Impact de l'Industrie 4.0 sur l'usinage CNC : opportunités et défis

La quatrième révolution industrielle a réellement commencé et s'appelle l'Industrie 4.0. Comme les premières révolutions industrielles majeures, l'Industrie 4.0 promet de réorganiser les méthodes de production et les types de postes d'employés nécessaires pour soutenir les changements. La Révolution Industrielle (3.0) a utilisé la technologie pour atteindre une productivité plus élevée. La 4.0 consiste à utiliser la technologie et des processus efficaces sur des plateformes plus intelligentes. Des choses telles que l'Internet des Objets, l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et les big data sont toutes utilisées pour étendre et améliorer le secteur manufacturier. L'atelier d'usinage CNC progressif doit être prêt à mettre en œuvre la transition afin de concurrencer sur les marchés actuels et futurs.

L'Internet des Objets mène le développement tenace de l'Industrie 4.0, donc il n'est pas surprenant que l'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) occupe une position dominante dans le tournage, le fraisage et le meulage des produits métalliques. Comme toutes les industries manufacturières, l'usinage se dirige également vers des machines, équipements et réseaux de systèmes plus simplifiés, plus connectés et plus intelligents. Le processus connecté remplacera complètement la machine traditionnelle, ou le dispositif connecté sera synchronisé avec l'ancien système pour assurer un flux de données accessible en grande quantité.

L'Industrie 4.0 (aussi connue sous le nom d'industrie intelligente) est un sujet brûlant dans la fabrication. Qu'est-ce que cela signifie pour des domaines de fabrication spécifiques, en particulier l'usinage CNC ? Comment l'Industrie 4.0 affectera-t-elle les machines CNC et les technologies de fabrication connexes ?

Qu'est-ce que l'Industrie 4.0 ?

L'Industrie 4.0 ou industrie intelligente est une industrie qui se concentre sur l'automatisation. La caractéristique définissante est le remplacement (partiel) des processus de pensée humaine par des systèmes automatisés. On l'appelle la révolution numérique pour une bonne raison. En raison de l'essor d'Internet et du développement rapide du soi-disant Internet des Objets aujourd'hui, la connexion entre les personnes et la technologie se rapproche. Le cœur de ce processus est le partage et la collecte sans fil de données.

L'Industrie 4.0 est la quatrième révolution industrielle. Cette révolution utilise les données et l'informatique en nuage dans la production et la fabrication. L'Internet des Objets, en particulier l'Internet Industriel des Objets (IIoT), ainsi que l'intelligence artificielle et l'intégration informatique, sont les composants de base de l'Industrie 4.0.

Le développement de ces nouvelles technologies automatise de nombreux processus de fabrication, créant ainsi des installations « intelligentes ». Chaque système peut communiquer avec les autres et partager des données, réduisant ainsi les délais d'exécution et économisant les coûts.

Comment l'Industrie 4.0 affecte l'usinage CNC

L'Industrie 4.0 change le fonctionnement quotidien des usines d'usinage CNC. Avec toutes les technologies intelligentes et les logiciels intégrés disponibles, des délais d'exécution plus rapides et une réduction des temps d'arrêt peuvent augmenter la productivité.

Selon le dernier rapport de Grand View Research, Inc., d'ici 2025, le marché mondial des machines-outils CNC devrait atteindre 100,9 milliards de dollars américains, croissant à un taux de croissance annuel composé de 6,8 % pendant la période de prévision. La raison de la croissance est le besoin croissant de réduire les coûts d'exploitation, d'améliorer l'efficacité et de réduire considérablement la possibilité d'erreurs de composants.

Avec le développement continu de la technologie, les installations de traitement des métaux à travers le monde utilisent des tours, fraiseuses, rectifieuses, machines à souder et laser plus avancées. L'intégration des machines CNC et de la FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) aide à raccourcir le temps de fabrication et à assurer la production de composants sans défaut. Les grandes entreprises commerciales et les grands fabricants exigent des matériels et logiciels CNC de plus en plus avancés. On estime que d'ici 2025, les machines CNC industrielles à elles seules domineront le marché, et leur valeur atteindra 25,17 milliards de dollars américains.

Avantages de l'usinage grâce à l'Industrie 4.0

1. Fonctionnement persistant

Les techniques de fabrication traditionnelles et les machines-outils ne sont pas toujours fiables. Les temps d'arrêt augmentent les coûts, y compris la production, la main-d'œuvre et les coûts de maintenance. L'Industrie 4.0 introduit de toutes nouvelles opportunités sous la forme de maintenance préventive. Avec une performance puissante et un flux de données en temps réel, le personnel de maintenance peut mieux se préparer aux pannes ou erreurs d'équipement. Les problèmes naissants peuvent être détectés et résolus tôt avant que les opérations de routine ne s'arrêtent.

