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La numérisation et l’industrie 4.0 comme concept global pour les entreprises de transformation du verre

Dans de nombreuses entreprises de l’industrie du verre, les capacités machine et de production sont en fait suffisantes afin de traiter les commandes des clients.

HEGLA-HANIC Numérisation et industrie 4.0

Pourtant, le déficit de main-d’œuvre spécialisée, les processus qui ne s’imbriquent pas correctement, un besoin élevé de coordination interne et la pression croissante des délais et des coûts peuvent entraîner des goulets d’étranglement, même dans des entreprises qui sont par ailleurs bien positionnées.

La vision globale des processus, des machines, des employés, de la communication et des produits offre une approche de solution pour ces tâches qui doit permettre une numérisation des processus, une meilleure exploitation des ressources disponibles et un flux de matériaux encore plus régulier. L’industrie 4.0 et la numérisation sont les maîtres mots du moment pour décrire un processus de développement que l’industrie du verre avait déjà compris avant que ces termes ne soient définis. Des machines à commande numérique ont été utilisées très tôt afin de simplifier et d’accélérer la découpe du verre. Des dispositifs de chargement automatiques sont apparus afin d’approvisionner en verre les lignes de découpe de manière précise et conviviale. Des systèmes de traitement des résiduels tels que le ReMaster ont ensuite été employés, lequel permet non seulement d’économiser les ressources, de contribuer au maintien de la qualité du verre, mais aussi de soulager les employés d’une tâche longue et pénible. Au final, les systèmes de tri étaient la conséquence logique de ces développements : leur concept global a permis d’améliorer et d’homogénéiser le flux de verre sur toute la ligne de découpe.

La quantité de vitres et les contraintes élevées de temps exigent un déroulement optimal

Pendant des années, l’automatisation a été le facteur principal de l’optimisation des processus, mais avec les possibilités toujours plus nombreuses de la numérisation, l’attention s’est de plus en plus portée sur d’autres domaines. « La transformation des productions en un processus global et complet améliorera encore les transitions entre les machines ainsi que les formes d’interaction avec les opérateurs, les temps de cycle et le flux de matériaux, et englobera toujours de nouveaux domaines », souligne Bernhard Hötger, directeur du groupe HEGLA. Afin de pouvoir exploiter par la suite tout le potentiel des installations, les tâches et les interdépendances de la logistique interne du verre d’une production doivent également être de plus en plus clarifiées à mesure que le degré d’automatisation augmente. Le terme de logistique d’atelier décrit bien ce processus de changement dans les productions classiques : Souvent, avec un équipement moderne, ce n’est plus nécessairement la performance des machines qui est essentielle pour l’efficacité de la production, mais la rapidité et la précision avec lesquelles le verre est disponible aux différents postes de traitement. La quantité de verres et les contraintes élevées de temps exigent un flux de matériau régulier, exact et transparent afin de réduire ou d’éviter les temps d’arrêt dus à la manipulation manuelle ou à l’absence de verre, par exemple.

Le logiciel comme facteur de succès important d’une production complète

Un facteur de succès important pour cette transformation complète de la production est le logiciel qui, en fonction du concept de commande et du degré d’intégration, non seulement reproduit sous forme numérique la production dans ses éléments constitutifs, mais aussi les différents verres et optimise leur flux au cours de la production. La condition sine qua non est de sélectionner, d’enregistrer et de collecter les données et les chiffres clés nécessaires et de les convertir en informations. « Grâce à ces données, il est alors possible de simuler dans un premier temps les processus, de définir les processus idéaux et d’en déduire des possibilités d’amélioration », explique le Dr Jan Schäpers, directeur du spécialiste en logiciels HEGLA-Hanic. Bien que des données aient déjà été disponibles dans le passé de manière plus ou moins complète, ces données concernaient principalement des représentations théoriques de la réalité basées sur des valeurs prévisionnelles et des probabilités. L’objectif de l’industrie 4.0 tient donc plus à mettre en image les processus avec précision et en temps réel, à les interroger à l’aide de capteurs au sein des installations ou, par exemple, à enregistrer et suivre les verres marqués au laser par scanneur. Une fois qu’une comparaison entre les valeurs réelles et de consigne d’une production est possible sur la base de ces données, les processus peuvent être optimisés de manière plus approfondie, les capacités peuvent au besoin être adaptées, ou les goulets d’étranglement être identifiés là où une automatisation supplémentaire présenterait un avantage. Ainsi, l’un des objectifs de ces analyses peut être de déployer les employés existants en modifiant ou en optimisant les processus aux endroits de la production où ils peuvent le plus contribuer à la création de valeur pour une entreprise en fonction de leurs compétences manuelles et techniques. De plus, il convient également d’apporter un soutien supplémentaire aux employés au niveau des machines dans leur travail, que ce soit par une aide relative aux processus de travail, par des données sur les commandes, par des instructions de commande, des informations sur l’état de l’installation ou, plus largement, par des commandes encore plus conviviales et intuitives.

