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LES 3 BOTTES SECRÈTES DE MAZAK

Mirel Scherer

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Innovation permanente, intégration tous azimuts et personnel extrêmement bien formé font la force du constructeur japonais. Plongée dans les secrets de fabrication d'un des leaders mondiaux de la machine-outil.

Installées dans la région de Nagoya, l'un des principaux poumons industriels du Japon, les quatre usines de Mazak ont toujours une longueur d'avance dans le domaine de la production flexible.

Fabriquer plus, plus vite et moins cher

Le numéro 1 mondial de la machine-outil par enlèvement de copeaux ne cesse d'imaginer de nouveaux systèmes de fabrication. En suivant à la lettre l'un des principes de base de Teruyuki Yamazaki, le président du conseil de surveillance de l'entreprise : « Il faut innover en permanence car l'avance technologique ne résiste, dans le domaine de la machine-outil, que cinq à dix ans. »

Retenant la leçon du patriarche, Mazak investit, année après année, une part significative de son bénéfice dans l'innovation produits mais également dans une organisation plus efficace de la production et dans la formation de son personnel. Cette invitation à innover sans cesse est reçue cinq sur cinq par les 400 ingénieurs de son bureau d'études. Fabriquer plus, en moins de temps, tout en réduisant les coûts, est l'équation à laquelle ils sont confrontés. Et cela ne date pas d'hier. Mazak a inventé et mis en oeuvre, dès 1981, le premier atelier flexible dans son usine d'Oguchi. Vingt-huit ans plus tard, le concept continue à faire ses preuves. Mais il a été sérieusement revisité par le constructeur. Ce dernier, qui fabrique quelque 200 types de machines différents et réalise plus de 80 % de sa production à la carte, est confronté au même défi que ses clients. Face à des gammes de produits qui changent de plus en plus vite, il doit être capable de fabriquer à grande cadence des petites séries de pièces très différentes. « Nous devons maîtriser la fabrication de quelque 4 000 pièces actives », précise Yves Roche, le PDG de Mazak France.

Pour maintenir cette flexibilité extrême sans rogner sur la productivité, l'industriel fait d'abord confiance à des solutions maison. Dans toutes les usines du constructeur japonais, ce sont des machines Mazak qui fabrique des machines Mazak. A cet égard, ses ingénieurs ont conçu deux types de cellule flexible. L'une est destinée à l'usinage des grandes pièces, comme les bâtis pour les centres d'usinage et de tournage ; l'autre, à la fabrication des composants de taille plus petite. Ces deux solutions flexibles concentrent d'ailleurs toutes les dernières innovations en matière de fabrication. La première, utilisée à l'usine de Minokamo 1, est organisée selon une configuration originale. L'installation regroupe une douzaine de machines à cinq axes Variaxis desservies par une grande plate-forme qui avance sur des rails dans le couloir central. La plate-forme effectue un véritable ballet mécanique, en assurant une liaison continue entre les machines et les deux stations de chargement/déchargement. Dès qu'elle s'arrête devant une machine, une table mobile glisse et assure le chargement des pièces à usiner ou le déchargement des pièces finies. Ce système fonctionne avec une vingtaine de personnes seulement, là où auparavant il en fallait plus d'une centaine. « Nous avons presque doublé la productivité ici », se satisfait Takashi Yamazaki, le directeur général ventes et marketing de Mazak.

Usiner la pièce de A à Z en un seul serrage

La seconde configuration de cellule flexible se concentre sur le traitement de petits lots de pièces différentes. Baptisées e-bot 720, ces installations robotisées et palettisées peuvent travailler jusqu'à sept cent vingt heures par mois (30 journées de travail de vingt-quatre heures !) avec très peu de surveillance. Mises en place aussi bien à Minokamo que sur le site de Seiko Mazak, elles utilisent les mêmes ingrédients : des machines qui peuvent usiner la pièce de A à Z en un seul serrage, des robots pour la manipuler et assurer des opérations de finition, et des systèmes de vision pour l'identifier. Pour compléter le dispositif, des machines à cinq axes ou des équipements multifonctions sont couplés à des robots Fanuc Robotics qui chargent ou déchargent les pièces. A cela s'ajoutent des systèmes de vision en 2D et en 3D qui assurent la reconnaissance de la pièce. Les robots présentent les pièces aux systèmes de vision qui identifient le brut d'usinage et communiquent les informations à la commande numérique de la machine.

