Fabrication flexible

une réponse avec FASTEMS
par Eléonore ROB ERT, Directeur, Rédacteur en Chef
E n Europe, la France occupe le troisième
rang des pays consommateurs de machinesoutils r eprésen tan t, par c on séquen t, un poten tiel im port ant pou r tou t c on stru cteu r, t ant
de ma chin es que d’outil s, san s ome ttre le ur
environnement. C’est une des ra isons pour la que lle FAS TE M S - qu i se défin it comm e le leader européen de la cellule flexible - a choisi
de s’impla nter sur l ’He xagon e. Une autr e rai son - et non de s moindre s - est d’être à mê me
de m ieu x répondre aux nombreu ses que stions qu e pe uven t se poser les futu rs u tilisa teu rs e t d’ê tre u n interlocuteur de proximité,
ce qui per met u ne me ille ure conn aissa nce de
leu rs c on trai ntes et de leu rs en jeu x e t favorise
un e c ol laboration fru ctue use ga ran tissant la
ré activit é qu ’a tten de nt les donn eu rs d’ordre s.
Qui est Fastems?
Fastem s est u n const ruc teur de ma chi ne s-ou tils fon dé en 1 90 1 en Finl ande. Après
être ent ré dan s le grou pe V ALM E T en tan t que
départ emen t Ma chin es, l a soci été cré e en
19 78 u n départ emen t Systèm es de ma nu ten tion au tom atisés qui devien t u ne division FM S
en 19 83 . En 1 99 4 Faste ms en tre dan s le grou pe H ELV A M ER CA et ven d sa cen tièm e c ellu le
flexi bl e l’an né e su ivant e. En 2000, ce sont
deux cents cellules flexibles qui sont mises
en place. A ve c se s usin es i nstal lées à Tampe re, Fastem s a pou r act ivité la construction et
la fourniture de systèmes d’usinage tels que
machines, robots, systèmes flexibles et service, employan t quel que 2 40 personn es et
ré alisan t un ch iffre d’a ffa ires de 55 m illions
d’euros. Associé au logo Fa tems, on trouve le
ch iffre 87 60 qui représente le nombre d’heures de production annuelles pou r lesque lles
le systèm e de product ion fl exible proposé
peu t c on stitu er la me ille ure stra tégie.
Cellule flexible nouvelle génération
Tous ceu x qu i ont sui vi u n tan t soit pe u les
évol utions de ce qu ’il est c on venu d’appele r
les systè mes de fabric ation flexi bl e n’on t pu
qu e se ren dre compte qu ’ils sont allés ve rs
une plu s gra nde flexibil ité, ce qui pou rra it
se mbler para doxa l. Flexibili té si gn ifie possibilité de changement de campagne rapide, ada ptation des m ach ine s a ux différen ts types de
produc tion, fa cilit é de condu ite, a lime nta tion
et déch argeme nt a utomat iques de piè ces,
etc., bref tout u n en vironn eme nt qu i perm et
de pouvoir e ffe ctue r un e produ ction va riée et
va riabl e san s (ou presque san s) su rvei llan ce.
Nom br euse s u sine s ont in vesti dans ce tte façon de trava iller sans toujou rs, tou tefois, en
retire r le bé néfi ce fin an cier espéré , e t ce tou t
simplement parce que, comme pour toute nouve lle tech nologi e, il fa ut l a roder. P ar a ille urs,
les c om posan ts consti tuti fs d’u n ateli er de fabr icat ion fle xible é taie nt be auc ou p plus on éreux qu’aujourd’hui pour des pe rformance s qui
pa raissa ient , c erte s, importan tes à l’époqu e
mais qui son t faibles au re gar d de ce que l’on
pe ut trouver a ujour d’h ui. Néan moins, ceu x
qui ont cru dans cette application, ont engrangé, sin on a utan t de re tou r sur in vestissemen t qu e prévu , du moins un énorme potentiel de savoir-faire qu i le ur perm et, e n cha ngea nt ce qu i doit l’ê tre à ce jou r, de dépa sse r
les gain s program més … Ga ins d’au tant pl us
importan ts qu e le passage au x 3 5 heures né-
D ans les
années 80 es t
né le c oncept
du F MS pour
Flexible
Manufacturing
S ystems dont
on a pu voir
des exemples
qui rivalisaient
d’ingénios ité,
sinon
d’effic ac ité
véritable, dans
toutes les
ex pos itions
majeures
ten ues dans le
mon de, en
E urope, aux
E tats-Unis et,
surtout, au
Japon. Le
c oncept n’est
pas obsolète,
loin de là, mais
il a évolué au
bénéfic e de
ses
utilisateu rs .
Fig. 1 - Fa stems propose des systèmes de production flexible sta ndard ou personnalisés. On
voit, ici, le syst ème magasin de palettes flexible
FPM , standard, constitué d’une ga mme en tièrement modulable de transtockeurs, de st ations
de chargement et de racks de stockage de 1, 2
ou 3 niveaux. Ce système offre tous les avantages d’une cellule flexible pour un p rix optimal et
répond a ux besoins des petit es et moyennes industries.
