LA CUSTOMISATION AU RYTHME ET
AU COUT DE LA PRODUCTION DE MASSE

Picanol applique les principes de l'I4.0 dans le projet Operator Info

Quelque part dans les régions brumeuses du cloud se trouve l'Industrie 4.0, un terme qui soulève de nombreuses questions. De quoi s'agit-il précisément? Est-ce intéressant pour mon entreprise? Comment en profiter financièrement? Rien de tel pour clarifier les choses que de se pencher sur un cas concret, en l'occurrence le projet Operator Info dans le cadre duquel les partenaires Bombardier, CNH, Flanders Make, Picanol Group, Movilitas, OneTwo et Proceedix examinent les technologies permettant d'amener des informations de production à l'opérateur. Picanol utilise la technologie numérique pour soutenir ce dernier au moyen d'instructions de travail sur mesure, tant pour les travaux d'assemblage que pour le contrôle final. Les nouveaux modules ou les adaptations des anciens systèmes peuvent ainsi être intégrés plus rapidement. Dans une plus large perspective, ce projet aide à gérer efficacement les souhaits spécifiques des clients.

NE PAS CHOISIR, C'EST UN CHOIX

Il n'est guère nécessaire de présenter une entreprise ayant l'envergure et la réputation internationale de Picanol. Qui, dans l'industrie, ignore que cette entreprise conçoit et produit des métiers à tisser perfectionnés? Depuis 1936, ce fabricant de machines de Flandre occidentale a implémenté plus de 175.000 métiers à tisser chez des clients des quatre coins du monde. Picanol fait partie du Picanol Group, qui repose sur deux autres piliers: Proferro et PsiControl. Le premier fournit des pièces en fonte pour les métiers à tisser, tandis que le second se spécialise dans le développement de commandes, HMI et autres solutions logicielles liées à l'électronique. La stratégie est claire: être présent dans tous les domaines-clés à la source des développements et ainsi accumuler une connaissance, qui fait office de carburant pour une amélioration constante du produit et de la production. En effet, ce sont les données issues de l'interaction entre ces deux aspects qui permettent à l'entreprise de progresser.“

Nous refusons délibérément de faire un choix", déclare Geert Ostyn, vice-président Weaving Machines chez Picanol. “En faisant tout nous-mêmes tant au niveau du produit que de la production - du moins en ce qui concerne ce que nous qualifions de compétences-clés, nous devenons plus intelligents et donc meilleurs. L'Industrie 4.0 joue un rôle majeur à cet égard, car la technologie nous aide à mieux exploiter les données."

VISION DE L'INDUSTRIE 4.0

Geert Ostyn a déjà levé un coin du voile, mais quelle est précisément la vision de Picanol concernant l'Industrie 4.0? Peut-être est-il intéressant de creuser la question afin de pouvoir ensuite examiner comment le projet Operator Info s'inscrit dans ce cadre. Mais d'abord, une chose: chez Picanol, on considère l'Industrie 4.0 comme un développement impératif, que l'on est obligé de suivre. Geert Ostyn n'y va pas par quatre chemins: “On peut encore discuter à propos du timing, mais pas remettre la conversion en question. Une entreprise est obligée de rejoindre l'aventure si elle veut survivre." Il nous explique pourquoi.

Répondre efficacement au besoin du client

“Les exigences et les besoins des clients deviennent plus spécifiques. La technologie numérique permet d'y répondre efficacement."

Autrement dit, nous évoluons vers un modèle de production de masse qui doit être capable d'intégrer dans le processus de production une diversité de produits - et dans certains cas même un travail sur mesure - sans (trop) faire grimper les coûts. Cela entraîne une nouvelle vision de la production, qui est diamétralement opposée à la manière dont travaille une grande partie de l'industrie occidentale.

