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Doper la productivité en intégrant la mesure, une réalité d'aujourd'hui Et si le contrôle devenait une solution ?

| Auteur / Rédacteur: Fabrice Moreau, directeur ESPI Suisse Sàrl. / Jean-René Gonthier

Tout le monde le sait, dans un contexte de franc suisse fort, l’industrie mécanique du pays doit redoubler d’effort dans la recherche de gains de productivité afin de préserver sa compétitivité internationale.

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Scanflash,pour mesurer la première pièce, corriger les paramètres d'outils et assurer une série bonne dès la deuxième pièce.
Scanflash,pour mesurer la première pièce, corriger les paramètres d'outils et assurer une série bonne dès la deuxième pièce.
(Image: Photographe France)

Après déjà plusieurs années d’optimisation dans les ateliers il est légitime de se poser la question suivante : Où est-il encore possible de trouver des gains de productivité ? Si l’on regarde de manière simplifiée un processus de fabrication de pièces mécaniques, les principaux gains possibles se situent dans l’usinage, la manutention entre les étapes de fabrication mais également dans le contrôle. Ce dernier n'est pas à négliger, car son rôle est de superviser la bienfacture de la production.

Revenons au début

Historiquement, le premier réflexe a été d’investir dans des machines outils ultra rapides car la valeur ajoutée se trouve dans l’usinage de la pièce. Les constructeurs de machines l’ont d’ailleurs bien compris car ils rivalisent depuis des années sur des temps d’usinage de plus en plus courts en concevant des machines de plus en plus rapides et flexibles. Côté manutention il existe aujourd’hui de nombreuses solutions allant du robot en passant par des systèmes de palettisation qui permettent des gains de temps entre les opérations de fabrication. Ici aussi les progrès ces dernières années ont permis des gains significatifs.

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Après l'usinage optimisé et la manutention automatisée, que reste-t-il ?

En revanche, il est intéressant de constater que le contrôle reste encore aujourd’hui le parent pauvre. Il est encore trop souvent considéré comme une opération dont la valeur ajoutée est difficilement justifiable dans les investissements, mais néanmoins indispensable. L’explication vient probablement de l’écart grandissant entre l’amélioration de la productivité des machines-outils et celle des équipements de contrôle. En effet, les performances des machines-outils comme les vitesses d’usinage, le nombre d’axes, les changements d’outils, les CNC n’ont cessé de progresser alors que les équipements de contrôle bord de ligne (type multi-cotes, comparateurs) ou les machines de mesure tridimensionnelle restent plus ou moins dans les mêmes performances dynamiques. Les conséquences sont donc évidentes : là où il ne faut que quelques secondes pour usiner une pièce mécanique, il faut quelques minutes voire quelques heures pour obtenir les résultats de son contrôle, soit de la mesure de la pièce.

Peut-on améliorer le rendement en modifiant l'étape de mesure?

Face à ce constat nous pouvons en déduire que le contrôle devient donc naturellement un goulot d’étranglement et peut remettre en cause l’ensemble de l’investissement et des gains de productivité espérés. En effet, posséder la machine-outil la plus rapide du monde ne permettra aucun gain à son propriétaire si celle-ci est arrêtée trop souvent en attente des résultats venant du contrôle. Nous pouvons ici faire le parallèle avec le modèle économique des compagnies aériennes « low cost ». Le leitmotiv de ces entreprises est le suivant : « plus mon avion vol, plus il est rentable et plus je crée de la valeur pour mes clients ». Mais ces dernières ne cherchent pas à acheter des avions plus rapides mais bien à minimiser le temps de stationnement de l’avion sur le tarmac en optimisant l’embarquement (réduire le nombre et la taille des bagages, ordre d’embarquement des passagers selon leur siège…), le débarquement (ouverture des portes avant et arrière) ou encore par le pré-nettoyage de l’avion pendant le vol. La stratégie dans les ateliers de mécaniques doit donc suivre la même logique : « plus ma machine-outil usine, plus elle est rentable et plus je crée de la valeur pour mes clients », il devient donc stratégique de réduire le temps de toutes les étapes entourant la machine-outil comme le contrôle, mais comment trouver le moyen idéal permettant la réduction des temps d’attente et donc d’arrêt de la machine ?

Il existe deux grandes familles d’équipements de contrôle pour la mesure de côtes dimensionnelles et de géométries : les équipements type bord de ligne (multicôtes, comparateurs) et les machines de mesure tridimensionnelle. Comme bien souvent les avantages des uns sont les inconvénients des autres. En effet, les montages bord de ligne ont l’avantage d’être simple d’utilisation (comparaison à un étalon), robustes et surtout de donner les résultats de mesure aux opérateurs très rapidement. En revanche ces équipements sont assez limités pour répondre à des contrôles complexes (cotes de géométrie) et surtout peu flexible car ils sont souvent dédiés pour un type de pièces. A l’opposé les machines de mesure tridimensionnelle apportent bien cette flexibilité et cette puissance de calcul. Mais, bien que des améliorations aient été faites, elles restent encore lentes et surtout majoritairement pas ou peu adaptées à l’ambiance atelier.

La voie gagnante se nomme «Dynamic Process Control»

Cependant il existe une troisième voie qui combine les avantages et permet de s’approcher du contrôle idéal. En effet, la société ESPI développe et commercialise depuis plusieurs années ses équipements Scanflash qui peuvent être définis comme « des centres de mesure à grande vitesse ». Le principe est simple : il s’agit d’une comparaison 3D par rapport à un étalon. Ces équipements sont capables de mesurer la totalité des cotes dimensionnelles et de géométrie d’une pièce, en une seule opération ultra rapide et de très haute précision, aux pieds des Machines-Outils. La disponibilité immédiate des résultats de mesure associée au module de correcteurs de CN Tool’sDriver permet le réglage et le pilotage numérique en temps réel des machines-outils et c’est ici que réside la vraie valeur ajoutée. En effet, par sa réactivité cette technologie, nommée DPC (Dynamic Process Control), permet de transformer le contrôle en un réel pilotage des processus de fabrication et d’apporter des gains de profitabilité très importants aux parcs de Machine-Outils. Les premiers retours d’expérience d’utilisateurs de Scanflash montrent d’ailleurs des performances inégalées pour des productions de moyennes et grandes séries, les rendant particulièrement performantes avec :

  • Plus « de temps copeaux », par des temps de changement de série divisés par 10.
  • Plus de pièces bonnes, en réduisant les rebuts de réglage, la deuxième pièce étant déjà bonne,
  • Plus de justesse sans dispersion, en usinant centré sur les cibles,
  • Plus de flexibilité pour produire « pièce à pièce », en réduisant la taille des lots économiques,
  • Plus de trésorerie en réduisant fortement le BFE, Besoin Financier d’Exploitation, avec la diminution des stocks,
  • Plus d’économies en coûts directs et indirects avec des temps opérateur réduits, moins d’opérations de contrôle, moins de m2 de surfaces occupées.…
  • Plus de robustesse pour les processus d’usinage avec l’assistance apportée aux régleurs,

En conclusion, la recherche de gains de productivité reste encore aujourd’hui une question de survie pour nos industries suisses. En revanche, concernant les productions de pièces mécaniques, ces gains ne se trouvent peut-être plus là où l’on pensait et des technologies comme DPC Scanflash/Tool’sDriver ouvrent de nouvelles perspectives en faisant passer le contrôle au niveau du pilotage devenant ainsi une étape à réelle valeur ajoutée.

Alors maintenant «Demandez plus à vos Machines-Outils», ne pensez plus contrôle, pensez pilotage ! MSM

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