conception des lignes de production par des

S’adapter à la situation tout en conservant une vision d’avenir
TECHNOLOGY
CONCEPTION DES LIGNES DE PRODUCTION
PAR DES INGÉNIEURS INTERNES
L’industrie automobile est frappée de
plein fouet par la crise économique. Le
Groupe Alro (Dilsen-Stokkem), une entreprise familiale belge spécialisée
dans la peinture de voitures et de camions, a été contraint de réduire sa voilure en Belgique. Et en Chine, il a dû se
défaire d’une joint-venture qui n’avait
pas deux ans. La société a cependant
investi cet argent dans de nouvelles installations. Et en a profité pour améliorer sa compétitivité. Par Alfons Calders
D
ans sa filiale slovaque, le Groupe
Alro a démarré en 2012 une ligne
de laquage automatisée. Un investissement et un projet d’ingénierie qui ont été décidés en
2009, en pleine crise. Sans rogner sur la qualité
des installations, Alro a réussi à limiter le coût
de son investissement à deux niveaux. D’abord
en profitant de ses connaissances en coating :
les responsables belges de la production et de
la maintenance ont conçu eux-mêmes les
lignes automatisées. Ensuite, en s’adressant à
un fournisseur chinois pour la construction en
acier, fournisseur trouvé grâce à l’expérience
acquise en Chine dans la joint-venture. Cette
approche a eu une influence positive sur le
coût total de l’investissement. Par ailleurs, le
concept a été mis au point grâce à une simulation numérique qui est utilisée aujourd’hui
pour optimaliser la planification journalière.
Les connaissances fondamentales accumulées
pendant la construction, gérée de près par l’entreprise, et la simulation employée dans le
planning quotidien rendent l’exploitation plus
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RV/Alro
La conception de la ligne de laquage automatique du site slovaque a été optimalisée via une simulation numérique.
flexible et moins chère. Ce qui se traduit par
des prix plus compétitifs.
Cette expérience est aujourd’hui recyclée dans
des projets d’optimalisation plus limités. Dans
un avenir proche, de nouvelles lignes vont être
construites en utilisant la même méthode de
travail. Le fin mot de l’histoire, c’est une PME
belge qui réussit à améliorer sa compétitivité
dans un contexte de crise aiguë. Industrie Technique & Management s’est entretenu avec Carl
Bruyneels, directeur technique et Davy Roox,
ingénieur en automatisation du Groupe Alro.
INVESTIR EN PLEINE CRISE
Lors du lancement de la filiale slovaque en
2006, une petite ligne de laquage a été installée. Ensuite, on a construit une installation
KTL (Kathodische TauchLackierung, bain de laquage électrostatique) de même qu’une ligne
de laque à poudre brillante. En 2010, un projet
d’envergure a été lancé: une installation à poudre mate. L’ingénierie a été pour la première
fois prise en charge par l’entreprise elle-même.
INDUSTRIE TECHNIQUE & MANAGEMENT ● SEPTEMBRE 2013
Avec d’excellents résultats. Déjà à l’époque,
elle appliquait une politique particulière
(qu’elle appelle le principe McDonald) : dans
toutes les usines d’Alro – en Belgique comme
en Slovaquie – toutes les lignes utilisent de façon standardisée un seul modèle de contrôleur, la gamme S7 des PLC de Siemens. En outre, toutes les commandes des lignes sont également standardisées, avec les mêmes écrans,
les mêmes symboles, les mêmes ordres... Les
commandes de toutes les machines sont donc
familières à tous les opérateurs, ce qui est pratique quand il s’agit de donner des formations
et d’organiser des postes multifonctionnels.
Cette standardisation est étendue à tous les
composants de l’installation.
Alro s’est lors rendu compte qu’il y avait une
opportunité dans le marché pour une installation de laque liquide pour les plastiques. L’objectif ambitieux que l’entreprise s’est alors fixé
était de réaliser une machine ‘state-of-the-art’
dans les domaines de la flexibilité, du temps
d’encours, du respect de l’environnement et
TECHNOLOGY
des performances économiques. Ceci, en respectant bien entendu les normes de qualités
en vigueur dans l’industrie automobile. Alors
que la logistique autour de la chaîne de laquage s’effectue manuellement (dépôt et collecte des pièces, enlèvement, emballage des
pièces et évacuation des paquets de pièces terminées), le laquage liquide, lui, est entièrement automatisé. C’est obligatoire pour obtenir la qualité exigée. Toujours pour des raisons
de qualité, toute l’installation devait être
construite en respectant les prescriptions des
salles blanches.
