Vous êtes curieux de savoir comment la planification d'usine est réalisée dans la construction automobile moderne ? Paul Hänchen, Senior Solution Manager, Digital Factory, explique les pratiques actuelles et comment les améliorer.
Lorsque vous emménagez dans une nouvelle maison, il est probable que la première chose que vous fassiez soit de vous mettre au milieu du salon et de déterminer la place de tous les meubles.
Vous devez réfléchir à d’où vous regarderez la télévision, à l'accès aux étagères et vous assurer qu’il y a assez de place autour de la table basse pour accéder au canapé.
Vous testerez sans doute plusieurs agencements différents. Si vous êtes organisé, vous avez peut-être acheté du papier millimétré et esquissé quelques idées.
Les planifacteurs d'agencement d'usine ne disposent pas d'un tel luxe. Ils n’ont pas le temps de faire des essais. De considérables ressources financières ont été investies dans les équipements et les installations de fabrication, et il est indispensable que l'usine commence à rentabiliser cet investissement et à faire des profits dès que possible.
Minimiser les coûts de la construction automobile tout en réduisant les temps d'arrêt de la production
La planification d'usine est un projet à long terme qui a probablement commencé quelques années avant le début de la construction et de l'installation.
Paul Hänchen est un Senior Solution Manager chez NavVis, spécialisé dans l'usine numérique. Ayant acquis une vaste expérience en travaillant chez Audi, Huawei et Webasto, il affirme que la période de planification dans le secteur automobile dure généralement environ trois ans. Pour compliquer les choses, ajoute-t-il, la planification s'applique le plus souvent à une friche industrielle : les fabricants cherchent à ajouter des lignes de production à l'intérieur d'une usine existante plutôt que de construire toute l'installation en partant de zéro.
Dans l'industrie automobile, il est courant que plusieurs modèles soient construits sur une même ligne de production, et la tâche du planificateur d'usine est de rendre ce processus aussi transparent que possible.
"Pour que l'investissement reste faible, il est bon d'utiliser les infrastructures et les machines existantes", explique-t-il. "Mais parfois, il est plus judicieux d'installer des machines modernes et d’avoir recours à l’automatisation ou aux robots, car la technologie peut contribuer à améliorer le processus. Il faut garder l'équilibre entre les nouveaux investissements et les processus stables."
Hänchen poursuit : "Dans le cas d'une friche industrielle, on prend la disposition existante et on essaie de l'adapter au mieux en apportant le moins de changements possible. Les opérateurs savent ce qu'ils doivent faire, les machines fonctionnent toutes à un rythme régulier, et vous ne voulez pas changer le système actuellement en place. Tout cela permet d'économiser de l'argent et de minimiser les interruptions."
La meilleure façon de procéder est d'ajouter la nouvelle production sur une ligne produisant un produit similaire à celui qui doit être ajouté ; dans le secteur automobile, par exemple, cela signifie qu'il faut chercher une ligne produisant une voiture avec un châssis similaire à celui du nouveau modèle, ou une ligne utilisant des composants communs.
Cela signifie que les stations d'assemblage des roues des deux modèles pourraient occuper le même espace, et que les mécanismes utilisés pour transporter les composants vers la ligne de production et les stations des opérateurs seraient les mêmes.
Droits d'auteur : Volkswagen
Intégration de deux processus de production sur une même ligne
M. Hänchen cite l'exemple d'une usine Volkswagen qui produit sur la même ligne le modèle ultracompact UP et le très grand SUV Touareg. Cependant, des différences apparaissent même avec des modèles de voitures similaires et, dans ce cas, la solution idéale est d'être flexible - aujourd'hui plus que jamais, car le volume des produits et des options de personnalisation ne cesse d'augmenter.
"La flexibilité dans la planification de l'aménagement est importante, donc parfois vous essayez de rendre les machines dans la planification pour le produit A plus flexibles parce que vous savez qu'il y aura un produit B, même si vous n'avez pas l'information exacte", explique Hänchen.
