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La boîte à outils de la personnalisation

CHARLES FOUCAULT ET JEAN-FRANÇOIS PREVERAUD redaction@industrie-technologies.com

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Le sur-mesure a le vent en poupe. Des bouteilles aux vérins, des voitures aux avions, l'argument de la personnalisation séduit. Que le motif soit marketing ou qu'il s'agisse de la réponse à un réel besoin technique, la tendance est là. Elle représente un défi pour les usines, habituées à fabriquer massivement des produits standard. Entre la production à la chaîne et le travail à façon de l'artisan local, un compromis s'établit. Des outils autorisent désormais les lignes de fabrication à accéder aux désirs les plus fous des clients.

Un costume, taillé sur mesure, tombe parfaitement. La coupe, le tissu, les poches, les boutons... tout a été fait selon la volonté de celui qui le porte. La classe. Pourquoi n'en serait-il pas de même pour tous les produits ? Déjà, Citroën propose à l'acheteur de la DS 3 de personnaliser sa voiture, comme le faisaient déjà - après les marques de prestige sur des modèles haut de gamme - BMW sur la Mini, Alfa Romeo sur la Mito et Fiat sur la 500. Avec MyEvian, il est possible d'inscrire, via un site Web, un message personnel sur des bouteilles d'eau. Du sur-mesure qui intervient dans les deux cas en toute fin de production, à partir d'ajouts d'éléments standard ou d'étapes de finition, peu ou pas automatisées. Le prix s'en ressent : la bouteille de 75 centilitres d'Evian sérigraphiée coûte 4,5 euros. « Nous sommes en cours de réflexion pour automatiser ce process, indique Jérôme Blain, responsable de MyEvian. Les briques technologiques existent mais les assembler dans une machine reste un défi. » Le sur-mesure serait-il compatible avec la production à la chaîne ? Les industriels se penchent avec intérêt sur le sujet, et pas seulement pour la fabrication de produits grand public mais aussi pour le BtoB. Les outils sont là, des configurateurs en ligne générant les fichiers CAO jusqu'aux systèmes polyvalents de contrôle de la qualité.

Configurateur souple

L'ordinateur du bureau d'études est le lieu de la genèse de tout produit sur mesure, grâce aux capacités paramétriques des outils de CAO. Les cotes deviennent des variables modifiables à souhait, qui pilotent la mise à jour du modèle 3 D d'une pièce ou d'un assemblage. La liaison d'un tel logiciel paramétrique avec un simple tableur Excel facilite la création des familles de pièces. La conception peut également passer par un configurateur technique qui, régi par un ensemble de règles, dirige l'élaboration des pièces au cas par cas, en jouant sur les valeurs des différents paramètres. « On intègre ainsi du savoir-faire de l'entreprise dans le logiciel, mais l'important est de fixer les limites des variations autorisées pour garder une conception cohérente », explique Jean-Yves Ferré, responsable technique de SolidWorks.

Le configurateur accélère l'automatisation des tâches répétitives, tout en évitant les erreurs et en réduisant les coûts. Mais la définition des produits à la demande impose une gestion rigoureuse : la création d'une pièce doit générer une nouvelle référence, en respect des règles d'indexation de l'entreprise ; sa modification doit entraîner une évolution d'indice. « Des conditions sine qua non à un bon dialogue avec les outils de FAO, de GPAO et d'ERP de l'entreprise », souligne Mirko Baecker, directeur marketing digital manufacturing de Siemens PLM Software.

Car, après conception, encore faut-il être capable de fabriquer sur mesure. C'est là qu'interviennent les outils d'usinage numérique. « À partir des modèles 3 D, on génère les gammes d'usinage et d'assemblage. Le code qui pilotera les outils de production est créé, optimisé, puis validé dans le contexte de l'usine », poursuit Mirko Baecker. Des opérations qui présentent leur lot de difficultés d'après Christian Arber, PDG de Missler Software : « Il faut gérer beaucoup de détails, l'imbrication des pièces, l'optimisation de la matière, etc. Nous y travaillons avec des clients, mais quelques années de travail sont encore nécessaires ».

L'expert humain reste pour le moment incontournable dans ce type de fabrication. Une réalité que confirme Catherine Marko, PDG de Sescoi France, dont la solution logicielle WorkNC Dental assure l'usinage automatique des prothèses dentaires sur mesure, à partir de la numérisation de la « mise en bouche » faite par le prothésiste : « Tout peut se faire automatiquement : fignoler le modèle, allouer la matière (nature et forme), imbriquer les pièces et créer les parcours d'outils. Mais l'expérience montre que le prothésiste veut pouvoir intervenir à chacune de ces étapes, pour obtenir une qualité parfaite. Le sur-mesure induit toujours une notion d'artisanat ! »

