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L'intégration s'étend tous azimuts

De nos envoyés spéciaux, Mirel Scherer et François-Xavier Lenoir
L'intégration s'étend tous azimuts

Le système d'identification automatique ProteXXion est un outil efficace pour détecter les contrefaçons de produits.

© D.R.

- Hanovre (Allemagne), 16 - 20 avril 2007. Le mariage des équipements de production s'améliore grâce à des automatismes qui dialoguent mieux avec l'informatique via des moyens de communication standards et sécurisés.

Ouverture sous un soleil d'été pour la Foire de Hanovre, soleil qui brillait aussi pour les industriels allemands. Un état d'esprit illustré par le moral, au beau fixe, des patrons d'outre-Rhin et par le nombre d'innovations présentées à ce salon emblématique qui fêtait sa soixantième année d'existence. Pour faciliter la tâche des visiteurs partis à la recherche d'une chaussure à leur pied dans ce marché colossal, les organisateurs ont multiplié les aires dédiées à un thème.

1. Communication à tous les étages

L'automatisation a tenu, comme d'habitude, le haut de l'affiche avec une tendance très forte à l'intégration de différentes composantes. Les visiteurs pouvaient ainsi constater sur une installation grandeur nature, dans l'aire baptisée Application Park, les bénéfices d'un système de production automatisé et intégré. Animateurs de cette démonstration, les spécialistes de Phoenix Contact et ses douze partenaires démontraient qu'il est possible d'assurer le dialogue vertical et horizontal entre les différents éléments et niveaux d'une entreprise sans aucun travail fastidieux d'interfaçage.

Les visiteurs pouvaient ainsi commander, à partir d'un PC, la fabrication d'une tasse de café marquée à leur nom. Tous les éléments du système communiquaient grâce aux différents réseaux mis en place via la solution AutomationWorx de Phoenix Contact. Les ingénieurs allemands ont montré comment les différents éléments communiquent via le réseau de terrain Interbus Safety qui dialogue avec Ethernet (Profinet de Siemens), mais aussi avec les réseaux sans fil Bluetooth et autres WLan.

Toutes les solutions innovantes du moment ont été utilisées pour cette démonstration. La machine d'injection plastique était pilotée par les systèmes de contrôle d'axes IAC-R et IAC-P de Bosch Rexroth, Digicolor assurait le séchage automatique du produit, Pepperl+ Fuchs réalisait l'identification de la tasse grâce à son système RFID Ident Control. Les stations de travail modulaires étaient fournies par Rittal, Sick sécurisait les aires de travail avec ses familles de scanners S300 et S3000, la station de contrôle automatique d'Axelius Automation mesurait la tasse sous toutes ses coutures.

Ce n'est pas fini. La manutention de la tasse était réalisée grâce à un système portique 3 axes mécatronique de Festo équipé de moteurs linéaires et de servomoteurs électriques, tandis que le marquage laser était assuré par l'installation de Trumpf. Enfin, l'installation de Brady effectuait l'étiquetage de la tasse et un robot Kuka, monté au centre de la cellule, assurait son transfert d'une station à une autre.

Côté gestion, le logiciel MES (Manufacturing Execution System) Hydra de MPDV faisait la liaison entre ces machines de production et le système central SAP.

Côté communication, le réseau Ethernet connaît un véritable plébiscite : de nombreuses innovations avaient comme objectif l'amélioration de ses performances avec, en point de mire, le gigabit par seconde. C'était le cas notamment avec le système de contrôle d'automatisme XFC (eXtreme fast control) de Beckhoff qui comporte un PC industriel, des entrées/sorties ultrarapides avec des performances temps réel, le réseau Ethernet haute vitesse EtherCAT et le logiciel TwinCAT. Une solution qui affiche des temps de réponse pour les entrées/sorties inférieures ou égales à 100 µs.

