Les GPS bien tracés pendant leur fabrication
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Les GPS bien tracés pendant leur fabrication
Solutions info r m a t i q u e i n d u s t r i e l l e Les GPS bien tracés pendant leur fabrication H D évelopper des produits de haute technicité est une chose, faciliter le travail des opérateurs et des sous-traitants en est une autre. Mais Magneti Marelli, filiale du groupe Fiat, voulait parvenir à concilier les deux. Patrick Thimonier, technicien “moyens, maintenance et investissements” chez l’équipementier italien, en explique les raisons : « sur notre site de Châtelleraut (dans la Vienne), nous concevons et fabriquons des systèmes électroniques pour la plupart des grands constructeurs automobiles, notamment des tableaux de bord, des L’essentiel systèmes de navigation et différentes gammes de moPPour améliorer la traçabilité dules d’habitacle (modules sur ses lignes de production de lève-vitres ou de correcd’équipements multimédia, Magneti Marelli a déployé, tion d’assiette de phares, en partenariat avec Siemens, entre autres). La conception des blocs fonctionnels de ces produits est entièrequi communiquent avec ment réalisée en interne, le logiciel MES via des fichiers depuis les cartes électroXML. niques jusqu’aux logiciels, PCes blocs sont livrés aux en passant par les études sous-traitants qui dévelopmécaniques. Sur nos lignes pent les programmes de production, nous avons automates des lignes besoin d’assurer une traçade production. bilité complète, à la fois PMagneti Marelli en a profité pour garantir que le bon pour revoir l’architecture composant est intégré dans de ses machines : aujourd’hui le bon produit, et aussi pour un seul PC industriel remplit avoir la preuve que les opéles fonctions de plusieurs rations d’assemblage se sont automates et d’un Panel PC. bien déroulées. » Pour ces PSur les lignes les plus fonctions de traçabicomplexes, Magneti Marelli lité, Magneti Marelli utia également déployé une solution de sécurité intégrée. lisait jusqu’à présent un système basé sur 46 Magneti Marelli Sur son site de Châtellerault, Magneti Marelli réalise des tableaux de bords et des systèmes de navigation pour différents constructeurs automobiles. Afin d’améliorer le suivi des composants sous-traités, l’équipementier a mis en place un nouveau système de traçabilité à base de fichiers XML. Le projet a été déployé sur une chaîne de fabrication de systèmes GPS qui a été équipée d’un seul PC industriel pour remplacer différents automates. Désormais les lignes de production peuvent être facilement déplacées d’un site à l’autre. Magneti Marelli Solutions Un exemple d’équipement multimédia automobile fabriqué par Magneti Marelli. de fournir des fichiers XML pour chacun de leurs produits, mais ils utilisaient des logiciels différents et tous ne maîtrisent pas forcément ce langage, d’où certains problèmes de compatibilité. Enfin, lorsque nous demandions à un intégrateur de développer une nouvelle ligne de fabrication, le script servant à envoyer les fichiers XML au logiciel MES devait chaque fois être réalisé sur mesure. Il nous fallait donc trouver une solution plus pérenne et qui facilite le travail de nos différents partenaires. C’est pourquoi nous avons lancé un vaste projet de standardisation et d’uniformisation de nos lignes de production. » Traiter la traçabilité dans l’automate Les produits sont suivis à chaque étape de leur fabrication grâce à des fichiers XML qui contiennent des informations sur les composants utilisés et les opérations réalisées. des échanges de fichiers XML. Mais ces derniers étaient générés et analysés de plusieurs manières différentes, ce qui n’était pas sans poser quelques problèmes. En effet, selon les lignes de production, les fichiers XML pouvaient être générés par la supervision (grâce à un script développé dans le logiciel ProTool de Siemens), par le système MES (FactoryLink d’UGS, aujourd’hui Siemens PLM Software), ou encore via des scripts en VisualBasic. « Ce principe de fonctionnement devait être amélioré pour trois raisons, poursuit Patrick Thimonier (Magneti Marelli). D’abord, le logiciel ProTool utilisé dans les pupitres pour générer nos fichiers XML arrivait en fin de vie. Ensuite, nous demandions à nos sous-traitants MESURES 839 - novembre 2011 - www.mesures.com Une ligne pilote est désignée pour le projet. Il s’agit d’une ligne de fabrication de systèmes multimédia “tout-en-un” que Magneti Marelli appelle également équipements de “télématique”. Ce sont des appareils remplissant les fonctions de GPS, de tuner radio, de téléphone et de lecteur CD/ DVD. Patrick Thimonier est chargé de la rédaction du cahier des charges du projet : il souhaite disposer d’un bloc fonctionnel unique pour la traçabilité, utilisable aussi bien en interne que par les sous-traitants et les intégrateurs. Vincent Dujardin, assistant technique chez Siemens, répond à cette attente avant même que l’appel d’offres ne soit lancé car il connaît bien la société pour avoir déjà collaboré à quelques projets. « J’ai réalisé un premier développement de démonstration car j’entretiens