Les experts de Sirris nous parlent de l'usine pilote '4.0 Made Real by Sirris'

Le 7 novembre, Sirris lance sa nouvelle usine pilote '4.0 Made Real' à Hasselt et à Liège. Ce concept unique en son genre vise à rendre le concept Industrie 4.0 tangible pour les PME. De nombreux experts Sirris de différentes spécialisations sont impliqués dans ce projet. Nous avons demandé à quatre d'entre eux d'expliquer l'initiative.

Pourquoi une usine pilote '4.0 Made Real' ?

« Industrie 4.0 est un nouveau concept. Pour une PME moyenne, il est difficile d'estimer ce qu’il peut signifier pour elle dans la pratique. Afin d'aider les PME, nous avons transformé le laboratoire d'application de notre site de Hasselt en un environnement de production. Tous les aspects pratiques que les entreprises manufacturières doivent traiter y sont abordés. Par ailleurs, en ce qui concerne l'additive manufacturing, cet environnement collabore avec notre site liégeois, qui fait office de fournisseur externe. Voilà d’où notre programme tire son nom : nous faisons de Industry 4.0 une réalité, nous rendons 4.0 réel », explique Bart Verlinden, Program Manager Smart & Digital Factory.

« Industrie 4.0 est synonyme d'un niveau de connectivité plus élevé entre les différents composants d'une usine. Cela signifie que l'ensemble de la chaîne de production passe au numérique. L'évolution vers la numérisation se fait très rapidement. Nous avons lancé l'initiative 4.0 Made Real sur la base de nos contacts quotidiens. De nombreuses PME nous ont en effet dit qu'elles ne s’y retrouvaient plus. Le marché réagit à la numérisation avec de nombreuses solutions. Toutefois, la mise en œuvre est jusqu'à présent assez limitée, car les entreprises (malgré cette offre énorme ou à cause d’elle) ne savent pas comment et par où entamer la numérisation de leur production. Pour les aider à trouver des réponses à leurs questions, nous avons commencé à bâtir notre propre usine numérique », souligne Peter ten Haaf, Program Manager Precision Manufacturing.

« L’Additive Manufacturing est déjà une technique numérique en soi. Elle implique une grande quantité de données, mais il s’agit généralement de machines autonomes sur le site de production. Leur liaison à d'autres machines de production dans la chaîne de production et l’utilisation des données s'inscrit pleinement dans le contexte d'Industrie 4.0. En pratique cependant, cela ne va pas de soi. Bien trop souvent, les machines d'impression 3D ne sont pas intégrées dans l'atelier », poursuit Benjamin Denayer, Team Leader Additive Manufacturing.

« La capture et l'utilisation des données de processus sont importantes pour l’additive manufacturing, et ce dès le début des poudres. Ces données garantissent en effet la traçabilité sur l'ensemble du processus de production, ce qui peut profiter à la garantie de qualité. Cette garantie, les fournisseurs de pièces imprimées en 3D la demandent tout autant que les utilisateurs. Pour cela, les machines doivent être connectées. Au cours de nos ateliers dans nos laboratoires de Liège, rassemblant des machines de différents fournisseurs, nous nous sommes rendu compte qu'il était difficile de les connecter et de les faire communiquer entre elles en raison des différents protocoles et langages de programmation employés. Il existe des solutions sur le marché, mais elles sont liées aux fournisseurs ou ne sont pas à la portée des PME. Toutefois, si l'on veut utiliser la traçabilité à des fins d'assurance qualité, il est essentiel de relier les machines d'additive manufacturing au reste de la chaîne de production. Nous voulons déterminer comment réaliser cet objectif », conclut Olivier Rigo, Team Leader Additive Manufacturing.

Que signifie tout ceci en pratique ?

« Nous voulions nous poser les mêmes questions que les PME dans leur transition de la production analogique vers la production numérique. Nous sommes partis de notre installation pilote existante. Nous l’avons d'abord adaptée, développée et enrichie de nouvelles technologies telles que le polissage par cobot et par vibration ou encore une cellule de préassemblage et d'assemblage. Elle est ainsi devenue un environnement de production Industrie 4.0 représentatif et à part entière, de la commande à l’expédition. Nous avons opté pour la production d'un produit déjà connu (une montre) que nous pouvons personnaliser à un coût de production relativement faible. Comme dans une entreprise de production moyenne, nous disposons de différentes machines de différentes marques, qui ne peuvent pas toutes être connectées. Nous avons ainsi dû affronter les défis de la pratique quotidienne un par un, et nous avons aussi recherché les obstacles possibles et leurs solutions potentielles. Forts de notre expérience, nous ne proposons donc pas aux entreprises des solutions à prendre ou à laisser, mais plutôt différentes possibilités de répondre à la situation personnelle de chacun. Afin de proposer le scénario le plus réaliste possible, nous faisons fabriquer les boîtiers des montres par additive manufacturing sur notre site de Liège. Ils sont ensuite envoyés à Hasselt, où les produits doivent être dotés d’un eID, » explique Peter ten Haaf.

