Les GPS bien tracés pendant leur fabrication

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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
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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
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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 ➜
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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.
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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
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