depuis longtemps de bonnes relations avec l’équipe de Magneti Marelli, explique-t-il. Je souhaitais leur montrer les possibilités offertes par WinAC, l’environnement de développement pour nos automates sur base PC, et notamment l’outil WinAC ODK qui autorise la programmation des fonctions en C. » Suite à la présentation de cette solution technique, Magneti Marelli rédige l’appel d’offres définitif et c’est naturellement l’équipe technique du groupe allemand qui est retenue pour réaliser ce projet. Grâce à WinAC ODK et à des librairies DLL développées sous Microsoft Visual Studio, Vincent Dujardin met au point un système de blocs fonctionnels servant à la fois à récupérer les informations sur les composants sous-traités et à générer des rapports pour le logiciel MES. Le principe est le suivant : quand l’opérateur dépose une pièce sur le tapis roulant menant à une des machines de la ligne, l’automate génère un “bloc question” qui est envoyé au système MES. Ce dernier contient des informations sur le composant et sur le produit final à fabriquer. Le logiciel MES renvoie un “bloc réponse” pour informer l’opérateur s’il s’agit ou non de la bonne référence. Une fois le composant assemblé, l’automate envoie un “bloc rapport” pour avertir le MES que l’opération s’est bien déroulée. Le cycle se répète sur chacun des postes d’assemblage qui composent la ligne, jusqu’à obtention du produit final. Ainsi, en bout de ligne, le “bloc rapport” contient les informations nécessaires à la traçabilité de tous les composants ainsi que la liste de toutes les opérations réalisées. La seule condition préalable à la mise en place de cette solution était que tous les automates de la ligne de fabrication parlent le même langage. Comme les blocs sont développés sous WinAC, ils doivent impérativement tourner sur des PC industriels Siemens équipés du runtime WinAC RTX. Mais loin de considérer cela comme une contrainte, Magneti Marelli y voit une bonne occasion d’harmoniser ses machines. « Auparavant, chaque poste d’assemblage était équipé de son propre automate, rapporte Patrick Thimonier (Magneti Marelli). Leur remplacement par un seul PC industriel a rendu possible la simplification de l’architecture de la machine tout en réduisant nos coûts matériels de manière drastique. De plus, c’est pour nous un bon moyen de faciliter la maintenance, puisque jusqu’à présent, nos lignes de fabrication pouvaient être dotées d’automates de quatre ou cinq constructeurs différents. En choisissant un constructeur unique, nous n’avons plus qu’un seul interlocuteur en cas de problème technique ainsi que pour la commande de pièces détachées. » La décision est donc prise d’installer un PC industriel sur la nouvelle ligne de fabrication d’équipements télématiques. Mais Vincent Dujardin (Siemens) estime que l’architecture peut être encore optimisée : si le PC industriel est suffisamment puissant pour remplacer tous les automates des différents postes d’assemblage, pourquoi ne pas lui confier également les tâches de traçabilité jusqu’alors exécutées dans le pupitre opérateur ? Ainsi, il ne sera plus nécessaire d’installer un Panel PC en bord ➜ MESURES 839 - novembre 2011 - www.mesures.com 47 Solutions Solutions Magneti Marelli La sécurité intégrée, dernière étape du projet ➜ de ligne. Un simple afficheur déporté suffira. L’idée est aussitôt adoptée et le projet démarre… Un PC industriel pour toute la ligne cette société depuis longtemps, commente Emmanuel Coutansais, cofondateur d’Actech. Il s’est avéré non seulement qu’elle avait déjà travaillé pour Magneti Marelli par le passé, mais aussi qu’elle était certifiée SSC (Service et Support Client) par Siemens. Fast Integration était donc l’interlocuteur idéal pour ce projet. » La ligne pilote est lancée en 2009 et Magneti Marelli en est immédiatement satisfait. « Grâce à cette nouvelle architecture simplifiée, un seul câble Ethernet parcourt toute la ligne. Du coup, les postes d’assemblage peuvent être débranchés et rebranchés en quelques minutes ! se réjouit Patrick Thimonier (Magneti Marelli). Pour nous cela change tout, car Magneti Marelli-Fast Integration La conception mécanique de la ligne de production est confiée à Actech. Ce bureau d’études mécaniques et électroniques du Maine-et-Loire a racheté en 2009 la société AMS (Anjou Machines Spéciales) qui est justement spécialisée dans la conception de postes d’assemblages pour chaînes de fabrication. Pour les automatismes, Actech fait appel à Fast Integration. « Nous connaissions en plus des fonctions d’automatismes traditionnelles. « Nous avons conservé le découpage de la ligne en quatre zones, mais le passage de la sécurité câblée à la sécurité “logicielle” permet aux opérateurs d’intervenir dans une zone sans arrêter toute la ligne, explique Patrick Thimonier, technicien responsable des investissements chez Magneti Marelli. Nous avons ainsi constaté une nette diminution de nos temps d’arrêts de production. » L’équipementier italien tire d’autres avantages de cette solution de sécurité intégrée. Du point de vue du câblage, d’abord : non seulement les coûts de ce dernier sont réduits