Les solutions de big data rendent même possible la construction de modèles prédictifs et d'algorithmes qui peuvent être utilisés pour identifier les points de défaillance potentiels, sinon de nombreux points de défaillance seront invisibles à l'œil nu. Tout cela résulte en un fonctionnement continu des machines et équipements sans pannes et une efficacité plus élevée que jamais.

2. Économies d'énergie et opérationnelles

Ce n'est un secret pour personne que les machines-outils et le matériel consomment beaucoup d'énergie. Ce sont des gouffres énergétiques, même lorsqu'ils sont mis hors tension et simplement en veille. Avec les solutions de l'Industrie 4.0, vous pouvez mieux gérer l'utilisation des ressources.

Les données entrantes collectées par les capteurs et plateformes IoT peuvent être utilisées pour mieux informer les opérations. Des compteurs intelligents peuvent être placés pour gérer efficacement le flux d'énergie. L'équipement peut être automatisé ou alimenté de manière appropriée pour réduire l'impact sur l'environnement et les ressources.

3. Assurance qualité en temps réel

L'assurance qualité est un travail important dans le domaine de la fabrication, et a plus à voir avec les machines et équipements en usage, ce qui est au-delà de l'imagination des gens. Lorsque l'équipement tombe en panne, l'efficacité chute ou est complètement inexacte, le résultat sera la perte du produit.

Par conséquent, les fabricants ont toujours un processus d'assurance qualité pour vérifier les produits ou composants pour les défauts ou erreurs mineures. Cependant, le problème avec beaucoup de ces processus est qu'ils causent des retards de production.

L'Industrie 4.0 et les technologies connexes révolutionneront ce processus grâce à l'assurance qualité en temps réel telle que les systèmes de métrologie virtuelle automatisée (AVM). Essentiellement, les données sur les conditions, la qualité et le statut sont collectées et combinées avec des informations sur les machines et les processus. Cela fournit une vue d'ensemble plus complète des opérations et fournit des éléments en temps réel pour l'inspection de qualité.

4. Meilleures interfaces homme-machine

Améliorer la version actuelle des machines et équipements de fabrication ne concerne pas seulement la performance et le fonctionnement normal. La même chose s'applique aux normes de communication de l'interface homme-machine. La plupart des travailleurs effectueront des opérations quotidiennes avec des robots et des machines (souvent appelés robots collaboratifs).

L'atelier mécanique ou l'atelier d'usine du futur sera très efficace, car les personnes, les machines et les robots pourront travailler côte à côte dans un environnement stable et sûr. Pour atteindre cet objectif, de nombreuses améliorations de l'interface homme-machine sont nécessaires. Les techniciens pourront opérer l'équipement à distance et envoyer des commandes instantanément. Le système de rapport fournira des alertes et des informations en temps réel aux opérateurs, peu importe où ils se trouvent.

Adopter l'Industrie 4.0 dans votre usine de machines CNC

La technologie de l'Industrie 4.0 transforme l'espace de fabrication. L'IIoT apporte la connectivité et la collecte de données au premier plan, augmentant ainsi la productivité et améliorant la satisfaction client globale. Pour que votre atelier de machines CNC s'adapte et mette en œuvre rapidement ces changements, il faudra de la formation, du temps et de la patience.

Former les employés existants sur ces nouveaux systèmes et outils les aidera à faire la transition facilement. Ces nouveaux systèmes basés sur l'informatique nécessitent une surveillance et une opération manuelle. Par conséquent, lors de l'acceptation de cette nouvelle transformation numérique, l'éducation et la formation des employés doivent être prioritaires. Mettez tous les employés sur la même page et effectuez une formation adéquate pour utiliser correctement ces nouvelles technologies.

Conclusion

L'Industrie 4.0 est la dernière vague de changements dans la fabrication et le commerce dans son ensemble. L'intégration de nouvelles technologies et l'adoption des données peuvent créer des processus plus efficaces pour les fabricants et les usines d'usinage CNC.

L'Industrie 4.0 ne s'inquiète pas de ce changement en raison de l'obsolescence des travailleurs, mais apporte de nouvelles opportunités d'efficacité et d'amélioration aux processus existants. Ces nouvelles machines ont encore besoin de personnel pour surveiller et faire fonctionner le système - en fait, vous devrez peut-être embaucher une équipe informatique pour résoudre les problèmes logiciels qui surviennent. L'Industrie 4.0 est une révolution industrielle en cours. C'est une révolution que les ateliers d'usinage CNC peuvent utiliser pour atteindre et dépasser leurs objectifs.

À l'ère de l'Industrie 4.0, votre machine sera capable de communiquer de manière transparente avec les solutions d'automatisation et rendra compte continuellement de son statut. Cela s'applique à la fois au court terme (« Qu'est-ce que je produis maintenant ? ») et au long terme (« Quelles pièces montrent des signes d'usure ? »). En bref, le résultat est un processus de fabrication hautement rationalisé, prévisible et donc plus rentable.