« Sur notre site de Liège, nous nous intéressons à la façon de collecter et stocker toutes les données de production et de contrôle pendant la production grâce à un eID. Il s’agit d’un passeport produit numérique qui contient les données de production et permet la traçabilité. Notre objectif est que ce passeport numérique stocke toutes les données entre les différentes entreprises, et qu’il soit aussi possible d’y ajouter des données. Nous envisageons en outre de capturer davantage de données de processus, de simuler à l'avance le processus d’additive manufacturing et de pouvoir aussi stocker ces informations via l'eID, » poursuit Benjamin Denayer.

Olivier : « La traçabilité via un tel eID est également importante pour l'assurance qualité finale. Des études ont déjà montré par exemple que l'origine d'un matériau comme l'aluminium ou le taux d'humidité pendant le stockage pouvaient avoir un impact sur la qualité des poudres, et donc sur le produit final. Nous voulons capturer et enregistrer toutes les données relatives à l'origine, au stockage, aux matériaux en vrac, chaque étape du processus, ou encore la stabilité des processus et des matériaux. Ces informations accompagnent le produit tout au long de la chaîne », poursuit Olivier Rigo.

Peter : « Grâce à cet eID, il doit être possible de retracer l'historique complet d'un produit et chaque partenaire dans la chaîne doit pouvoir ajouter des données de production. Il est ainsi possible de détecter tous les problèmes rapidement et avec précision », ajoute Peter ten Haaf.

Qu'est-ce qui rend l'usine pilote '4.0 Made Real' unique ? Qu’est-ce que les entreprises ne trouveront nulle part ailleurs ?

« Industrie 4.0 est un thème à la mode. De nombreuses solutions sont disponibles, mais il ne s'agit souvent que d'une solution partielle, d'une démo ou d'un beau projet sur papier. Nous voulons tout rassembler dans un véritable environnement de production. Nous étudions tout nous-mêmes afin que les entreprises aient une image aussi complète et réaliste que possible de la pratique, sur mesure pour les PME. Nous construisons plus qu'un simple démonstrateur : il s’agit d’un environnement de test dans lequel les entreprises, les fournisseurs et nos experts peuvent tester et développer des produits et des machines nouveaux et existants », répond Bart Verlinden.

« Nous ne nous bornons pas à montrer aux entreprises intéressées ce que nous avons réalisé jusqu'à présent. Elles peuvent venir expérimenter elles-mêmes dans notre usine pilote. Forts de notre expérience, nous pouvons leur proposer différentes options et solutions, en fonction de ce qui convient le mieux à leur contexte et à leur situation. Les fournisseurs de solutions qui envisagent une mise sur le marché peuvent eux aussi tester, démontrer et développer leur innovation ici », explique Peter ten Haaf.

« Sur le site liégeois, nous travaillons à l'amélioration de l'assurance qualité des pièces imprimées en 3D pour les fournisseurs de composants et de technologies, ainsi que pour les utilisateurs. La totalité de la chaîne des processus est contrôlée via l'eID. Il est ainsi possible de démontrer la capacité du processus d’AM par rapport aux technologies traditionnelles, ce qui accroît la confiance. Nous étudions en outre la façon de générer moins de rebuts, en employant les données de processus enregistrées par les capteurs pour les simulations de processus. Nous pouvons ainsi vérifier à l'avance si une pièce peut être fabriquée en utilisant l’additive manufacturing, quels problèmes peuvent survenir, quelles seront les propriétés, etc. Ces informations peuvent elles aussi être stockées dans l'eID », explique Olivier Rigo.

Pour '4.0 Made Real', quelle est la suite de l’histoire ?

« Nous travaillons actuellement à la connexion et à la numérisation des différentes étapes de production. L'étape suivante consiste à analyser de plus près les différents processus et machines et à générer des données à partir de ceux-ci. Pour ce faire, nous étendons les méthodes actuelles de capture des données et nous introduisons des algorithmes d'analyse de données intelligents, pour pouvoir contrôler et ajuster les processus. À terme, nous voulons ainsi être en mesure de surveiller et de corriger les processus en temps réel. Nous collaborons avec différents partenaires technologiques. Nous développons et testons leurs solutions. Nous voulons augmenter progressivement ce nombre de partenaires, à mesure que de nouveaux développements arriveront sur le marché », explique Peter ten Haaf.

« Nous voulons également étendre nos méthodes de contrôle pour l’additive manufacturing, y compris le contrôle in situ du bain de soudure pour un contrôle de qualité initial et un système de monitoring interne pour la poudre », poursuit Olivier Rigo.

« Tous les nouveaux développements seront progressivement intégrés et mis en œuvre dans notre environnement pilote. Nous allons avant tout utiliser celui-ci pour réaliser des études de faisabilité. Par ailleurs, nous allons mettre en place des programmes de formation pour les PME. Ces entreprises pourront ainsi acquérir assez de connaissances pratiques et d'expérience pour commencer à travailler dans leur propre usine »", ajoute Bart Verlinden en guise de conclusion à notre panel. 



Cet article fait partie de notre campagne ‘4.0 made real by Sirris’ qui illustre la faisabilité des technologies 4.0 dans l’industrie.
Si vous souhaitez en savoir plus, rendez-vous sur notre page web de 4.0 Made Real ou notre page LinkedIn!