INGÉNIERIE EN INTERNE ET
FOURNITURES BON MARCHÉ
La direction d’Alro a décidé de faire réaliser
cette ligne de laquage liquide par une équipe
de projet constituée de ses propres spécialistes
en ingénierie appartenant à plusieurs départements. Ensemble, ils ont commencé à esquisser le concept sur papier puis ont cherché des
fournisseurs. Pour la construction en acier, ils
se sont adressés à des Chinois que l’entreprise
connaissait. Au total, ils ont livré 250 tonnes
d’acier (construction de base de l’installation
et des systèmes de transport, structure de base
et couverture du four et de la salle blanche...).
Pour les éléments à la périphérie du laquage
(appareils d’injection et de dosage), on a fait
appel à Graco, mais les installations ont été entièrement construites et gérées en interne.
Pour l’automatisation, l’entreprise a travaillé
dans la phase de l’ingénierie avec Siemens,
mais ici aussi tout a été assemblé et programmé en interne. Les systèmes de filtration
viennent d’Europe. Et là où c’était possible, on
a récupéré du matériel devenu disponible à
cause de l’optimalisation des lignes de production de l’usine de Genk, rendue inévitable
par la crise. On peut affirmer que 60% de l’installation vient d’Asie et 20 % de fournisseurs
européens. Les 20 % restants sont constitués
de matériaux de récupération.
UN LOGICIEL DE CONCEPTION
3D GRATUIT
Il était nécessaire de concevoir la construction
globale avec beaucoup de précision. D’ailleurs,
la ligne de laquage devait être installée dans un
hall existant. À certains endroits, il a fallu
construire jusqu’à quelques centimètres de la
charpente. Il était donc indispensable de donner aux sous-traitants des plans très détaillés.
Ce projet en 3D a été réalisé par le personnel
d’Alro qui a utilisé un logiciel libre, le programme de CAO en 3D SketchUp de Google. Il
existe aussi une version payante, avec plus d’options, mais elles n’étaient pas indispensables
pour ce projet. Ce logiciel est si convivial qu’on
peut l’utiliser sans avoir suivi de formation préa-
RV/Alro
En Slovaquie, le site produit à 90 % pour l’assemblage automobile bien représenté dans la région.
La sous-traitance
du laquage pour le
secteur de la mobilité
Alro a été fondé en 1976 par Luc Thijs. L’entreprise a grandi dans les environs de Genk
et est aujourd’hui un groupe constitué des
business units suivantes: Alro SA, WCAAlro SA, Recitech SA. S’y ajoutent des sociétés qui n’opèrent pas dans le coating:
Metes, Metech, Agis et Aercon. La division
Traitement de surfaces est spécialisée dans
le laquage de pièces en plastique et en métal pour les voitures, les camions, les véhicules industriels... En fonction du client et
du matériau, différents processus de traitement sont proposés: activation, phosphatage, laquage par électrophorèse, laquage
liquide et laquage poudre (mat ou brillant).
Alro se charge de toute la chaîne logistique,
de la collecte des pièces non traitées
jusqu’à la livraison (en juste à temps) des
produits finis (qui font parfois l’objet d’un
montage). Parmi ses clients, l’entreprise
compte notamment Volvo, DAF, Scania, VW,
Audi, Skoda, BMW, Opel et Porsche.
Depuis plusieurs années, Alro est confronté
au déménagement de ses clients de l’industrie automobile en l’Europe de l’Est. Alro
conserve en Belgique son siège et ses principales unités de production, mais pour suivre son marché, la société a fondé en 2006
une filiale slovaque (Alro Slovakia SRO).
Elle n’est pas destinée à transférer la production belge vers un pays à bas salaire
pour augmenter les marges. Elle s’adresse
aux clients qui se sont établis dans la région. Il arrive qu’Alro ne puisse pas honorer
une commande au prix demandé en produisant en Belgique parce que cela ne serait
pas rentable. Dans ce cas uniquement, Alro
examine si les prix de la filiale slovaque
peuvent être compétitifs. En réalité, les
clients et les produits sont différents: la
Belgique travaille à 80% avec l’industrie
des poids lourds (beaucoup de couleurs, petites séries et un point fort: la société peut
laquer de très grandes pièces). Seuls 20%
de la production belge sont destinés à l’assemblage automobile. En Slovaquie en revanche, on produit à 90% pour l’assemblage automobile bien représenté dans les
environs (peu de couleurs, grandes séries,
avec comme point fort, des itinéraires de
transport courts).
SEPTEMBRE 2013 ● INDUSTRIE TECHNIQUE & MANAGEMENT
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S’adapter à la situation tout en conservant une vision d’avenir
RV/Alro
RV/Alro
La nouvelle ligne a été construite et automatisée en six mois sur base des modèles numériques.
lable. Il permet de dessiner en 3D, de standardiser des objets et de les réutiliser (les armoires
électriques par exemple), de parcourir l’installation, de faire les coupes nécessaires...
