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Operator support

Dans un contexte de production Industre 4.0, l'opérateur ne disparaît pas, mais travaille plus efficacement grâce à l'utilisation de toutes sortes de technologies intelligentes, telles que la réalité augmentée et la réalité virtuelle, les cobots, l'Internet des objets, ... Comment déterminer lesquelles de ces technologies peuvent offrir une valeur ajoutée et comment les intégrer pour quelle application ? Sirris dispose de l'expertise et de l'infrastructure nécessaires pour aider les entreprises dans ce domaine : à Courtrai, nous avons créé le laboratoire d'application "Smart Assembly & Production". À Hasselt, on se concentre sur le support des opérateurs par le biais de démonstrateurs génériques mis à la disposition des entreprises. Enfin, à Louvain, nous étudions entre autres l'automatisation flexible de la production de composites.

Les laboratoires d’application de Sirris à Courtrai aident les entreprises à tester une assistance opérateur innovante

Afin de préparer les entreprises pour l’avenir, l’expertise des centres de connaissances de Flandre occidentale concernant l’Industrie 4.0 a été rassemblée dans cinq laboratoires flambant neufs, avec le soutien de l’EFRO Vlaanderen, les labos de Construction de machines & Mécatronique, dont l’ouverture officielle a eu lieu le 13 juin.

 

Ces cinq laboratoires forment un ensemble et apportent une réponse aux défis variés auxquels les entreprises sont aujourd’hui confrontées. Ils sont spécialement aménagés pour mettre à la disposition des entreprises de production une infrastructure de démonstration et d’essais haut de gamme. La ville de Courtrai abrite trois de ces nouveaux laboratoires, dont les labos d’application 'Smart Assembly & Production' et 'Smart Production Organisation' de Sirris situés sur le campus courtraisien de l’université de Gand.

 

Dans son labo d’application 'Smart Assembly & Production', Sirris crée un environnement de test dans lequel les entreprises manufacturières peuvent expérimenter des technologies innovantes permettant d’assister les opérateurs dans leurs tâches, telles que l’assemblage. Nous y analysons comment les robots et les humains peuvent collaborer en toute sécurité dans le cadre d’une répartition optimale des tâches. L’on peut notamment y découvrir un robot industriel qui, en mode coopératif, est capable de travailler de manière sûre aux côtés d’un opérateur. Grâce à un robot mobile, les composants peuvent être introduits dans la cellule et en être retirés de manière optimale.

 

Dans le labo 'Smart Production Organisation', nous améliorons des systèmes de production existants en créant de parfaites répliques virtuelles. Des simulations permettent de prévoir de possibles améliorations opérationnelles de ces systèmes.

Amélioration de la productivité et de la compétitivité grâce à l’assistance opérateur

La pression sur le travail augmente dans notre industrie en raison de la complexité croissante des produits, de leurs cycles de vie plus courts et des exigences de qualité toujours plus strictes. Par ailleurs, le personnel technique qualifié se fait plus rare, tandis que la maîtrise du rapport travail/complexité reste un art. Afin de relever les défis liés à la pression de travail accrue et rester compétitif, l'assistance opérateur est cruciale durant le processus de production. Les nouvelles technologies peuvent être utiles à cet égard. Les entreprises peuvent s'adresser à Sirris pour explorer et tester ces évolutions. 

 

Au travers du terrain d’expérimentation Assistance opérateur, nous souhaitons mettre en œuvre des technologies et applications par le biais de démonstrateurs génériques mis à la disposition des entreprises. Nous présentons également ces démonstrateurs (six sur la durée du projet collectif) lors de divers événements et notamment d’ateliers. Nous entendons ainsi guider les entreprises sur la voie de l’Industrie 4.0.