car les trames ProfiNet et ProfiSafe transitent sur les mêmes câbles, mais en plus il y a beaucoup moins d’opérations pour déménager une ligne de production d’un site à un autre. « Désormais, lorsque celles-ci sont démontées pour être remontées ailleurs, il n’y a plus que des connecteurs RJ45 à débrancher et à rebrancher, et l’application est prête à redémarrer. On gagne énormément de temps », complète Patrick Thimonier (Magneti Marelli). Magneti Marelli Le projet d’amélioration de la traçabilité, qui a donné lieu au remplacement des différents automates par un seul PC industriel, a d’abord été déployé sur une ligne de fabrication d’équipements “télématiques” (des systèmes multimédia tout-en-un). Ces produits étant particulièrement complexes, la ligne de fabrication est très étendue. Pas moins de trois opérateurs doivent travailler simultanément pour alimenter la ligne en composants, superviser les phases d’assemblage et de contrôles automatiques, et récupérer les produits finis. Le tout avec des temps de cycles extrêmement courts, de l’ordre de 30 secondes. Dans ces conditions, on comprend que les services méthodes attachent beaucoup d’importance à réduire les temps d’arrêts. Aussi, dès que l’architecture à base de PC industriel a été validée, les techniciens de Siemens et de Magneti Marelli ont commencé à réfléchir au déploiement d’une solution de sécurité intégrée. Aujourd’hui, la ligne en question est équipée d’un PC industriel Microbox 427C F qui prend en charge les fonctions de sécurité Les panel PC qui généraient les fichiers XML de traçabilité ont été remplacés par de simples afficheurs. Quant aux armoires électriques, elles ne contiennent plus que les variateurs et les stations d’entrées/sorties. IP des machines lorsque nous développons les programmes automates », commente Alain Languereau, directeur de Fast Integration. Depuis deux ans, le principe du PC industriel unique a été appliqué sur tous les nouveaux projets. Six lignes de ce type sont déjà en fonctionnement, et douze autres sont en préparation. Entretemps, le PC industriel a évolué. Le modèle MicroBox 427B a laissé place au MicroBox 427C, plus puissant et équipé d’un processeur double cœur. « Bien sûr, pour certaines des machines qui n’exécutent que des tâches simples, ce PC industriel double cœur peut paraître surdimensionné, reconnaît Frédéric Lentz, responsable “produits automatismes embarqués” chez Siemens. Mais Magneti Marelli y trouve son compte car il n’a plus qu’une seule référence de matériel à gérer. Et puis, il faut signaler que ce changement de modèle fut totalement transparent, car notre environnement de développement permet d’écrire des programmes en faisant abstraction du matériel. » Qu’en est-il de la traçabilité ? Les blocs fonctionnels développés à l’initiative de Vincent Dujardin sont aujourd’hui la propriété de l’équipementier automobile, qui les utilise pour chaque nouveau projet. Depuis lors, les interactions avec les différents partenaires sont nettement facilitées. Tous les sous-traitants emploient désormais ces blocs fonctionnels, et on ne déplore plus aucun problème de compatibilité entre fichiers XML. Mais surtout, pour les partenaires comme Fast Integration qui développent des programmes automates, il n’y a plus rien à coder en ce qui concerne la partie traçabilité, puisqu’il suffit d’intégrer dans les programmes les blocs fonctionnels fournis par Magneti Marelli. Au final, ces blocs fonctionnels sont donc devenus un nouveau standard chez l’équipementier. « Et ils vont le rester, conclut Patrick Thimonier (Magneti Marelli). En effet, même si nous avons en projet de changer notre logiciel MES pour passer à SimaticIT, nous allons continuer d’utiliser les mêmes outils de traçabilité à base de fichiers XML. » Frédéric Parisot Le PC industriel Microbox 427C F remplace tous les automates de la ligne, ainsi que les contrôleurs de sécurité. Le schéma d’architecture de la ligne montre le rôle central joué par le PC industriel. Ce dernier fait la passerelle entre le réseau machine et le réseau de l’entreprise. 48 nous développons régulièrement des machines pour d’autres filiales, et nos techniciens passent beaucoup de temps à monter les lignes pour vérifier leur bon fonctionnement et à les démonter avant de les envoyer à la filiale destinatrice. On gagne aussi beaucoup de temps lorsque des machines nous sont envoyées pour être réparées. Enfin, comme ces nouvelles machines utilisent des composants d’un constructeur reconnu et implanté partout dans le monde, nos collègues qui les exploitent à l’autre bout du monde sont capables de prendre en main les équipements très rapidement. » Cette architecture simplifiée facilite également la configuration des machines. Le PC industriel dispose de deux interfaces réseau (un port ProfiNet et un port Ethernet classique) qui simplifient le travail des intégrateurs. « Le réseau interne de la machine est complètement isolé du réseau d’entreprise, ce qui fait que nous n’avons plus à gérer le paramétrage des adresses MESURES 839 - novembre 2011 - www.mesures.com MESURES 839 - novembre 2011 - www.mesures.com 49