Ces installations sont flexibles à souhait car certaines configurations peuvent fabriquer jusqu'à 300 pièces différentes. Voire beaucoup plus. Dans l'usine de Seiko Mazak, qui aligne cinq systèmes flexibles de ce type, une de ces cellules, dotée de deux machines Variaxis 630 avec 24 palettes, fabrique 900 types de pièces différentes pour un total de 3 000 pièces par mois. Le tout en ne mobilisant que trois personnes en deux équipes pour piloter l'installation.

Cette souplesse extrême serait impossible sans une politique d'intégration poussée. De la vis à billes aux broches, en passant par le traitement thermique (une unité qui dispose également d'un système flexible innovant), tout est fait maison chez Mazak. Quelque mille broches, composant critique s'il en est un dans la construction et l'utilisation d'une machine-outil, sont réalisées chaque mois dans l'usine ultramoderne de Minokamo 2. Quant aux vis à billes, elles sont fabriquées en 328 types différents (avec un total de 2 000 par mois) dans l'usine de Minokamo 1. « L'intégration permet de réduire les prix grâce à des économies d'échelle, de compresser les stocks et de contrôler au mieux les délais », explique Takashi Yamazaki. C'est aussi une condition sine qua non pour respecter les délais d'assemblage de machines, assurés en flux tiré dans les quatre usines du constructeur. Chaque commande étant réalisée par un petit nombre d'ouvriers spécialisés sur une aire dédiée. Avec, souvent, les clients qui viennent s'assurer du bon avancement des travaux au pied de leur machine en cours de montage.

L'intégration apporte, par ailleurs, un service sans prix à l'utilisateur : ce dernier a toujours à sa disposition une solution de secours, en particulier dans le cas des broches. La "maison" Mazak répond 24 heures sur 24 aux demandes des utilisateurs et s'engage à fournir une pièce de rechange en moins de vingt-quatre heures. L'intégration permet aussi d'éviter les pénuries de composants sur le marché. Elle assure, enfin, la maîtrise complète du processus d'innovation technologique.

Une école de formation d'utilité publique

Autre point fort de Mazak : la formation du personnel. Des centaines d'heures d'enseignement sont dispensées chaque mois dans des locaux dédiés à la prise en main de nouveaux processus ou à l'apprentissage de la maîtrise des équipements innovants. La Multitasking Academy (l'école pour la formation aux machines multifonctions) a été déclarée d'utilité publique, car elle forme aussi bien les ouvriers maison que ceux des entreprises de la région. Les apprentis sont, par ailleurs, formés sur le terrain, au sein de certains ateliers, par des maîtres qui prodiguent leurs conseils alors que les machines tournent à pleine cadence.

Cette formation de pointe est une source d'économies substantielles. Sûr de la discipline de ses opérateurs, Mazak n'est pas obligé de "sur-sécuriser" ses installations comme c'est le cas en Europe. Les techniciens peuvent ainsi pénétrer, en cas de besoin, au milieu d'une cellule flexible en franchissant un simple portique sans que cela provoque des accidents. Les chiffres sont d'ailleurs sans appel. Un grand panneau annonce à l'entrée du hall d'assemblage de l'usine de Minokamo 2 que le site n'a pas connu d'accident depuis trois ans. Deux millions d'heures de fonctionnement sans arrêt, qui dit mieux ?