Champion de la technologie de connexion Ethernet, Harting était présent sur le stand collectif Automation IT avec un commutateur destiné au réseau Gigabit, l'Ethernet Switch 3100-AA. Il relie jusqu'à huit unités Ethernet rapides et des composants à 2 Gbit/s. Même type d'offre chez Hirschmann avec le Mach 1000 qui résiste à une plage de température située entre - 40 et + 85 °C. Le constructeur allemand propose, par ailleurs, un commutateur, le Mach 4000, prêt pour les 10 Gbit/s.

L'intégration est également le maître mot pour Rockwell Automation qui collabore avec Cisco pour assurer l'intégration des outils d'automatisme avec les systèmes d'information via le réseau Ethernet/IP. La société américaine, qui annonce plus d'une trentaine de fonctions nouvelles pour son logiciel de programmation d'automatismes RSLogix 5000, s'allie aussi avec Endress+Hauser, le spécialiste de l'instrumentation et des composants pour les industries de process. Objectif : fournir des solutions globales via des technologies de communication standards comme Hart, Fieldbus Foundation, ODVA, etc. Exemple pour Endress+Hauser : ses derniers-nés, les transmetteurs de pression iTemp TMT85 et TMT125 qui dialoguent via le Foundation Fieldbus.

Pas d'intégration des automatismes toutefois sans assurer la sécurité des hommes et des machines grâce à des systèmes innovants comme celui de Pilz qui contrôle avec des caméras un espace de travail (voir page 80). Ou dans le domaine de la communication sans fil, la solution Simatic Mobile Panel 277 Iwlan de Siemens qui dispose de fonctions de sécurité et était dévoilée au salon de Hanovre.

Présent sur un stand trois fois plus grand que celui de l'édition précédente, B&R proposait une solution Ethernet sécurisée, Powerlink, avec la technologie EPLSafety indépendante du protocole de transport de données. Tout câblage spécifique est ainsi éliminé ce qui réduit sensiblement les coûts. Et l'utilisateur peut passer sans peine de l'Ethernet rapide à Ethernet Gigabit, dix fois plus rapide.

2. Les premiers pas des micro-usines

L'intégration se retrouve également côté microfabrication avec la présentation de plusieurs solutions d'usines miniatures. Inventeur du Pocket Delta, le plus petit robot Delta au monde, le Centre suisse d'électronique et de microtechnique (CSEM) dévoilait son système de microproduction, MicroFactory (micro-usine). « La production de microsystèmes exige de nouvelles solutions d'assemblage miniaturisées », justifie Philipp Glocker, responsable du département microassemblage et robotique du CSEM. Et d'ajouter : « Aujourd'hui encore, bon nombre de tâches complexes sont effectuées manuellement, raison pour laquelle ce type d'activité est délocalisé à l'étranger. »

La MicroFactory est composée de plusieurs systèmes Pocket Delta qui manipulent des microcomposants à une vitesse atteignant les trois cycles par seconde avec une précision de 5 µm. Les modules, d'un volume approximatif de 10 x 10 x 10 cm chacun, sont composés d'un microrobot Delta, d'un système de transfert des composants, d'un système d'alimentation et d'autres dispositifs selon les opérations à effectuer (un système de distribution de colle par exemple).

L'industrie horlogère représente probablement le plus fort potentiel d'application pour la MicroFactory. « À l'avenir, une chaîne de production constituée de plusieurs microrobots pourrait se charger d'assembler une montre de A à Z », imagine le spécialiste suisse. Parmi les autres champs d'applications figurent l'industrie médicale ou l'industrie pharmaceutique.

Les chercheurs finnois de l'Université de technologie de Tampere sont venus, eux aussi, avec une micro-usine. Elle met en oeuvre des opérations d'assemblage, de traitement laser, de contrôle de la qualité... « Dotée de modules de 300 x 200 x 220 mm, la solution que nous proposons est destinée à la fabrication des implants médicaux biodégradables ou des microcomposants mécatroniques », souligne Asser Vuola, chercheur à l'université de Tampere. Un développement à suivre...

