d'œuvre, 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 afin de pallier les problèmes 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 avertis savent que tirer parti de l'automatisation chaque fois que possible est essentiel pour garder une longueur d'avance sur la concurrence et optimiser leurs processus commerciaux. Cet article explore à quoi peut ressembler l'automatisation dans l'industrie manufacturière et met en évidence les principaux avantages d'un partenariat avec une entreprise manufacturière qui connaît la puissance de l'automatisation.

Les principales formes d'automatisation de la fabrication

Les trois principaux types d'automatisation dans la fabrication sont fixes, flexibles et programmables.

Automatisation fixe

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

L'automatisation fixe est idéale pour fabriquer de grandes quantités d'une même pièce car les volumes de production élevés impliqués ne permettent pas économiquement de changer d'équipement et de processus. Apporter des modifications à un système d'automatisation fixe nécessite souvent l'arrêt des machines et le remplacement manuel de l'outillage par les ingénieurs. Ce temps d'arrêt augmente considérablement les coûts et le temps de production. Ainsi, les cycles de production à faible volume, les pièces dont les dimensions ou les caractéristiques changent et celles dont le cycle de vie est plus court sont généralement mieux adaptées aux systèmes d'automatisation programmables qu'à l'automatisation fixe.

Les exemples de solutions d'automatisation fixes incluent les machines d'assemblage automatisées, les lignes de transfert de machines (souvent utilisées dans la fabrication automobile), les systèmes de convoyeurs de manutention, les processus de peinture ou de revêtement, etc.

Automatisation programmable

Les systèmes d'automatisation programmables permettent d'ajuster les configurations et les opérations de la machine 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 (Computer Numerical Control) sont un exemple courant d'automatisation programmable.

L'un des avantages de l'automatisation programmable est que l'équipement est spécialement conçu pour fabriquer une large gamme de pièces avec un minimum de changement d'outillage, ce qui permet de faire varier les quantités de lots d'aussi peu que des dizaines de pièces à des milliers de pièces par lot.

Automatisation flexible

Les systèmes d'automatisation flexibles sont des extensions de l'automatisation programmable. Ces systèmes hautement adaptables comportent quatre composants :des machines de traitement de pièces (généralement des outils d'usinage CNC), un système de manutention, un système de contrôle informatique central et des intrants humains. Ces systèmes relient plusieurs machines entre elles via un système de manutention et les opérateurs humains saisissent des commandes via un code informatique ou une interface homme-machine (IHM), ce qui leur permet de gérer la production et les opérations à partir d'un tableau de commande centralisé. L'une des principales différences entre les systèmes fixes et les systèmes flexibles est que ce dernier est mieux adapté pour gérer plusieurs pièces en même temps.

Étant donné que les entrées des systèmes d'automatisation flexibles changent d'une tâche à l'autre, ces systèmes sont souvent mis en réseau, ce qui permet une surveillance et des commandes à distance et élimine le besoin de proximité physique entre le contrôleur et la machine. Alors que les systèmes d'automatisation flexibles peuvent exécuter automatiquement les changements d'outils sans nécessiter 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 à la production de volumes faibles à moyens, aux travaux avec une grande variété de produits et aux circonstances dans lesquelles des changements de la demande sont attendus.

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

Avantages de l'automatisation dans la fabrication

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

La robotique et l'automatisation peuvent fournir une efficacité et une cohérence bien supérieures entre les pièces et les travaux. Les solutions automatisées contribuent 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.

De plus, des processus plus efficaces et des délais plus courts donnent aux équipes de produits plus de temps pour s'engager dans la conception et la production des produits, ce qui se traduit par des pièces de meilleure qualité. L'automatisation peut également aider à minimiser les déchets de matériaux et à éliminer les erreurs humaines du processus de fabrication, améliorant ainsi la sécurité des processus de production.

Enfin, certains procédés de fabrication sont effectivement 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, ce qui rend l'automatisation essentielle dans ces cas.

Commencez dès aujourd'hui avec l'automatisation de la fabrication

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

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