ERP conciliant

Une fois passé à la moulinette de la CFAO, le produit spécifique doit trouver sa place dans les processus de l'entreprise au travers des outils d'ERP. À partir de la nomenclature de configuration du produit, les progiciels de gestion intégrée sont capables de trier ce qui est standard et ce qui est spécifique. Le standard sera traité dans le flot habituel, tandis que le spécifique sera traité « à l'affaire ». « Au niveau de l'ERP, tout l'art du sur-mesure réside dans la capacité à conjuguer harmonieusement ces deux types de traitement pour garder une vision globale, à la fois technique, commerciale et financière », explique Florence Piton, directrice marketing de Sylob. Une gestion financière qui concerne même les tâches de conception. « C'est indispensable pour certains acteurs, comme les fabricants de machines spéciales qui travaillent essentiellement sur mesure. Il faut aussi pouvoir intégrer en mode collaboratif tous les fournisseurs qui vont intervenir sur le projet », complète Jean Perguet, responsable du marché industries discrètes de SAP.

Certains éditeurs préfèrent proposer une solution globale d'ERP qui répond à la majorité des besoins, avec des possibilités d'extension par des modules provenant de développeurs spécialisés. « On ne sera jamais expert de tous les problèmes industriels, c'est pourquoi nous préférons faire appel à des spécialistes, comme Techform pour le configurateur commercial », concède Franck Chekki, directeur de la division industrie manufacturière de Cegid. « Notre solution ainsi complétée autorise par exemple Poncin Yachts à configurer avec ses clients les bateaux qu'il propose, en liaison avec le logiciel Catia pour la partie étude », ajoute Gaëlle Garcin, la directrice marketing.

Automates modulaires

Interfaces entre le système d'information de l'entreprise et ses machines, les automates programmables doivent transmettre des ordres en perpétuel changement dès qu'il s'agit de production sur mesure. « La volatilité des demandes clients aujourd'hui implique des architectures modulaires qui offrent la possibilité d'ajouter des variateurs, des périphériques d'entrées/sorties déportés, etc. », constate Jérôme Poncharal, responsable du marketing architecture intégrée pour Rockwell Automation. Si le matériel est plus flexible, la programmation doit l'être aussi. Une avancée qui passe paradoxalement par la standardisation. Il ne s'agit plus de coder chaque opération sur de multiples boîtiers. L'automate, désormais multitâche, propose une bibliothèque de fonctions élémentaires respectant des standards de programmation. Selon les processus à réaliser, ces fonctions sont appelées ou non, par le programme conçu par l'intégrateur. Paramétrables, les programmes peuvent gérer la fabrication de produits différents se succédant sur un même îlot de machines, en fonction des instructions venant de la supervision, voire directement de l'ERP. Le contrôleur commande, par exemple, le remplissage d'une cuve, sa chauffe et son mélange selon la nature du liquide entrant... à condition que la cuve l'autorise. « Si la mécanique est flexible, alors l'automate suivra », résume Jérôme Matzuzzi, directeur de Movitecnic, spécialiste de l'automatisation.

Actionneurs polyvalents

Qu'importe le flacon, pourvu qu'on ait l'ivresse. Voilà un adage passé de mode. Dans les supermarchés, un même produit n'a de cesse de changer d'aspect, pour les fêtes ou des opérations promotionnelles. La banalisation de la mécatronique et de la motorisation brushless a favorisé l'apparition de machines capables de s'accommoder de produits variant, notamment dans le conditionnement. Elles sont dotées d'axes de réglages qui modifient la distance entre les actionneurs en fonction, par exemple, de la taille du produit qui se présente. Les moules aussi gagnent en souplesse. Pour passer de la production d'un type de bouteilles à un autre en un clin d'oeil, Sidel a sorti en 2010 deux systèmes pour souffleuse : Modulomold n'en modifie que la partie centrale grâce à des inserts interchangeables, tandis que Bottle Switch permet de basculer d'un moule à un autre rapidement et sans outil. Les liens entre les machines participent aussi à la flexibilité globale. « Les différents appareils de notre usine sont connectés ensemble, explique Christophe Vasseneix, directeur industriel de LSDH, copacker pour les géants de la distribution. Nous sommes ainsi capables de fabriquer à la commande, sous réserve de la disponibilité des matières premières. » L'entreprise gère en permanence mille références et un taux de renouvellement annuel de 20 %. « Dans une cuve, nous changeons de produit une à trois fois par jour, après nettoyage automatique systématique », ajoute-t-il.