3. Des pannes mieux anticipées

Partie essentielle des automatismes, moteurs et autres actionneurs, le "condition monitoring" ou surveillance d'état de machines, était mis en avant sous la forme d'un forum réunissant une quarantaine d'exemples sur 1 000 m2. Les solutions CMS (Condition Monitoring Systems) surveillent les machines et les équipements pour identifier suffisamment tôt les sources de pannes et donc prévenir les baisses de production. « Ces systèmes présentent un potentiel important de réduction des coûts. Le temps d'utilisation des composants de machines est ainsi susceptible d'être amélioré et la maintenance préventive peut être intégrée dans le planning de production », note Peter-Michael Synek, responsable du forum au VDMA (fédération allemande de la technologie).

La maintenance des installations complexes, plus ou moins isolées, fonctionnant de façon intensive comme les stations de pompage, les éoliennes, les escalators... coûte très cher. En outre, beaucoup d'installations en papeterie, métallurgie, imprimerie, production automobile... exigent un fonctionnement sans panne. Pour y parvenir, il faut trouver des solutions inventives et faire remonter les bonnes informations par les bons moyens de détection et de traitement de façon à intervenir avant que l'incident ne se produise. « Le condition monitoring doit, soit détecter un problème, soit fournir un diagnostic rapide lorsqu'il y en a un à résoudre », note Hrvoje Vuksanovic, spécialiste chez Festo.

Il est souvent utile d'instrumenter les installations là où se trouvent des pièces d'usure susceptibles d'être défaillantes, là où l'absence d'un lubrifiant risquerait d'être dramatique ou encore là où un changement de régime dans le fonctionnement pourrait dégénérer. « Nos joints instrumentés sont très intéressants pour contrôler la présence des lubrifiants dans les escalators d'aéroports », estime Michael Littig, directeur marketing Europe de Simrit.

4. La mécatronique s'éclate

Chez Bosch Rexroth, Siemens, SEW ou Lenze, l'usine automatisée (ou intelligente) fait appel à une mécatronique qui s'applique principalement aux équipements de production sans qu'il y ait a priori de souci d'optimisation, de nécessité d'asservissement, encore moins de volonté de modifier un comportement dynamique (comme des vibrations, des résonances, des phénomènes transitoires, des situations instables). Il s'agit là d'une définition à l'allemande qui vise des marchés concrets et un retour sur investissement très rapide. « Avec la mécatronique, nous voulons mieux réussir les mariages, rendre les développements et les lancements plus courts et, en matière d'optimisation, devenir plus flexible et plus productif », précise Klaus Wucherer de Siemens.

À la Foire de Hanovre, la mécatronique était présente mais très éclatée. On en trouvait dans le cadre des activités de transmission de puissance, dans le condition monitoring ou dans les sections "la mécatronique et l'homme". Même dans le mariage mécatronique et matériaux que les Allemands appellent "adaptronique" parce qu'il utilise des matériaux réactifs et des capteurs intelligents.

Quelques entreprises allemandes commencent à s'intéresser à l'acception de la mécatronique plus proche de la définition française. Bernd Schunk de Bosch Rexroth, qui pilote l'assemblage et les modules linéaires, avoue ainsi suivre quelques pistes "à la française". Une société telle que Hänchen, qui a réalisé des systèmes électrohydrauliques pour des aciéries, penche dans le même sens. Il est probable que Festo, qui joue sur toute la palette des technologies, se trouve aussi dans cet état d'esprit. De même pour Simrit qui met de la mécatronique dans l'étanchéité. Les problèmes de ce type posés par une éolienne quand il y a peu de vent ou au contraire de la tempête, par un frein qui coince, par une voiture qui patine, sont autant de casse-tête mécatroniques qui peuvent se transformer en des marchés rentables.