Avec le degré croissant de numérisation et de mise en réseau, des possibilités supplémentaires de support numérique et de contrôle des procédés se présenteront. Désormais, l’opérateur ne dépendra donc plus de l’accès local aux données au sein de l’installation ou via la console de commande, mais pourra, à titre d’exemple, déclencher une nouvelle commande notamment pour un verre endommagé, déterminer l’emplacement d’une structure de verre ou le processus suivant, récupérer des informations sur l’entretien, signaler une panne ou commander à nouveau des consommables via une application développée par HEGLA New Technology.

La transparence et, en général, la connaissance exacte des processus donnent également une nouvelle flexibilité à la direction de la production et à la préparation du travail. Les commandes peuvent être suivies sur le bureau ou via l’application et, en fonction des données sauvegardées, peuvent être retrouvées des années plus tard. La capacité et la planification de la production peuvent également être adaptées et optimisées en temps réel. Cela permet notamment une plus grande flexibilité face aux commandes urgentes, pour choisir des verres ou des finitions spécifiques ou réagir en fonction des besoins et permettre une traçabilité des produits.

Mise à disposition de données par le biais d’interfaces définies et ouvertes

Les scénarios d’une production en réseau et complète s’avèrent possibles en mettant à disposition toujours plus de données et en donnant une idée plus précise des processus. Il sera donc d’autant plus important de disposer prochainement d’interfaces communes, définies et ouvertes pour les machines et les logiciels, qui permettront de manière fiable cette mise en réseau de grande envergure entre les fournisseurs de machines et de logiciels de qualité. Par exemple, un comité de direction de la VDMA (Association allemande des constructeurs de machines et d’équipement) travaille avec la participation de HEGLA-Hanic, Grenzebach et A+W sur une plateforme commune OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) afin de créer une base pour ces processus.

La manière et l’importance avec lesquelles une production ou même l’ensemble de l’entreprise doit s’adapter aux futures exigences de l’industrie 4.0 ou peut tirer profit de ces développements dépendent de chaque situation. Ainsi, différentes évaluations peuvent être faites en fonction du portefeuille de produits ou de la niche. Dr. Jan Schäpers conseille ici une analyse complète du parc de machines existant, des flux de travail existants, de la communication, des besoins en information, des logiciels existants ainsi que l’analyse des coûts et de l’utilité des avantages qui en résultent. Ainsi, pour les productions exigeantes de verres dont les prix sont élevés et coûteux en temps, il peut être utile d’utiliser le suivi par marquage laser. Au sein des petites entreprises, nous recommandons l’utilisation et l’intégration d’un logiciel ERP actuel et d’avenir avec un accès au niveau machine et une connexion à une application. Dans de nombreux autres cas, en plus d’une automatisation supplémentaire, par exemple grâce à des systèmes de transport sans conducteur entre les différents centres de traitement, les possibilités étendues de télémaintenance et la part croissante du système de capteurs dans les machines peuvent s’avérer intéressantes. Les installations peuvent donc surveiller l’état technique par le biais d’un balayage continu et également prévoir le prochain entretien et le remplacement des pièces d’usure.

Une intégration et une mise en réseau approfondies sont progressivement réalisables en identifiant les domaines pertinents et prometteurs et, au final, englobent parfaitement l’entreprise ou la société – de la saisie des commandes à la gestion de la production, en passant par tous les processus commerciaux et la planification de la production – et offre un potentiel maximal de croissance organique pour contrôler, optimiser ou gérer l’ensemble des processus.

 

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Carsten Koch
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E-mail : carsten.koch(at)hegla.de 

Photo 1 : Les exigences respectives d’une solution industrie 4.0 ou d’une production en réseau dépendent de chaque situation, de sorte qu’une évaluation préalable de l’inventaire et une analyse des besoins du parc de machines existant, des flux de travail existants, de la communication, des besoins en information, des logiciels existants ainsi que l’analyse des coûts et de l’utilité constituent une partie importante du processus de transformation.

Photo 2+3 : Désormais, l’opérateur ne dépendra plus de l’accès local aux données via la console de commande, mais pourra, à titre d’exemple, déclencher une nouvelle commande notamment pour un verre endommagé, déterminer l’emplacement d’une structure de verre, récupérer des informations sur l’entretien, signaler une panne ou commander à nouveau des consommables via une application développée par HEGLA New Technology.