La personnalisation de masse entre en piste !

 

Le système de transport intelligent ACOPOStrak permet de réaliser des installations de fabrication adaptatives.

Des solutions pour réduire les délais de commercialisation

Les entreprises manufacturières sont constamment en quête de solutions pour réduire les délais de commercialisation de leurs nouveaux produits et accroître leur compétitivité au plan international. Le défi consiste à maximiser la productivité et le taux de rendement global (TRG), tout en produisant massivement des produits personnalisés avec des lots de taille réduite, voire unitaire. «La numérisation, qui repose sur des technologies informatiques et de communication, n’apporte pas de réponse suffisante», explique Robert Kickinger, responsable du département Mechatronic Technologies de B&R. La manière dont les produits sont transportés dans les machines et les installations de production doit être également repensée. C’est ce que B&R a fait, en développant le système de transport intelligent ACOPOStrak, qui ouvre la voie à des concepts de machines entièrement nouveaux.

 

Le système ACOPOStrak est capable de produire des accélérations de plus de 5 g et permet d’atteindre des vitesses de plus de 4 m/s.

L’aiguillage intégré pour maximiser le TRG

En quoi ce système de transport intelligent est-il novateur pour l’automatisation d’une fabrication adaptative ? «Tout d’abord, il intègre une fonctionnalité d’aiguillage, dont le fonctionnement est entièrement électromagnétique et qui ne fait appel à aucun composant mécanique additionnel», explique Robert Kickinger. Inhérente au système, la fonctionnalité d’aiguillage permet de diviser ou fusionner les flux de produits, produisant ainsi le même effet que les échangeurs autoroutiers sur le trafic automobile. «L’aiguillage permet aux navettes de changer de piste alors qu’elles se déplacent à pleine vitesse. La cadence de production n’est ainsi pas impactée», ajoute-t-il.

Des boissons en bouteille aux goûts différents peuvent être ainsi regroupées en packs de six – trois d’un goût, deux d’un autre et une d’un troisième, par exemple –, sans que cela nécessite un quelconque changement au niveau des équipements de production. L’aiguillage permet également d’écarter des produits défectueux dès qu’ils sont identifiés, plutôt que de les laisser poursuivre leur chemin jusqu’au bout de la ligne. Ceci a un effet positif sur la productivité globale.

 

La séparation et la fusion des flux de produits s’effectuent à pleine cadence à l’aide d’aiguillages électromagnétiques.

Des processus de production en parallèle

La possibilité qu’offrent le système ACOPOStrak et ses aiguillages, d’effectuer plusieurs processus de production en parallèle accroît, elle aussi, la productivité. Un flux de produits peut ainsi se diviser et se répartir sur plusieurs stations de traitement et les flux ainsi créés peuvent fusionner plus loin en aval. Les traitements les plus longs ne ralentissent donc pas la cadence de production.

«Pour le client final, il est ainsi possible d’accroître la productivité sans augmenter proportionnellement l’encombrement de la machine», explique Robert Kickinger. «En d’autres termes, l’ACOPOStrak accroît la productivité par mètre carré. Ce qui, au final, se traduit par un meilleur retour sur investissement», ajoute-t-il. Une machine ou une ligne basée sur ce système de transport intelligent étant aussi modulaire et souple, le simple ajout de segments de piste et de stations de traitement suffit pour accroître la productivité. Les machines adaptatives et évolutives de l’Industrie 4.0 et de l’Internet des objets deviennent ainsi réalité.

Par ailleurs, les installations de fabrication basées sur le système ACOPOStrak réagissent aux pannes avec une grande souplesse. Si un défaut se produit au niveau d’une vanne sur une ligne d’embouteillage, par exemple, les bouteilles ne sont plus acheminées vers cette vanne. La vanne défectueuse ne génère ainsi aucun rebut et le facteur qualité de l’indice TRG augmente.

 

Pour changer de produits, l’opérateur place les roues d’une nouvelle navette sur les guides de la piste de service, tandis que la production continue à pleine cadence sur les autres pistes du système.