Là où le marketing impose le sur-mesure dans l'agroalimentaire, les besoins techniques dictent leurs lois dans la mécanique. Les usines Festo, en Allemagne, se sont organisées pour pouvoir répondre aux besoins spécifiques en vérins et distributeurs pneumatiques. Depuis le Web, le client peut paramétrer son actionneur à la longueur désirée ou construire son électrovanne. « Pour les vérins, les paramètres entrés sont transformés en ordre de coupe de tiges et de cylindres pour les centres de sciage. La tige est ensuite filetée ou taraudée selon les voeux du client avant de rejoindre le cylindre et les autres composants, standard, du vérin », détaille Delfim da Silva, responsable qualité de Festo France. Les électrovannes, elles, sont composées d'un assemblage d'éléments standard (1030 combinaisons possibles) convoyés automatiquement vers un opérateur. « Pour les demandes encore plus spécifiques, nous disposons d'un parc de machines dédiées. La discussion autour d'un cahier des charges devient alors incontournable », convient Frédéric Reichert, responsable de produits. Là, c'est le royaume des centres d'usinage cinq axes. Les commandes numériques qui les dirigent reçoivent directement les parcours outils depuis le logiciel de CFAO qui a servi à concevoir le produit.

Nous y voilà : 0 % standard, 100 % personnalisé. « L'usinage robotisé est également une des pistes menant au sur-mesure industriel », affirme Gérard Oury, responsable commercial du pôle procédés performants et innovants du Centre technique des industries mécaniques (Cetim).

Mais le paroxysme du sur-mesure sera vraisemblablement atteint avec l'explosion annoncée des technologies de fabrication additives, par frittage de poudres ou empilement de couches. Initialement utilisées par les bureaux d'études, ces technologies dites de prototypage rapide abordent désormais la fabrication de pièces fonctionnelles. Poly-Shape est une pionnière sur ce créneau. La société francilienne fabrique aussi bien des prothèses à partir de radios de patients que des pièces complexes, pour l'aéronautique et la F 1.

Capteurs malléables

C'est bien beau de ne pas sortir deux fois la même pièce d'une ligne de production, encore faut-il que le contrôle qualité suive. « Les systèmes de vision apportent la flexibilité nécessaire à une production sur mesure », affirme Olivier Ferraille responsable des ventes sur l'Europe du Sud de Cognex. Capables de lire le fichier CAO de l'objet qui passe sous leur lentille, ils décèlent les anomalies de dimensions ou d'aspect. Un codage vectoriel (l'image est définie par des lignes et non par des pixels) des fichiers CAO autorise un contrôle quels que soient le sens et l'ordre d'arrivée des produits. Une distance de lecture variable n'induit pas d'erreur non plus.

Toutefois, les palpeurs n'ont pas dit leur dernier mot. Plus adaptés que la vision dans les environnements difficiles des centres d'usinage, ils s'interfacent eux aussi avec les programmes de CAO. Renishaw annonce même un système de contrôle par contact passant d'une pièce à une autre en quelques secondes avec une précision de 0,1 micron. Basé sur une architecture parallèle, ce système de jaugeage ne prend pas la place de l'outil dans le centre d'usinage mais s'installe à côté de la ligne de production.

Les tags RFID sont aussi une solution pour éviter les erreurs dont peut être source toute tentative de personnalisation. Depuis début 2009, l'usine de boîtes de vitesses de ZF, à Sarrebruck, utilise cette technologie. Le lecteur RFID présent sur chaque poste de la ligne détecte unetransmission dès qu'elle arrive et donne les instructions ad hoc à l'opérateur. Plusieurs modèles peuvent ainsi être fabriqués sur une même ligne. S'il ne s'agit pas encore de sur-mesure à proprement dit, chaque tag est unique. La personnalisation va ainsi au-delà de l'usine puisqu'en cas de problème toutes les données relatives à la fabrication de la boîte de vitesses concernée restent consultables.

DEVIS

Des outils, comme Cetim TechniQuote, estiment le coût d'un produit sur mesure dès la phase de conception.

VOUS AVEZ DIT SUR-MESURE ?

FABRIQUÉ SUR MESURE. Une expression aguicheuse utilisée par les industriels pour appâter le client. Toutefois, rares sont les usines aussi malléables qu'un ébéniste ou un tailleur. Si certaines bouleversent réellement leur outil de production pour s'adapter aux demandes spécifiques, d'autres ne font qu'habiller leurs produits standard d'éléments qu'elles ont en stock.

Des miroirs à votre image

Pour la lecture des codes-barres dans les douchettes laser des caisses de supermarché ou pour la projection des systèmes de vision tête-haute, des micromiroirs guident les rayons lasers. Pour fabriquer sur mesure ces composants gravés comme des puces dans le silicium, l'institut de microsystèmes photoniques du Fraunhofer a développé une usine totalement automatisée. Elle est guidée par les choix (diamètre, degrés de liberté, fréquence et amplitude de l'oscillation, déformation dynamique) que le client entre sur une interface Web (www.micro-mirrors.com). Pour éviter de redéfinir à chaque fois la centaine d'étapes nécessaires à la fabrication de ces Mems, l'installation baptisée VarioS n'intègre les spécificités du client que dans le dernier tiers du process. Les démonstrateurs sont livrés au client neuf semaines après la commande, un temps négligeable par rapport aux mois que peut prendre traditionnellement un tel développement.

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