Avec les modèles 3.0 classiques, on aspire dans le cadre de l'automatisation à un petit nombre de standards que l'on produit en masse. Cela permet de comprimer les coûts. Entre autres pour des raisons de planning et de configuration de produit, on essaie d'établir un maximum de choses à l'avance. Il faut que ça change.

“Autrefois, chaque nouvelle demande de client représentait pour ainsi dire une perturbation du flux de production. Aujourd'hui, à l'ère de l'Industrie 4.0, nous allons justement faire de cette variabilité un atout et allier production de masse et produit unique", déclare Geert Ostyn. “La technologie numérique a un rôle facilitateur à cet égard, car elle fournit la bonne information au bon moment. Il n'y a que comme ça que nous pouvons attendre le dernier moment pour donner un contenu à ce qui est optionnel.“

Un soutien pour l'opérateur

Autrefois, c'était toujours l'opérateur qui commandait ou programmait la machine. Les deux opéraient côte à côte, séparés par une clôture ou une barrière immatérielle pour des raisons de sécurité. C'était à l'employeur d'apprendre à l'opérateur comment agir avec la machine, le robot ou la ligne. Aujourd'hui, on veut aller plus loin. L'accent est mis ailleurs. Au lieu de travailler en parallèle, l'opérateur et le robot vont se croiser sur le terrain, si bien que la flexibilité de l'homme et la force et la qualité constante du robot pourront mieux se compléter. Une nouvelle question se pose pour l'opérateur: comment pouvons-nous utiliser la technologie pour soutenir l'homme au maximum?“ Cette question concerne aussi bien l'aspect physique que l'aspect informatif", estime Ostyn. “En utilisant des cobots et des balancers (des appareils de levage intelligents qui manipulent des pièces volumineuses et lourdes le plus efficacement possible), nous soulageons les opérateurs. Pour le volet informatif, je pense par exemple à des lunettes de réalité augmentée qui ajoutent des informations virtuelles à la réalité, ou bien à l'apport d'informations en temps réel, au bon moment et sur mesure pour l'opérateur."

Pas de données aveugles

L'Industrie 4.0 repose sur l'idée que l'on peut améliorer le produit et le processus de production en captant puis en analysant en masse les données en temps réel provenant des commandes de machine, des capteurs et d'autres sources. C'est ce qu'on appelle les big data.

“La technologie à cet effet existe déjà, mais les gens capables d'effectuer ces analyses sont encore rares", déclare Geert Ostyn en pointant du doigt un problème bien connu.

De plus, certains rêvent que les machines connectées puissent prendre certaines décisions de manière autonome sur la base de ces données. Là aussi, Geert Ostyn a une objection: “Pouvons-nous utiliser les données d'autres machines comme ça? Ces dernières risquent d'être configurées différemment ou pire: il se peut qu'une machine soit mal paramétrée, si bien qu'une erreur dans une seule machine pourrait impacter l'ensemble du système." Puis, il évoque un autre problème: “Quid de la sécurité des données? Il faut d'urgence clarifier les choses à cet égard, car cette question va devenir de plus en plus importante à l'avenir." Malgré cette attitude critique, les métiers à tisser de Picanol sont déjà très avancés. Ils possèdent des dizaines de capteurs et leurs commandes respectives règlent différentes fonctions - notamment la vitesse - sur la base de cet apport de données. Pour ce faire, les commandes utilisent un algorithme complexe qui est lui-même le fruit d'une analyse de données réelles des machines. Mais cela ne signifie pas que Picanol rassemble les données aveuglément. L'entreprise procède de manière plus ciblée. Elle part d'un certain objectif pour ensuite capter et analyser uniquement les données qui sont pertinentes. Geert Ostyn: “Selon moi, nos métiers à tisser sont mûrs pour l'Industrie 4.0. Toutefois, en matière de production, nous avons encore du retard à rattraper."