TRA METAL
- Mai 2001 - 59
E Q U IP E ME N T S
Fabrication flexible
E Q U IP E ME N T S
Fig. 2 - Parmi
les produits
de la gamme
proposée
par Fastems,
on t rouve
le système
multiniveaux
MLS qui offre
une grande
capacité
de sto ckage
et permet
d’intégrer
facilement
des machinesoutils de
caractéristiques
différentes,
ainsi que des
équipements
auxiliaires,
tout intégrant,
également,
la gestion
de la matière.
Ce système
permet de
réduire les
en-cours.
Il est modulaire
et évolutif.
cessite de mettre en place les moyens de
produire pendant les heures de loisir.
C’est le souc i prem ier de ce constr ucte ur
que de fou rn ir ce s m oye ns, adaptés e t en
adéquation avec la production envisagée. C’est
ce qu i lu i per met de pr oposer u n c on cept de
ce llul e flexible d’un e n ou velle gén éra tion , ba sé sur de s c arac téri st iques tel les qu’un di me nsionn eme nt r evu à la bai sse afin de mi eux
s’i ntégrer dans tous les a teliers. Il re pose, éga lem ent, sur des standards im pli quant une plus
grande facilité de production, une plus grande rapidité d’installation et une plus grande
facilité d’expansion. L a simplicité d’utilisation est à la ba se d’un e vr aie flexi bi lité. Ensui te, la modularité pe rme t l’adaptation aux be soins e t au x contr ain tes de l’u tilisa teur. Le
système doit, égalem en t, êt re évolutif pour
sui vr e le dé veloppe men t de l’en trepr ise. Il doit
être fiable et impliquer de f aibles coûts de
maintenance. Se s qualités dynamiques doi ven t perm ettre de s tran sferts de pièce s et u ne
ali men tation m ach ine en adé qu ation a vec les
tem ps de cyc les de plus en plu s courts. Tous
ce s cr itères, joi nts à l a liberté de choix des
machines ent ran t dan s la composi tion de la
ligne , r éponden t à la volonté de ce con st ruc teu r de ren tabili ser les 8 760 he ures de tr avail
que c om pt e une ann ée norm ale .
Un exemple récent
C’est depui s l e dé but du mois de mar s de
ce tte an née qu e l’un des con stru cteu rs ma jeu rs d’en gin s de tra vaux pu blics e t de ma chi ne s a gr icoles, C AT ER PILL AR, a mi s e n place u n
système de ce t ype da ns son u si ne de C har ler oi, en Bel giqu e. L’ac croisseme nt de la produc tivité re pr ésen tait l’u n des obj ectifs à
atte indre en in vestissan t da ns c e t ype d’ins60 - Mai 2001
- TRA META L
tallation d’usinage f lexible, joint à une amélioration de la réactivité et des flux de production. Cet ate lier fa br ique des él éme nts de
di stributi on h ydrau lique pesa nt ent re 25 et 3 0
kg et né cessitan t qu elqu e 3 0 à 45 m inu tes
d’u sinage pa r piè ce r épertori ée e n u n pe u
pl us d’un e dizain e de référe nce s. Ces fabri cations de gr ande préc ision é taien t r éali sées
aupar avan t sur des c ent res d’usin age é quipé s d’u ne pal ettisat ion à car rousel. Devan t
les ex ige nce s acc rue s de la pr oduc tivité alliée s à un e dim inu tion des c oû ts, il a é té dé cidé d’opter pour u n S yst ème d’Usin age Fl exibl e SU F qui comporte un ma ga sin d’u ne longu eur de 2 5 m ètres su r 6 mètr es de h aute ur et
pe rme ttan t de stocker les br uts et les piè ces
fi nie s su r t roi s éta ge s, ch argées et déch argée s par un e n avette don t l a vite sse n om ina le
de dépla cem ent est de 3 m /s. Ce ma gasi n
com por te vingt empla cem ents pour pale ttes
mac hin e e t 3 6 e mplac eme nts pour pale ttes
de brut s qu i sont a che min és au tomati qu emen t depuis le magasin cen tral au m oyen de
cha riots filogu idés. Il s’agit là d’u n stock de
pr oxim ité qui pe rme t de s’affra nch ir des al éas
liés à l ’é loi gn eme nt du stock c en tral. Ce système a limente deux ce ntres d’usinage H ÜLLERH ILLE , modèle n bh 17 0, pou rvus c hac un d’u n
magasin d’outil s à 2 40 postes, sou s la condu ite d’un opé rateu r qui assure l ’e nsem ble
de s opé rations de régla ge et de c on trôle. Il
est in téressa nt de n ot er qu ’u ne exten sion
était prévu e d’ici deux ou tr ois ans et qu e, deva nt le rendement de cette implantation dont
le taux machine dépass e les 95 pour cent,
de ux au tres c ent res d’usi nage vien dr on t e n
com plém ent de c eux a ctue llem ent i nstal lés
su r la li gn e avan t la fin de ce tte an née , ce qu i
de vrait perm ettre d’attei ndre rela tiveme nt aisé men t des objectif s de gain de productivité
de l’ordre de 3 0 pour cent. Après un pr emie r
mois d’uti lisati on , il semble qu e l es r ésul tats
soie nt supér ieu rs.