L'intégration de deux processus de production sur une même ligne peut être un défi, a déclaré M. Hänchen, et le maintien d'un équilibre entre les deux est primordial. L'idéal serait de disposer de fichiers CAO (conception assistée par ordinateur) détaillés des installations existantes, et ceux-ci sont généralement disponibles pour les étapes de production très fortement automatisées.
Mais dans les installations moins automatisées - par exemple, l'assemblage de voitures - une grande partie du travail peut être effectuée par des opérateurs effectuant des tâches manuelles ou semi-automatiques à l'aide d'outils automatisés tels que des tournevis ou des machines de manutention.
Dans ces cas là, selon M. Hänchen, il est inhabituel d'avoir la ligne complète représentée en CAO, car elle n'aurait pas été construite entièrement sur mesure ; certaines machines auraient été fournies par des fournisseurs extérieurs, par exemple. La base de la planification est de travailler à partir de dessins ou de visiter.
"Vous aurez des réunions avec les départements concernés, y compris la planification, les opérations, la logistique et la maintenance pour comprendre la situation actuelle et discuter de la manière de mettre en œuvre le nouveau produit", explique-t-il. "Surtout si vous avez la responsabilité d'usines au niveau mondial, la communication et la coordination sont importantes. Ces activités sont souvent combinées à de nombreux voyages d'affaires sur une longue période."
L'objectif principal est de mettre en œuvre un nouveau produit dans une usine existante ou nouvelle. "Les indicateurs de rendement clés (en anglais key performance indicators ou KPI) à prendre en compte en cours de route sont les investissements, le temps de cycle, l'ergonomie et l'utilisation de l'espace", explique Hänchen.
Rendre la planification des usines plus efficace grâce à la numérisation mobile
Les systèmes de capture de la réalité et de numérisation mobile permettent aux planificateurs d'usine d'être certains de la disposition d'une usine existante et de la position précise de tous ses équipements, et M. Hänchen note que cela facilite considérablement cette étape du processus.
Même lorsque les fichiers CAO existent, des problèmes peuvent survenir, souligne M. Hänchen. Les nouveaux sites planifiés à zéro disposeront de la documentation complète, mais après la mise en œuvre, les choses changeront souvent parce que le personnel effectue des exercices d'amélioration continue de façon routinière.
"Peut-être qu'un robot ne fonctionnait pas, et que son remplacement devait être placé dans une position légèrement différente", explique-t-il. "Un directeur d'usine devra relever le défi de réduire les temps de cycle et les coûts, il fera donc toujours des optimisations internes. Il n'est pas courant que de grosses machines soient déplacées, mais il y a souvent de nombreux petits changements. D'après mon expérience, comme la documentation de ces modifications est difficile à maintenir, elles sont rarement ajoutées aux fichiers originaux de CAO et d'agencement."
"Le matériel et le logiciel NavVis peuvent aider à identifier et à suivre ces changements", conclut M. Hänchen, "de sorte que les planificateurs d'usine seront toujours sûrs de l'agencement actuel et des conditions actuelles."
"Cela ne contribuera pas seulement à faciliter le processus de planification de l’agencement d'un point de vue technique. Cela permettra également de comprendre les besoins et les demandes de tous les départements partenaires - par exemple, les opérations, la maintenance et la logistique - afin de collaborer étroitement et efficacement dans le cadre du projet actuel."
De cette façon, la technologie NavVis favorise un nouveau modèle de coopération pour la planification d'usine au niveau interpersonnel, ouvrant la voie à de nombreux autres projets réussis à l'avenir.
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Stuart Nathan est un rédacteur scientifique indépendant basé à Londres, anciennement rédacteur en chef de The Engineer. Il a écrit pour des publications telles que The Economist 1843, Ingenia et MIT Technology Review. Il estime que sans une bonne communication, le potentiel de la science et de la technologie ne peut être pleinement exploité.