 

Parmi les sujets concrets abordés dans le cadre de ce terrain d’expérimentation, rendu possible grâce au soutien de Vlaio, citons notamment l’assistance physique des opérateurs dans l’exécution de tâches répétitives, lourdes ou à faible valeur ajoutée (des cobots ou robots interviennent en tant qu’assistants) et l’assistance numérique pour la transmission d’informations sur l’exécution concrète des tâches (par le biais d’instructions de travail numériques, de la réalité augmentée, de dispositifs mobiles portables, etc.).

Automatisation flexible de la production composite

Les constructions légères, qui étaient jusque-là principalement demandées dans l’industrie automobile et aéronautique, sont désormais aussi plus en plus recherchées dans d’autres secteurs. Les plastiques renforcés de fibres, qui combinent un poids léger et d’excellentes propriétés mécaniques, constituent à cet égard une alternative prometteuse aux matériaux classiques. Cependant, la production de ces matériaux composites, et en particulier de petites séries d’une complexité moyenne à élevée, est constamment soumise à la pression concurrentielle des pays à bas salaires. Les grandes entreprises disposent de leur propre production automatisée avec des systèmes spécifiques. Leur coût est toutefois trop élevé pour les PME, qui ont généralement besoin d’une grande flexibilité dans cette production à forte intensité de main-d’œuvre.

 

Le projet Cornet CompositesReloaded, une collaboration entre Sirris et l’Institut allemand de technologie textile (ITA) de l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle, vise à introduire une automatisation flexible dans l’industrie composite, et en particulier dans les PME actives dans la production de plastiques renforcés de fibres, par l’introduction de cobots et de cellules de production semi-automatisées. Le projet permet de développer à la fois des stratégies de production et un outil de calcul des coûts pour la production semi-automatisée de plastiques renforcés de fibres. Le groupe-cible bénéficie ainsi de conseils sur la façon de mettre en œuvre des étapes critiques du processus dans la production en utilisant des cobots dans un environnement de production semi-automatisé. 

 

Lors de la Journée Découverte Entreprises,  Sirris a montré deux démonstrations avec les cellules de production développées dans le cadre de ce projet.

 

Un cobot applique un matériau composite sur une pièce d’avion

Cette démonstration montre comment l’automatisation permet à l’industrie aéronautique de réaliser des produits composites de meilleure qualité à moindre coût. Dans la production de produits composites, les textiles sont souvent drapés manuellement d'une manière contrôlée et complexe pour obtenir une forme 3D. C’est un travail à forte intensité de main-d'œuvre. Dans le cadre d'un projet de recherche européen en collaboration avec la RWTH Aachen et la KU Leuven, Sirris étudie comment l'automatisation permet d'obtenir des produits de meilleure qualité et moins chers grâce à des processus plus rapides et plus contrôlés. Cette démonstration montre un concept d'automatisation pour la production d'un raidisseur dans une aile d'avion, où le prépreg est drapé et pressé couche par couche sur le noyau en mousse, l’ensemble étant ensuite durci dans un autoclave.

Automatisation flexible de la production composite grâce à des cobots

Dans la production de produits composites, les textiles sont drapés d'une manière contrôlée et souvent complexe pour obtenir une forme 3D. Au vu de la complexité des opérations, ce drapage se fait généralement manuellement dans le cadre de processus à forte intensité de main-d’œuvre. Sirris a étudié comment l'automatisation permet d'obtenir des produits de meilleure qualité et moins chers grâce à des processus plus rapides et plus contrôlés. Une démonstration a permis de démontrer l’utilité des cobots dans le drapage de textiles. Le concept s’applique à de petites séries et à des pièces présentant d’importantes variations de production. Le cobot reçoit les informations concernant le lay-up correct du système de détection, ce qui permet d’éviter de possibles erreurs humaines dans l’ordre de lay-up. À l’étape suivante, le cobot se dirige vers la bonne pile de textiles. L’outil de drapage saisit les fibres à l’aide de quatre préhenseurs au niveau des angles, se déplace vers le moule et place la feuille de fibre dessus. L’opérateur peut ensuite effectuer le travail de drapage puis donner le signal au cobot de poursuivre avec la couche suivante.