L'ENTREPRISEMAZAK

- Création : 1919 - Nombre d'employés (2008) : 6 700 (dont 50 % au Japon) - Chiffre d'affaires (2008) : 2,6 milliards de dollars - Quatre usines au Japon et quatre à l'étranger : États-Unis, Royaume-Uni, Singapour, Chine - 29 centres technologiques dans le monde

1. UNE INTÉGRATION POUSSÉE

De la fabrication de vis à billes à celle de broches (1 000 unités par mois), en passant par le traitement thermique, Mazak fait tout « maison ». Il contrôle ainsi les coûts et les délais avec, à la clé, des économies d'échelle et une réactivité à toute épreuve. Et maîtrise parfaitement son innovation technologique.

2. UN PERSONNEL AGUERRI

La formation du personnel est permanente. Elle est assurée à l'intérieur même des ateliers par des maîtres. Le savoir-faire de chacun est visible grâce à des écussons de couleur différente. La discipline du personnel permet de se dispenser d'aménagements de sécurité très coûteux, indispensables en Europe. Et les résultats sont remarquables : trois ans sans aucun accident donnant lieu à un arrêt de travail dans l'usine de Minokamo 2.

3. DES LIGNES ULTRAFLEXIBLES

La solution mise en place dans les usines de Minokamo et de Seiko Mazak combine des machines polyvalentes, des robots et des systèmes de vision. Résultat : fabrication par petits lots de pièces différentes, programmation du système en temps réel (sur des écrans LCD) et possibilité de fabriquer sans surveillance pendant 720 heures par mois constituent le standard du système de production.

UN COLLECTIONNEUR DE MACHINES-OUTILS

Mazak ne regarde pas que vers l'avenir. La famille Yamazaki a réuni, au fil des ans, une très belle collection de machines-outils. Elle sera exposée cette année dans un bâtiment en cours de construction à proximité de l'usine Minokamo 2 et regroupera l'ensemble de ces équipements.

Les visiteurs pourront admirer, par exemple, dans le Machine-Tool Science Museum, une machine en bois dont les mouvements sont assurés par des ficelles, l'un des premiers tours construits par la maison (photo ci-dessus), ainsi que des équipements d'autres constructeurs qui ont marqué la technologie d'usinage...

UNE USINE À 16 MÈTRES SOUS TERRE

Les terrains sont hors de prix au Japon ? Qu'à cela ne tienne, Tsunehiko Yamazaki, le vice-président de Mazak, décide en février 2007 d'enterrer complètement sa nouvelle usine. Destinée à la fabrication des machines laser et des lignes flexibles pour le travail de la tôle, l'usine Phoenix (située à Oguchi, dans la préfecture d'Aichi) s'étend à 16 mètres sous terre sur 10 100 mètres carrés. C'est un véritable laboratoire. Féru d'innovation, Tsunehiko Yamazaki l'utilise pour développer toutes ses idées.

La conception, par exemple, d'un moteur linéaire ultrarapide pour les axes de machines ou le développement d'une source à diodes d'une puissance de 6 kW destinée au traitement thermique des pièces sur les machines multifonctions de la maison. Très écologique, la climatisation de cette usine est réalisée grâce au courant d'air non réfrigéré qui passe dans les doubles parois du bâtiment. « Nous réalisons ainsi de sensibles économies. Ce qui contribue à atteindre notre objectif d'un retour sur investissement en trois ans et demi », explique Tsunehiko Yamazaki. Soit 25 millions de dollars à récupérer...

LES HUIT COMMANDEMENTS DE TERUYUKI YAMAZAKI

PRÉSIDENT DU CONSEIL DE SURVEILLANCE DE MAZAK

1. Innover en permanence 2. Rendre autonomes les machines pour limiter la surveillance 3. Fabriquer à la carte 4. Intégrer les nouvelles technologies d'information 5. Être capable de répondre à tous les besoins d'usinage grâce à une large gamme de machines 6. Assurer un service sans relâche 7. Fournir aux clients une solution globale 8. Réduire le coût de possession et d'utilisation de la machine

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