Une autre évolution notable est l'arrivée de solutions personnalisées et d'équipements flexibles. Citons comme exemple le robot électrique multiaxe rapide et économique de Festo. Tous les composants sont standards, seule l'application est sur mesure. « On peut ajouter une pince, une rotation ou autre chose. On peut faire petit, on peut faire grand », explique Christopher Haug, responsable de la communication de Festo.

LE VÉRIN SANS TIGE SE MOQUE DE L'ENVIRONNEMENT

> Grâce à deux lèvres sur le joint plat, à une étanchéité sous le chariot et à sa facilité de démontage, le vérin pneumatique Lintra Plus de Norgren est autonettoyant, facile à entretenir et, le cas échéant, réparable rapidement sans outils spéciaux. Il convient aussi bien à l'industrie du bois qu'à l'agroalimentaire.

L'AVÈNEMENT DE LA FABRICATION INTÉGRÉE ET COMMUNICANTE

> Phoenix Contact et ses douze partenaires ont créé de toutes pièces une usine de fabrication de tasses de café automatisée et intégrée.

LES MICRO-USINES ASSEMBLENT MOINS CHER

Destinés à l'assemblage de microcomposants dans l'industrie horlogère, médicale ou électronique, les systèmes modulaires de CSEM remplacent avantageusement les opérations manuelles.

UN ACTIONNEUR DE SÉCURITÉ POUR LES TURBINES À GAZ

> L'actionneur électromécanique de Moog répond aux exigences de sécurité et de performance demandées pour les vannes de turbines à gaz en matière de sûreté intrinsèque. Il associe un frein actionné par un ressort sous tension à la commande de la turbine axiale.

L'IRRÉSISTIBLE AVANCÉE DE L'USINE NUMÉRIQUE

> Dévoilées au salon de Hanovre, les nouvelles solutions d'UGS (NX 5 pour la CFAO/IAO et Tecnomatix 8 pour la simulation des installations de fabrication) dopent la productivité des entreprises.

MEILLEUR ROULAGE AVEC DES BILLES TRONQUÉES

> Partant de billes auxquelles il manque deux calottes opposées, Schaeffler Ina-FAG arrive à en mettre davantage dans un roulement, ce qui améliore sensiblement la qualité de roulage. Miracle de la physique, elles se mettent d'elles-mêmes en bonne position. Le savoir-faire est surtout dans la fabrication.

ENTENDU AU SALON

L'imbrication de mondes virtuels et réels basée sur le modèle numérique facilitera la validation complète de l'environnement de production.» Éric Gautier, directeur marketing d'UGS

PRIMÉ AU SALON UN SYSTÈME D'IDENTIFICATION ORIGINAL

- Cinq produits avaient été retenus par le jury du concours d'innovation de la Foire. Un seul a gagné : le système d'identification automatique ProteXXion inventé par l'anglais Ingenia Technology et industrialisé par Bayer Technology. Il a remporté les 100 000 euros mis en jeu. Son exploit : il reconnaît les objets, sans avoir besoin d'aucun marquage ou d'un autre signe d'identification. Le système constitue ainsi une arme efficace pour annihiler les contrefaçons de produits. Baptisé "Authentification laser de la surface" ou LSA selon l'acronyme anglais, le procédé met en oeuvre un processus de scannerisation basé sur la mesure de la diffusion de la lumière sur la surface du produit. Les caractéristiques du processus enregistrées par le scanner sont uniques, comme celles d'une séquence ADN. « La probabilité pour que deux produits aient la même "empreinte" varie entre 1 pour 1 000 à 1 pour 10 000 », affirme Martin Friedrich, de Bayer Technology Services. Le système, qui selon le responsable allemand est rapidement rentabilisé grâce à la suppression du marquage, s'installe sur les lignes de production et peut fonctionner sur des matériaux non-réfléchissants comme le papier, le plastique, le métal, etc.

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