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Bracelets connectés, visseuses autonomes, cobots, lunettes intelligentes : visite d'une usine 4.0

Bracelets connectés, visseuses autonomes, cobots, lunettes intelligentes : visite d'une usine 4.0

Bosch a fait de son site de Mondeville une usine 4.0.

© Industrie et technologies

L'entreprise Bosch a fait de son usine de Mondeville, dans le Calvados, un site-pilote de l'industrie du futur. Ce jeudi, le groupe organisait un techday afin de présenter les différentes solutions qui lui ont permis d'aborder ce virage numérique.

“100% de nos produits et solutions seront connectés d'ici 2020”. Pour Heiko Carrie, président de Bosh France, l'usine de demain ne peut éviter le virage du 4.0. Et c'est à Mondeville, dans le Calvados, que le groupe allemand a décidé de se lancer depuis quelques années, en faisant de l'usine qui y est implantée un site-pilote résolument tourné vers l'Internet des objets. Ce jeudi, une techday y était organisée afin de présenter un éventail de solutions testées ou déjà intégrées, qui ont valu à ce site de fabrication de produits électroniques le trophée des usines 2017, décerné par nos confrères de l'Usine Nouvelle.

 

L'Active Cockpit dope l'organisation interne

Que ce soit l'état des stocks, les commandes en cours, les données qualité ou encore les délais à respecter, le personnel brasse quotidiennement une quantité importante d'informations. Afin de mieux visualiser et gérer ces données, l'une des lignes d'assemblage de Bosch Rexroth a été équipée, en 2014, d'écrans tactiles interactifs de 6m2 associés au logiciel Active Cockpit. Fini désormais l'épinglage sur les murs de 35 000 feuilles de papier par an ! Des interfaces ouvertes permettent d'enregistrer, trier et filtrer en continu les données de production collectées à partir des systèmes informatiques existants. Affichés à l'écran, les paramètres de qualité et de production en cours peuvent directement être analysés sur place. Les données ainsi répertoriées permettent de mieux visualiser les écarts par rapport aux objectifs de production affichés par exemple. Ce qui autorise les intervenants à procéder plus rapidement aux améliorations nécessaires, voire à enregistrer les dysfonctionnements et les partager avec le reste de l'équipe. En envoyant une photo d'un composant défectueux par exemple.

 

 

Des capteurs aux poignets pour optimiser l'assemblage

Monter des pièces les yeux fermés, ou presque. C'est ce que permettent d'envisager les bracelets connectés destinés aux opérateurs sur les chaînes d'assemblage. Intégrant des capteurs (géolocalisation 3D et émetteur), ils guident les travailleurs dans l'ordre de prise en main des pièces lors du montage, à la façon d'un "Poka Yoké" (détrompeur) dématérialisé. Testé depuis 2 mois sur un poste de montage de circuit électronique de Mondeville, ce bracelet n'est qu'un élément d'une solution plus générale, qui sera commercialisée d'ici la fin de l'année. Il sera alors coordonné avec une projection de lumière sur les pièces à saisir à l'instant T, des instructions interactives, un système de hand tracking grâce à une caméra 3D, un capteur à ultrasons d'outils et l'identification des produits par une puce RFID.

 

Prévoir les pannes

Afin d'anticiper les pannes et éviter d'interrompre la chaîne de production, les industriels se lancent dans la maintenance prédictive. Objectif : prévoir la probabilité que telle pièce casse prochainement, que l'approvisionnement de telle autre manque bientôt... Comment ? Grâce à des capteurs disposés sur les machines ou les objets, qui analysent leur environnement en permanence et réagissent si les données collectées ne correspondent pas aux paramètres prédéfinis. Un taux de vibration inacoutumé, un taux d'humidité trop élevé... Ces informations anormales sont directement remontées, corrélées avec les autres données collectées et analysées afin d'identifier le problème. A la clé : un gain de temps et d'argent.   

Le site de Mondeville, qui s'est converti il y a déjà plus d'un an au système de maintenance prédictive, compte aujourd'hui 80 équipements connectés, contre 5 au départ. En complément, il a doté ses employés de l'outil Pocket PC. Une application de supervision de la production en temps réel, à partir d'une tablette, capable de générer des alertes en cas d'arrêt des lignes. Elle a permis de réduire de 10% les écarts de stocks et de diminuer les arrêts techniques.

