Présentation
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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Lire l’articleINTRODUCTION
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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Conception des systèmes flexibles2. Exemples
2.1 Exemple 1 : Atelier flexible de la SNECMA au Creusot (Saône‐et‐Loire)
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Les produits
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disques de turbine équipant des turboréacteurs civils ou militaires ;
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pièces majeures du moteur : contraintes élevées (température > 600 oC, vitesse de rotation de 10 000 à 20 000 tr/min, effort généré par chaque aube > 1 000 daN) ;
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matière : superalliage difficile à usiner ;
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18 types de pièces réparties en trois familles ;
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gammes de fabrication complexes, avec 22 opérations réparties sur 10 procédés différents ;
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cadence : 180 pièces / mois.
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Les objectifs
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ramener le cycle de fabrication de six mois (moyens conventionnels) à un mois ;
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réduire le coût de production de 20 % ;
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contribuer à l’image de marque de la SNECMA.
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La réalisation
C’est d’abord une usine nouvelle et intégrée, étudiée avec une approche globale :
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budget total : 400 MF ;
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planning - début des études : janvier 85
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première pièce : décembre 87
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cadence nominale : 2e semestre 89.
Situé au cœur de l’usine, l’atelier flexible est un ensemble de machines conventionnelles entièrement automatisé, piloté par un système informatique élaboré (figure 5 et 6). Il est composé de 12 tours verticaux à CN, 4 fraiseuses-pointeuses à CN. Les machines, magasins, postes de palettisation, sont desservis par quatre chariots filoguidés. Les machines sont alimentées en outils (130 types différents) par un système automatisé spécifique (figure 7).
Sur chacune des machines, des opérations différentes, portant sur des pièces différentes, peuvent être enchaînées sans ordre préétabli. Chacune de ces machines est pilotée automatiquement par un système informatique, qui gère notamment les déplacements des pièces par chariots filoguidés,...
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