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Auteur(s)
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Michel JUBIN : Responsable du Service « Études Avancées », Département Automatisation et Organisation de la Production, CETIM (Centre Technique des Industries Mécaniques)
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Une évolution particulièrement importante des techniques de production a pris place vers la fin des années 60, caractérisée par l’avènement de l’automatisation flexible 1.2.1.
Elle est le fruit de la conjonction entre :
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une évolution des besoins : marché de plus en plus diversifié, éclatement des variantes, petits lots... ;
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une évolution de l’offre : la machine-outil à commande numérique (MOCN) arrive dans son ère industrielle, les robots industriels apparaissent (le premier aux États-Unis en 1968), ainsi que les minicalculateurs industriels et les automates programmables (1969) ; les microcalculateurs sont arrivés plus tard (1978).
Dès son apparition, l’automatisation flexible de la production a été étroitement liée à l’usinage. Aujourd’hui encore, ce domaine reste prépondérant parmi les différentes réalisations en place.
En effet, d’une part l’usinage est de loin le procédé le plus employé en mécanique ; il est réalisé sur des machines-outils spécifiques vis-à-vis d’opérations, mais universelles, c’est-à-dire non liées à une pièce particulière : tours, fraiseuses, perceuses...
D’autre part l’automatisation de l’usinage est un souci de toujours. Elle met en jeu la fonction usinage proprement dite, ainsi que des fonctions annexes tout aussi importantes : transfert, stockage, chargement, positionnement, bridage, contrôle...
Avec l’automatisation flexible apparaît également la notion de système : des éléments de provenances diverses sont associés entre eux pour constituer un atelier flexible, d’où des difficultés :
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au niveau de la conception des futures installations : compatibilité des éléments, performance des communications, nécessité d’un maître d’œuvre ;
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en exploitation : fiabilité du système, supervision de l’ensemble, formation du personnel.
Cette notion de système préfigure l’intégration, dont le but est d’améliorer la circulation des données par la réalisation de nouvelles liaisons entre plusieurs fonctions informatisées, sans se limiter à l’atelier. L’objectif est de décloisonner, par étapes, une entreprise industrielle afin d’améliorer l’échange des données entre ses différents services : conception, fabrication, maintenance, gestion de production, gestion administrative et commerciale. Il s’agit de définir une informatisation cohérente, planifiée dans le cadre d’un schéma directeur, en visant l’unicité et le partage des données. C’est le nouveau défi des années 90.
Ce sujet, déjà publié dans la rubrique Automatique dans le traité Informatique industrielle, intéresse certainement le mécanicien. C’est pourquoi nous le publions aussi dans le présent volume.
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Exemples1. Caractéristiques des ateliers flexibles
1.1 Historique
Le premier atelier flexible voit le jour aux États-Unis en 1967 ; d’autres réalisations suivent puis s’étendent au Japon (1970) et à l’Europe.
Le domaine concerné est au départ essentiellement le fraisage de pièces de type carter, pour l’aviation, le machinisme agricole, l’armement ou la machine-outil... Ce sont en effet des pièces produites en petites et moyennes séries, qui sont parfaitement adaptées à la technologie alors disponible (centres d’usinage à commande numérique, palettes et convoyeurs), et leur forte valeur ajoutée permet de contribuer à la rentabilité de l’installation.
Le développement est ensuite rapide dans les années 80, quoique dans le même temps la notion de cellule (cf. 1.4) remplace peu à peu celle d’atelier : en effet, l’atelier demeure une installation très onéreuse (de l’ordre de plusieurs dizaines de millions de francs jusqu’à plus de 100 MF) et nécessite une étroite adéquation entre une production identifiée et stable dans le temps, bien que diverse, et les moyens mis en œuvre. Par ailleurs, d’autres évolutions se manifestent :
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les progrès du robot industriel ouvrent la voie à de nouvelles applications :
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tournage en usinage ;
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constitution de cellules flexibles pour d’autres procédés (peinture, soudage, parachèvement, assemblage, palettisation) ;
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les développements de la commande numérique (CN) s’étendent à d’autres domaines que l’usinage, ouvrant là aussi la voie aux ateliers flexibles :
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découpe (poinçon, laser, jet d’eau) ;
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cintrage ;
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usinage par électro-érosion (UEE) ;
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pliage ;
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traitement de surfaces ;
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le champ d’application des ateliers flexibles dépasse la mécanique : travail du bois, du cuir...
1.2 Définitions
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