Il e st bie n éviden t qu ’un te l syst ème doit
être aisé men t su pervisé pour son fon ctionn emen t. L’insta llate ur me t e n pl ace u ne commande, désignée MMS (pour Manufa cturing Managem ent System ), dé veloppé e spécifi qu emen t pou r les Systè mes d’Usina ge Fle xible,
pe rme ttan t a ux équ ipeme nts d’ê tre opé rationne ls imm édiate men t aprè s l a réc eption.
Cette r apidité de m ise en œ uvre e st rendu e
possible grâc e au fait qu’a ucu ne stru ctu re de
don née s pr édéfin ie n i au cu ne pr épara tion n e
son t néc essaire s da ns la c on figura tion de
ba se du systè me. L a stru ctu re de l ’a ppli cation MM S et ba sée sur des com posan ts l ogiciel s fon ctionn an t comm e u n L ego, r endan t
sa fonctionnalité parfaitement modulaire et
adaptable aux changements de conf igurations du système. L’ordinateur, de type PC ,
E Q U IP E ME N T S
constitue la plate-forme de t ou te applic ation
logi ciel le MM S et le système n e com pren d
au cun autom ate progra mma ble.
L e prem ier m odu le de ge stion des re ssou rce s compre nd la gestion des program me s de comma nde n um ériqu e, le m on itorin g
des outi ls et des fonct ion s de pl anifi cation . Le
secon d m odu le aj ou te l’in tégrati on du dispositif de pr éré gla ge d’out il et le tr ansfe rt au toma tique des donn ées d’outi ls à la comm ande
de la mach in e-ou til. L ogicie l de gestion des
ordres de fabri cati on e t sim ula tion de c apaci té sont é gal eme nt dan s l es possibili tés de ce
module . En fin, un module de gestion des
bru ts ajoute un stockage automa tique au systèm e qu i pe rme t a insi d’a ccé de r r apidem ent
au x bru ts né cessaire s à l a fabri cation et de
gérer l’équ ilibre e ntre le s m atér iau x br uts.
Une démarche de progrès
L’augme ntat ion de la pr oduc tivité et la di mi nut ion des coûts de producti on sont deux
obj ectifs vers lesqu els tou tes les ent reprises
son t astrei ntes à ten dre dan s l e c on texte de
conc urre nce parti cul ièrem en t âpre da ns le que l le m on de évolue . P ou r y ré pon dr e, il est
don c nécessaire d’investir dans des matériels performants. L es évoluti on s c on sidéra bles qu e l’on peu t re marqu er, n on seu lem ent
en ce qui conc ern e l es m ach ine s ma is, égale me nt, l’en semble de le ur envi ron ne men t ré pon dent à c es be soin s.
Fig. 3 - Plus de deux cents systèmes de fabrication flexible ont été
installés par Fastems de par le monde. En France, déjà cinq installations ont été implantées et Fastems prévoit de doubler ce chiffre en
2002. Pa rmi les dernières réalisations européennes f igure le Système d’Usinage Flexible SUF en fonctionnement chez Carterpillar, à
Cha rleroi en Belgique. On voit ci-dessus le schéma d’impla ntation
sur lequel figurent les deux centres d’usinage Hüller Hille actuellement en production et auxquels vont être adjoints deux autres machines de même modèle d’ici la fin de cette année, les résultats
d’exploitatio n du premier mois laissant augurer une rentabilité a llant au-delà des prévisions de 30 % de gain de productivité. Ce système est commandé par un superviseur M MS de Fastems qui permet
(vue du haut à gauche) la gestion des ordres de fabrication, leur planification, la simulation de charge/capacité, la gestion des programme des commandes numériques, celle des o utils et l’intégra tion à
l’ensemble de la gestio n matière. Le PC constitue la plat e-forme de
toute application logicielle M MS sous Windows NT 4.0, entièrement
modulaire, comme tous les constituants du système conçus pour
permettre son évolution en f onctio n d es besoins de la prod uctio n.
Fig. 4 - Poste opérateur du système d’usinage flexible détaillé figure
3, montrant l’ergonomie de sa conception et l’aisance ainsi permise
pour la préparation des palettes. A droite, post e d’arrivée des bruts.
Cepe ndan t, pour les mettre en œuvre, il
faut s’engager dans une démarche de progrès. Cela signifi e qu’il fau t ch an ge r ses ha bi tu de s. O n n e peut plu s produ ire “c om me
avan t”. Le s ou tils, les ma chin es, les logicie ls,
l’en viron ne men t d’a teli er, tout est à reconsi dérer pour en tir er le m axim um d’effica cité
Fastem s tra vaille depu is de nombre uses an né es dans c e sen s pou r appor ter l a flexi bi lité
et la ren tabilité dan s u n systè me de produc tion. Plu sieu rs types de solu tions son t proposés e t d’autr es seron t prése ntés à la proch ain e exposi tion E MO de Han ovre qu i ne
pou rront sû reme nt pas man quer d’att irer l’at ten tion. O n e n re parle ra …
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TRAM ETA L - Mai 2001 - 61