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Les promesses de la fabrication virtuelle

M. S.

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Les promesses de la fabrication virtuelle

Chez Mécanique Aéronautique Pyrénéenne (MAP), les opérations d'usinage ne s'arrêtent jamais par manque d'informations grâce à l'adoption du concept d'atelier numérique.

© D.R.

- La panoplie de moyens pour réaliser la fabrication numérique, du logiciel de MES à celui de simulation d'usinage, est très riche. Reste à la mettre en oeuvre. Globalement.

Le concept d'usine numérique a le vent en poupe. Pression sur les coûts et les délais oblige. Les outils de conception numériques, PLM et autres CAO, ont ainsi fait couler beaucoup d'encre. Paradoxalement, on omet souvent une facette toute aussi importante : la fabrication numérique. C'est l'objet de notre dossier. Il traitera aussi bien des moyens logiciels que matériels indispensables pour réussir le passage à l'ère numérique de l'atelier. Un chapitre spécial est consacré aux MES (Manufacturing execution system) ou système d'exécution de fabrication. Ces véritables plaques tournantes entre la gestion intégrée (les ERP) et l'atelier, méritent que l'on s'arrête un peu sur leurs atouts. D'autant que les éditeurs font des efforts considérables pour effacer la réputation de lourdeur de ces outils et leur ouvrir de nouveaux territoires.

Les progrès de la gestion d'atelier

Ces solutions communiquent évidemment avec les classiques de la gestion d'atelier que sont les logiciels de planification et d'ordonnancement. Eux aussi ont fortement progressé grâce à des éditeurs comme Dynasys, Infor, Lawson, Preactor ou encore Agile Manufacturing. Ce dernier propose le logiciel Ortems qui assure l'optimisation et la synchronisation dynamique des flux de production. Un modèle dynamique global doté de techniques de MRP (Manufacturing ressource planning) synchronisé permet aux utilisateurs de ce puissant outil d'ordonnancement d'améliorer le service client. Comment ? Tout simplement en produisant en flux tiré par la demande. Cet outil est utilisé par de nombreux ateliers et usines, comme Arcelor-Mittal, Alstom, Areva, Michelin, Nestlé, Nexans, Novartis, PSA, Seb, Snecma, Valeo...

Les logiciels de planification et d'ordonnancement apportent par ailleurs aux responsables de fabrication un élément essentiel : l'aide à la décision. C'est le cas d'Azap. Son outil d'aide à la décision permet aux entreprises d'améliorer la planification de leur production, de leurs approvisionnements, de leurs stocks et de leurs transferts intersites.

Les gains attendus des moteurs d'optimisation

Éditeur de solutions de supply chain planning, Dynasys va plus loin. La société collabore depuis dix ans avec Ilog, le spécialiste des technologies d'optimisation repris récemment par IBM. Dynasys a ainsi bâti un véritable savoir-faire sur les moteurs d'optimisation de ce dernier. Au menu, la modélisation des contraintes industrielles, celle des objectifs d'optimisation ou encore le paramétrage et le pilotage du logiciel Ilog CPlex. Les deux partenaires renouvellent leur accord ce qui permet à Dynasys de généraliser l'utilisation de cet outil dans son logiciel n.Skep, d'en simplifier la distribution et de tester les nouvelles versions et options de CPlex plus facilement. Les gains peuvent s'avérer très importants comme le démontre Red Electrica de España (REE). La régie est chargée de gérer le réseau d'alimentation électrique des îles Canaries, des îles Baléares et des villes de Ceuta et Melilla. Elle utilise plusieurs outils d'Ilog, CPlex associé à Optimization Decision Manager et à OPL Development Studio. Grâce à ces technologies d'optimisation, REE a réduit ses coûts de production de 1 à 2 %, soit des économies comprises entre 50 000 et 100 000 euros par jour.

Dans les ateliers de mécanique, la machine-outil constitue un maillon essentiel de la chaîne numérique de fabrication. Elle est en pleine mutation. « On ne la considère plus désormais comme un équipement, mais comme une solution qui doit être capable de fabriquer la bonne pièce du premier coup », indique Éric Teisseire, le directeur général d'AgieCharmilles France. La simulation des usinages est donc plus que jamais à l'ordre du jour. Amada fournit ainsi des solutions testées virtuellement en amont grâce aux outils de simulation et de modélisation 3D. « Nous ne livrons plus une machine ; nous nous engageons sur des délais de fabrication et sur un niveau de profitabilité », confirme Gilles Bajolet, le PDG d'Amada Europe.

Une méthode globale d'usinage

En fait, aucun élément dans la chaîne numérique de fabrication ne doit être négligé. Pour François Bagur, le directeur du cabinet de consulting éponyme, l'usinage n'est qu'un des maillons de cette chaîne. « Pour pouvoir calculer des conditions de coupe fiables, il faut qualifier aussi bien les outils que les matières usinées, le parc machine, etc. », conseille l'expert. Le cabinet propose une méthode pour maîtriser l'approche globale en usinage utilisée par des sociétés comme Airbus ou la Snecma ou des grands groupes horlogers suisses. Même des entreprises comme Figeac Aéro, Armor Meca, Armoa, ainsi qu'une vingtaine de décolleteurs, s'y adonnent. « Il faut passer au crible la broche, les attachements, le fluide de coupe, la matière, la fixation de la pièce à usiner, la qualité, la rugosité demandée, etc. », précise François Bagur.

Baptisée Coumat, la méthode du cabinet est basée sur le couple outil-matière. Elle exprime les limites du fonctionnement d'un outil dans une matière et pour un type de fluide de coupe donnée. Ce couple doit respecter certains paramètres, fixés grâce à des essais d'usinage et en effectuant des mesures de puissance et d'efforts. Selon François Bagur, une telle approche réduit de 10 à 30 % le temps d'usinage et de 10 à 15 % le coût des outils coupants. Ce n'est pas tout : le nombre d'opérations d'ajustage est moindre et l'investissement dans les nouvelles machines est mieux dimensionné. « Les coûts de mise en oeuvre de cette méthode, qui sera bientôt accessible aux sous-traitants de deuxième rang, sont différents d'un cas à l'autre », conclut François Bagur.

SOMMAIRE

1. Contrôle temps réel Les nouvelles voies de la fabrication numérique page 482. Gestion Les MES à la conquête de nouveaux territoires page 503. Simulation d'usinage Fabrication complexe : testez avant d'usiner page 54

LES 9 MAILLONS DE LA CHAÎNE NUMÉRIQUE DE FABRICATION EN MÉCANIQUE

- CAO/FAO - Choix des outils, calcul des conditions de coupe - Vérification des trajectoires d'usinage - Gestion des outils et des outillages - Sortie du matériel (outils, outillages, etc.) du stock - Montage des outils - Usinage - Contrôle - Pièce finie

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