PROJET OPERATOR INFO

Ce mouvement de rattrapage est déjà en cours depuis un certain temps, comme en témoigne le projet Operator Info que Flanders Make a organisé et coordonné avec plusieurs entreprises, intégrateurs (Movilitas, Proceedix et One Two), et instituts de connaissance (VUP et Ugent).

Expliquons brièvement le contexte de ce projet. Outre les métiers à tisser classiques à jet d'air et à préhension, Picanol enregistre une demande croissante de machines de niche, c'est-à-dire des machines spéciales avec des modules et des options supplémentaires. Il est vrai que la base de ces machines est toujours réalisée sur la ligne d'assemblage principale, mais pour les éléments modulaires supplémentaires, le châssis est déplacé vers une zone spécialement conçue à cet effet. Pieter Vandenbroucke, qui dirige le projet chez Picanol, explique qu'autrefois, l'opérateur devait parfois se creuser les méninges: “Cette zone d'assemblage à part est caractérisée par une grande diversité de configurations. A cela s'ajoute le fait que beaucoup de ces modules sont trop rares que pour rester en mémoire et dans les doigts. Dans ces cas-là, les opérateurs devaient se raccrocher à un plan complexe. Et ça prend du temps." Le but du projet Operator Info était de simplifier ce processus en fournissant aux opérateurs des instructions de travail pas à pas, complétées par des images explicatives.

Exigences

L'objectif principal était donc de mieux soutenir l'opérateur avec des instructions de travail plus claires. Mais Picanol avait encore d'autres souhaits remarquables. D'un côté, dans la plupart des entreprises, les données du terrain ne sont pas encore connectées au système ERP. Dans le pire des cas, elles sont uniquement connectées à un middle ware software (MES). D'un autre côté, l'information pour l'opérateur (instructions de travail, informations relatives à la commande, contrôles de processus, …) n'est pas encore reliée au réseau de l'entreprise. On travaille encore souvent à l'aide de PDF et/ou d'output Excel. Conséquence: l'information est très statique et elle n'est pas bidirectionnelle. C'est ce problème que le projet voulait traiter en connectant l'opérateur avec le réseau de l'entreprise au moyen de wearables et de tablettes. De plus, il fallait que l'information reçue par l'opérateur soit envoyée de manière parfaitement synchronisée avec d'autres données de commande depuis le MES, mais aussi que les données de l'opérateur (remarques, résultats du contrôle de process, …) soient enregistrées dans les bases de données génériques du réseau d'entreprise. En résumé: Picanol voulait une rétroaction.

Une deuxième demande générale concernait la customisation des instructions de travail. Picanol voulait que les informations soient adaptées aux erreurs commises dans le passé par l'opérateur, à ses préférences et à ses connaissances, mais aussi aux best practices de ses prédécesseurs. De cette manière, un opérateur expérimenté ne recevrait que peu d'instructions - tout en conservant la possibilité d'en demander davantage - tandis qu'un opérateur moins expérimenté se verrait proposer des instructions complètes. On a pu répondre à cette demande en utilisant les mêmes techniques de filtrage que celles en cours dans l'e-commerce.

