Industrie 4.0 - Solutions de mesure numérique

Industrie 4.0: Ce terme est devenu l’emblème d'innovation dans les salons commerciaux. Des expérimentations sont en cours dans de nombreuses usines avec des projets pilotes pour voir ce qu’est Industrie 4.0 et ce que l’on peut réaliser avec. Aujourd'hui, Industrie 4.0 est avant tout  un concept : celui d’une entreprise gérée en réseau avec des machines communiquant les unes avec les autres et des chaînes d'approvisionnements optimisées. Le partage entre ce concept et la réalité dans de vraies unités de production est souvent énorme. Avec les instruments de mesure HBM, le concept devient réalité.

L'Institute for Production Management, Technology and Machine Tools (PTW) de l'Université Technique de Darmstadt développe des systèmes modernes pour la production.

Les petites et moyennes entreprises, tout particulièrement mais pas exclusivement, ont bien souvent des machines qui ont de nombreuses années de service et ne sont pas équipées d’interfaces modernes ou n’offrent pas de solutions prêtes à l’emploi. Mais ceux sont ces mêmes entreprises qui pourraient bénéficier de machines connectées en réseau. En effet,  Industrie 4.0 est synonyme de plus d'efficacité, de flexibilité et de vitesse ; en grande partie sans avoir besoin nécessairement d'une interaction humaine.

A la place, l’opérateur peut se concentrer sur les prises de décision et sur les processus de surveillance. Les systèmes intelligents peuvent alerter seuls si quelque chose se passe mal. Les opérateurs interviennent uniquement pour solutionner les problèmes. Cela permet d’améliorer les temps de production, de diminuer les rejets de pièces et de réduire les temps d’arrêt. Petit à petit beaucoup de process peuvent être optimisés en suivant le chemin de la vision.

Par exemple :

  • Chaque produit en fabrication peut être identifié à l’aide d’une puce ou d’un code. Sur chaque machine, le produit est scanné et reçoit également une information qualité complémentaire qui peut être alors accessible sur le poste suivant et n'importe où dans le monde par les opérateurs concernés.
  • La consommation d'énergie de chaque appareil en production est enregistrée : Une fois associée avec les données des produits traités, la consommation d'énergie par produit peut être déterminée. A partir de ces données, les gains potentiels peuvent facilement être déterminés.
A l'Université Technique de Darmstadt voici comment on peut suivre les produits en fabrication grâce à un transpondeur RFID.

Industrie 4.0 signifie beaucoup plus encore : Il ne s’agit pas simplement d’optimiser les processus machines mais aussi de gérer en réseau les machines.

Deux scénarios :

Dans une production connectée en réseau, les opérateurs reçoivent les informations spécifiques d’assemblage. (photo prise à Institute for Production Management, Technology and Machine Tools (PTW) de l’Université Technique de Darmstadt)
  • Un nouvel employé en production travail avec différentes versions d'un certain composant. Pour chaque nouvelle version, l'écran mobile au-dessus de son poste de travail lui montre une vidéo d'assemblage dans laquelle les éléments importants du composant sont indiqués. Comme l'employé a précédemment ouvert une session, le système sait quels sont composants connus de l'employé et ceux qui sont nouveaux pour lui.
  • Lors du contrôle final des produits fabriqués dans la journée, de nombreux produits présentent soudainement un défaut : les dimensions sont incorrectes. Le système détecte l'erreur et transmet un message au directeur de production, en voyage d’affaires. Par un simple clic, il peut stopper le process de fabrication. Le contrôleur peut alors commencer une vidéoconférence en agissant sur un bouton pour discuter avec lui et trouver une solution pour résoudre le problème. Des mesures correctives peuvent être prises.

À quoi ressemble le passage à une production connectée en réseau ?

Mais à quoi ressemble ce passage vers une production en réseau ? Des machines de 1998 peuvent-elles être adaptées actuellement pour être gérées en réseau ? Et combien cela coûtera-t-il ? Beaucoup de société se posent ces questions. Quelques grandes entreprises réalisent de grands pas, alors que les plus petites avancent peu à peu sur cette voie. Cela s’explique facilement : aujourd'hui le chemin vers Industrie 4.0 est long et semble être différent pour chaque entreprise. Le premier objectif est de réaliser les étapes préliminaires d’Industrie 4.0 et ceci est tout à fait réalisable.