Changement de produits à pleine cadence

Ce système de transport présente une autre caractéristique remarquable: les navettes peuvent être remplacées pendant le fonctionnement, sans utiliser d’outils. Pour changer de produits, il suffit de placer les roues des nouvelles navettes sur les guides. La force magnétique exercée par les aimants permanents du système maintient les navettes en place. Le changement de produits est encore plus rapide si une piste de service est incorporée au système.

«On peut ici faire une analogie avec la voie des stands d’un circuit de Formule 1», déclare Robert Kickinger. Les nouvelles navettes sont montées sur la piste de service, puis aiguillées vers les autres pistes. De la même manière, les navettes devenues inutiles peuvent être déviées vers la piste de service.

La conception particulièrement souple du système ACOPOStrak permet de réaliser de multiples formes de pistes ouvertes ou fermées. Chaque piste est un moteur linéaire modulaire construit en assemblant quatre types de segments: des segments droits, des segments courbés à 45°, ainsi que deux segments courbés à 22,5°, un à droite, un à gauche. «Le système s’adapte parfaitement aux contraintes des sites de production. Il ouvre la voie à des conceptions de machines totalement nouvelles, auparavant irréalisables», explique Robert Kickinger.

 

La conception particulièrement souple du système ACOPOStrak permet de réaliser de nombreuses formes de pistes ouvertes ou fermées, en combinant des segments de piste sur une structure en grille.

Dynamisme et flexibilité

Ce système de transport intelligent est capable de produire des accélérations de plus de 5 g et d’atteindre une vitesse de plus de 4 m/s, avec un pas minimal entre les produits de 50 mm seulement. «Si l’on ajoute à ces chiffres les avantages que procurent l’aiguillage intégré et la souplesse de conception, on se rend compte que ce système est une véritable nouveauté sur le marché. Il permet d’augmenter considérablement la productivité et de maximiser le retour sur investissement», ajoute ce spécialiste de la mécatronique.

 

Réduction du délai de commercialisation

Pour permettre une mise en service rapide et sans effort du système ACOPOStrak, B&R fournit des fonctionnalités logicielles complètes et étendues. Le code applicatif est exécutable aussi bien sur du matériel réel qu’en simulation. «Les utilisateurs peuvent passer de la simulation au matériel réel aussi souvent qu’ils le souhaitent, ce qui réduit considérablement les temps de développement et de mise en service. Une machine basée sur ce système peut ainsi être mise sur le marché nettement plus rapidement», explique Robert Kickinger.

La programmation du système est axée sur le processus. Le programmeur décrit des règles qui définissent le flux de produits sur la piste. Il n’a pas besoin de programmer individuellement une multitude d’axes ou de navettes et gagne ainsi du temps. En outre, l’évitement de collisions est intégré et géré de manière autonome par le système.

 

Des articles produits en masse peuvent être regroupés pour former des lots personnalisés.

Rentabilité d’une production par lots unitaires

Les consommateurs sont de plus en plus nombreux à se tourner vers des produits personnalisés, même si leur coût est supérieur à celui des produits standard. La personnalisation de masse offre donc des perspectives économiques prometteuses. Mettre en œuvre et rentabiliser ce nouveau concept de production reste néanmoins un défi pour la plupart des industriels. En effet, la flexibilisation des systèmes de fabrication s’opère le plus souvent au détriment de leur efficacité.

Le but de la personnalisation de masse est donc aussi d’assurer que le niveau des trois composantes du taux de rendement global (disponibilité, performance et qualité) ne baisse pas par rapport à une production de masse. De plus, l’objectif des fabricants est de maximiser le retour sur investissement et de minimiser le délai de commercialisation pour leurs nouveaux produits ou leurs produits modifiés. La personnalisation de masse ne peut être économiquement viable que si toutes ces conditions sont remplies.

 

B&R Industrie-Automation AG

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*Journaliste freelance