Instructions sur tablette

Les grandes lignes sont maintenant tracées très concrètement. Dans la zone d'assemblage spéciale, l'équipe de neuf opérateurs dispose de deux tablettes (deux tailles différentes) et d'un smartphone afin de consulter les instructions numériques. Une connexion à un écran télé est également possible. Avant l'arrivée d'instructions adaptées à l'opérateur, il faut toute une série de choses. Tout commence par le remplissage d'un questionnaire, dans lequel le client indique quels modules supplémentaires il souhaite. Ce questionnaire sert aussi de base pour la liste de pièces. Le planning est extrait du système ERP et le tout passe par une matrice de compétence: par exemple, le method engineer peut attribuer un certain niveau de compétence aux cartes d'instruction. C'est entre autres sur la base de cela que sont sélectionnées les instructions adaptées à un opérateur avec un certain niveau de compétence. Ce processus de filtrage se déroule entièrement dans le logiciel de Movilitas et son résultat est présenté immédiatement à Proceedix, qui veille à son tour à ce que cet output arrive sur un smart device. Comme chaque opérateur a son propre log-in, le système sait qui utilise la tablette. Les instructions configurées (avec de nombreuses photos) peuvent alors être affichées après un scan du numéro de série. Comme cette méthode de scan fournit souvent une longue liste d'instructions étape par étape, on peut choisir une sorte de raccourci. L'opérateur scanne le code d'une collecte partielle, qui comprend plusieurs composants, p.ex. un moteur. Ensuite, il voit les instructions pour la composition de ce moteur. Un code QR avec photo est affiché près des pièces qui servent pour cette collecte partielle. Pendant ce temps, on consigne ce qui s'est passé. Cette rétraction est importante pour que le système puisse actualiser le niveau d'expérience de l'opérateur. A côté de ça, chaque opérateur a la possibilité d'ajouter un commentaire à chaque étape de la liste d'instructions (voir schéma).

Rien que des avantages

Les tablettes sont utilisées aussi bien lors de l'assemblage que pour le contrôle final. Tout le monde s'accorde à dire que ce mode de travail personnalisé et visuel - en effet, les étapes sont illustrées avec de nombreuses photos - ne présente que des avantages. Pieter Vandenbroucke: “Pendant le contrôle final, le numéro de série de la machine est scanné, après quoi une check-list de fonctionnalités et options apparaît. C'est rapide et clair: cela offre une valeur ajoutée qualitative. Le rapportage, avec entre autres toutes les mesures, est envoyé dans le cloud Movilitas. Lorsqu'une erreur est constatée, on peut la prendre en photo ou en faire une vidéo avec la tablette pour la réunion d'équipe. Le contrôleur peut aussi démarrer directement une conversation Skype pour décider ce qu'il convient de faire. En ce qui concerne l'assemblage, la valeur ajoutée doit plutôt être cherchée dans la formation et le support. Au lieu de devoir à nouveau étudier un plan, l'opérateur reçoit ses instructions immédiatement de manière numérique. L'assemblage de configurations rares est donc plus rapide et les mises à jour des modules peuvent être intégrées de manière beaucoup plus flexible. Il s'agit juste d'adapter un peu les instructions, d'utiliser éventuellement de nouvelles photos, … En période agitée, un collègue d'un autre département peut donner un coup de main plus facilement, car les instructions le guident pas à pas avec des photos. Enfin, cette méthode de travail contribue aussi à un ordre de travail logique. Le seul effort à fournir à chaque nouvelle configuration est la rédaction de la procédure. Mais cela ne doit être fait qu'une seule fois."

CONCLUSION

L'Industrie 4.0 entraîne toute une révolution, une nouvelle manière de réfléchir à la production. Mais lorsqu'on aborde correctement ce changement, la technologie numérique ne peut pas être utilisée pour remplacer les gens - comme ce fut le cas avec la phase d'automatisation pure - mais au contraire pour soutenir les opérateurs dans leur travail, si bien que leur valeur ajoutée augmente, surtout si la rétroaction permet de profiter de leur expérience pour améliorer constamment le processus. L'Industrie 4.0 offre aussi des opportunités pour garder la production en Europe occidentale et peut-être même pour l'y ramener. Picanol possède plusieurs sites de production à l'étranger, mais Geert Ostyn n'a pas l'intention d'appliquer le projet Operator Info dans les environnements à bas salaires. “La complexité due aux besoins spécifiques du client ne le permet guère." Il s'agit donc d'une opportunité pour les productions en Europe occidentale! Mais Geert Ostyn lance également un avertissement: “En Chine aussi, les salaires grimpent et les besoins de solutions spécifiques augmentent à une vitesse folle. Si la Chine décide d'actualiser ses équipements de production, elle ne va pas choisir une version Industrie 3.0."