Des mesures importantes ont été déjà prises pour faire participer les petites et moyennes entreprises : les politiques et les scientifiques ont découvert le sujet pour eux-mêmes, alors que les idées et les solutions sont développées sur les salons commerciaux, lors des  conventions et autres conférences. Les sociétés peuvent profiter également de l'expérience des  usines allemandes qui ont appris et qui fonctionnent déjà sur ce concept.  Petit à petit des  entreprises s’oriente avec précaution vers des processus de fabrication gérés en réseau. Une chose parait évidente, il n’est pas nécessaire de réinventer des lignes de production : les installations actuelles peuvent être améliorées avec des capteurs appropriés pouvant assurer les opérations de communication.

Les instruments de mesure modernes permettent de passer ce pas vers Industrie 4.0.

Sur le chemin d’Industrie 4.0 avec HBM

PMX - Système industriel

Avec la plateforme industrielle d’amplification PMX, HBM propose un système d’acquisition de données intelligent qui peut surveiller et piloter la chaîne entière de mesure. Le contrôle qualité et la maintenance peuvent être considérablement améliorés avec le PMX. L'information envoyée aux opérateurs peut être transmise de manière sélective en utilisant une fonctionnalité du système à savoir la base de données Web. Le système « apprend. » également. L’objectif étant d’avoir une optimisation individuelle construite sur des personnes clé assignées. Tout cela permet de gagner en efficacité, d’atteindre une qualité maximale, d’augmenter la vitesse et d’optimiser la flexibilité.

Technique de pesage numérique

FIT7 showing benefits

Certains processus de fabrication peuvent également être compatibles Industrie 4.0 grâce aux solutions de pesage HBM. Dans le pesage dynamique, par exemple, la communication des pesons et l’utilisation de logiciel prennent de plus en plus d’importance. Comme le logiciel PanelX qui est utilisé pour configurer facilement et rapidement les capteurs de pesage PanelX qui est utilisé pour configurer facilement et rapidement les capteurs de pesage numériques capteurs de pesage FIT7A. Il dispose d’une interface utilisateurs intuitive avec des touches de commande pour ajuster tous les paramètres liés à la pesée. PanelX sert également à ajuster les capteurs de pesage, à choisir l'adresse du bus de communication et la vitesse de transfert, de programmer des valeurs limites avec hystérésis et d’analyser graphiquement tout en effectuant les mesures. L'aide du Web fournit un appui intéressant si nécessaire.

TEDS pour capteurs

L'identification électronique des capteurs codéveloppée et proposée par HBM, avec son module TEDS (Transducer Electronic Data Sheet), permet non seulement rapide et facile le réglage des chaînes de mesure (« Plug and Measure »), mais garantit aussi des mesures  fiables quelle que soit le type de mesure même avec un grand nombre de capteurs. Les caractéristiques importantes sont stockées sur le circuit électronique installé à l’intérieur de  chaque capteur. L'amplificateur de mesure une fois raccordé peut alors télécharger ces données et exécuter automatiquement le réglage de la voie de mesure sans action de la part de l’opérateur : c’est un élément essentiel pour avoir une fabrication gérée en réseau.

A l’origine

Au départ, à dès 2015, l'Université Technique de Darmstadt a décrit dans une étude intitulée « Industrie 4.0 – potentials, benefits and good practice examples for industry in Hesse » un projet de recherche « Efficient Factory 4.0 ».

Selon l'étude (en allemand) :

  • Presque 90 pour cent des usines allemandes et sociétés d’ingénierie machines sont des petites et moyennes entreprises.
  • Hésitation et scepticisme envers Industrie 4.0 sont assez courants dans ces sociétés.
  • C'est probablement dû aux informations disponibles limitées sur des exemples de  bonne pratique et d'un manque de spécialistes.

Pour changer cela, l’Université de Darmstadt a ouvert un centre de compétence 4.0 pour les moyennes entreprises en mars 2016 à partir du projet de recherche "Efficient Factory 4.0". Au sein de l’université, les sociétés peuvent en apprendre plus sur Industrie 4.0 et travailler sur divers possibilités en termes de numérisation, une étape préliminaire en soi à Industrie 4.0, à travers de vrais processus présentés lors de conférences. Le Centre de Compétence de Darmstädt est l'un des cinq existants en Allemagne et commandité par le Ministère Fédéral de l'Economie.