 

La réalité augmentée pour détecter les défauts d'un coup d'oeil

Développées dans l'usine de Venissieux, les lunettes intelligentes Active glass permettent de vérifier, grâce à un système de réalité augmentée, que les installations sont conformes aux paramètres établis. Concrètement, lors d'un contrôle de qualité visuel, l'opérateur, lunettes sur le nez, voit apparaître sur ses verres-écrans une photo de la machine qu'il a devant lui. Au lieu de procéder aux multiples vérifications linéairement, à partir de checklists en papier, il peut directement comparer le modèle de "ce qui devrait être" à la réalité. "Cela permet de gagner du temps. Plus besoin de lire les instructions. L'opérateur embrasse globalement l'objet du regard et détecte immédiatement les défauts. C'est un peu le jeu des 7 erreurs", explique Eric Payan, coordinateur du projet 4.0 sur le site de Vénissieux.

Pour valider – ou non - le résultat, l'opérateur n'a plus qu'à utiliser le touchpad, intégré à la branche de ses lunettes, ou esquisser un mouvement de tête. Un capteur de mouvement se charge alors d'identifier la réponse. Quelle qu'elle soit, les données sont ensuite enregistrées, stockées et analysées. A Vénissieux, trois paires de lunettes ont été introduites sur une des lignes de fabrication, ainsi que deux tablettes qui permettent de suivre les résultats. "La solution a permis de réduire de 80% le temps consacré au contrôle et d'optimiser la traçabilité", selon Eric Payan.

 

Elles vissent intelligemment

Les visseuses autonomes WI-FI NEXO de Bosch Rexroth offrent, quant à elles, une précision accrue grâce à des capteurs et écrans qui permettent la visualisation des résultats de vissage. Connecté au wifi, ce tournevis intelligent paramétré permet d'effectuer le nombre de tours exact et d'exercer la juste force pour visser correctement. Concrètement, au cours de chaque étape de vissage, le contrôleur intégré à l'outil surveille la qualité de serrage et transmet les résultats en temps réel aux infrastructures réseaux via un point d'accès wifi. Ceux-ci sont alors directement observables sur l'écran embarqué sur la visseuse. En cas de réseau indisponible, les résultats sont stockés dans la mémoire tampon de l'outil. Un QR code intégré permet également de géolocaliser la machine et l'on peut remonter l'historique des opérations enregistrées afin de connaître le jour, l'heure et l'opérateur en charge, en cas de problème. Enfin, le logiciel étant intégré à l'électronique, il s'utilise quel que soit le système d'exploitation du terminal utilisé. 

L'outil a été conçu pour un fonctionnement sans maintenance jusqu'à 500 000 cycles à pleine capacité. Il peut effectuer jusqu'à 255 programmes de vissages différents. Son autonomie dépendra de la cadence imposée : trois jours en moyenne chez Airbus, contre une seulement dans le secteur automobile.

 

Le cobot APAS, un nouvel assistant pour l'opérateur

Cet assistant de production, certifié pour les opérations collaboratives, est doté d'une enveloppe bourrée d'une centaine de capteurs de proximité. Ceux-ci permettent de détecter les gestes des opérateurs qui travaillent à ses côtés et d'éviter les risques de collision. Que ces derniers s'approchent d'un peu trop près et le robot stoppe aussitôt net. Sa pince, équipée de capteurs d'effort permet également d'éviter qu'il ne blesse l'opérateur ou n'abîme une pièce qu'il aurait serrée trop fort. Trois caméras lui permettent d'analyser son environnement et de le doter d'une vision 3D. Enfin, sur roulettes et programmable, il offre une plus grande flexibilité qu'un robot traditionnel.

Faits pour travailler avec l'homme, les cobots permettent une meilleure ergonomie et des gains de productivité en déchargeant l'opérateur de travaux lourds et répétitifs qui peuvent occasionner des troubles musculo-squelettiques et le fatiguer mentalement. Depuis un an, un tel specimen œuvre sur l'une des lignes d'assemblage du site de Mondeville. Il y positionne des pièces sur les petits moteurs à destination du poste suivant, réduisant le temps de cycle de 20%.

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