TEST VIRTUEL AVANT
LA CONSTRUCTION
En s’appuyant sur les fichiers DWG du modèle
3D, un modèle de simulation du fonctionnement de la chaîne de laquage et de sa périphérie logistique a été réalisé avec l’aide du logiciel PLM de Siemens. Cards PLM Solutions
(Pays-Bas), un Platinum Partner de Siemens
PLM Software, s’en est chargé, en se basant sur
un ensemble d’instructions rédigées par Alro.
Ce modèle a été utilisé par Alro pour vérifier la
construction de la ligne. Il est en effet possible
de tester le fonctionnement complet de la ligne
en fonction de différentes charges et de détecter des goulets d’étranglement éventuels à un
stade précoce... Grâce à ces analyses, la ligne
a été optimalisée, ce qui a permis de gagner
beaucoup de temps lors de la construction
réelle. La construction et l’automatisation ont
été achevées en six mois.
Dans le cadre de l’automatisation, Siemens a
apporté son aide pour la configuration matérielle. Mais ce sont les techniciens d’Alro qui ont
programmé les PLC (avec une communication
safety et Profinet intégrée), les drives (G120 et
S120 avec système Cliq), le RFID, la visualisation (sur la base de PC, avec des panneaux
confortables et mobiles basés sur le réseau sans
fil). Malgré le fait qu’au sein de l’usine slovaque
des techniciens étaient présents lors de la
construction et qu’ils ont rapidement acquis de
l’expérience dans l’exploitation et la maintenance, on a fait appel au soutien des autres
usines. Via Profinet et l’Internet de l’entreprise,
l’installation peut être contrôlée à distance.
Toutes les commandes et toutes les données
sont toujours directement accessibles.
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UNE RÉALISATION À LA
POINTE DE LA TECHNIQUE
La ligne de laquage a été inaugurée en 2012.
Sa flexibilité repose sur son architecture et sur
sa commande. Elle commence par un prétraitement chimique en cinq étapes. Il y a ensuite
dix robots, les uns utilisés pour le moirage et
le reste pour la pulvérisation proprement dite
de la laque. L’étape finale est le séchage au
four. La commande est conçue de manière telle
que toutes les applications nécessaires (laques
à base d’eau ou de solvant, multicouche, couleurs mates ou brillantes) peuvent être mises
en œuvre dans une seule installation. En cas
de peinture multicouche, la commande s’assure que les pièces concernées soient envoyées automatiquement plusieurs fois et dans
le bon ordre à travers la ligne.
RV/Alro
Toutes les usines d’Alro utilisent de façon standardisée la gamme S7 des PLC de Siemens.
INDUSTRIE TECHNIQUE & MANAGEMENT ● SEPTEMBRE 2013
La réduction des coûts repose évidemment sur
la flexibilité de la ligne, mais aussi, dans une
large mesure, sur le logiciel de planification
spécialement développé pour la circonstance.
Il est relié à la prise de commandes et prend appui sur la simulation qui a été conçue pour l’ingénierie. Quand un planning est créé, une simulation vérifie que la production ne risque pas
d’être engorgée tout en ayant une charge suffisante. On peut effectuer ce contrôle en très peu
de temps et tester des variantes pour optimaliser la production. Ce qui permet de générer le
jour précédent le meilleur ordre de succession
possible pour alimenter la ligne.
Un autre facteur d’économie est obtenu en
maximalisant la disponibilité. D’une part, les
spécialistes de la maintenance connaissent la
ligne par cœur: le responsable de la production
en Slovaquie a été fait partie dès le début de
l’équipe d’ingénierie et les techniciens locaux
ont participé à la construction de l’installation.
D’autre part, la simulation préalable a permis
de détecter les éléments qui pourraient former
un engorgement en cas de panne. Ces éléments
font donc l’objet d’un entretien préventif.
Les coûts de production diminuent aussi parce
que l’on s’est intéressé très attentivement aux
économies de matières premières et d’énergie
lors de la conception de l’installation (la récupération et la réutilisation de l’énergie ont été
appliquées partout où c’était possible). Un
exemple. En pilotant les ventilateurs avec des
régulateurs de fréquence, la gestion de l’air
peut être régulée de façon très efficace. Lors
des pauses, on passe automatiquement à un
mode d’économie d’énergie. Il y a suffisamment de rétroactions pour réaliser le suivi de
la production et le contrôle a posteriori des
coûts. Ainsi, l’approvisionnement et l’évacuation des pièces s’effectuent avec un système de
transport Power&Free. Les supports de transport sont équipés de RFID: à chaque moment,
on dispose de toutes les données sur les pièces
à laquer ou déjà laquées (position dans la
ligne, paramètres techniques du processus
pendant le laquage, consommation de laque et
de durcisseur, travaux correctifs éventuels...).
Grâce à ces données, le planning peut aussi
être corrigé en ligne en s’appuyant sur les dernières informations. Avantage pour Alro et ses
clients? L’entreprise est capable de fournir des
produits de qualité à des prix serrés et en respectant un timing strict. ●
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