14 Juin, 2017 par
COMMENT BIEN AUTOMATISER
Les responsables de maintenance, qui participent avec les services (ou bureaux) d’ingénierie, à la conception d’automatisations de leurs processus, se posent, avant toute décision, les questions suivantes :
- Quand pouvons-nous automatiser un processus sans faire courir un risque de non fiabilité à la production, des surcoûts à l’Entreprise, des échecs aux bureaux d’étude et aux constructeurs de moyens ?
- Quelle est la bonne stratégie d’automatisation ? Comment réussir le passage d’un mode manuel à un mode automatisé ?
- Quels sont les critères d’automatisation ?
La complexité des automatismes est une composante importante de la complexité produit-process et donc des coûts et de la performance. Savoir faire simple n’est pas toujours évident. Des rentabilités estimées peuvent avoir été surévaluées. Des fiabilités prévisionnelles difficiles à atteindre et à maintenir. Un personnel de maintenance insuffisamment formé.
Peut-être faut-il commencer par préciser les différents moyens correspondant aux différents niveaux d’automatisation. On peut par exemple citer :
- Les aide-opérateurs qui sont des moyens simples pour manutentionner des charges lourdes (du type palonnier suspendu à un équilibreur)
- Les assistances qui sont des installations simples, support d’un outillage géométrique, plus ou moins mécanisées, avec ou sans automate ou séquenceur, à nombre limité d’actionneurs, pilotées par un opérateur.
- Les moyens semi-automatiques qui sont des installations plus ou moins mécanisées, avec automate ou séquenceur, avec des actionneurs permettant de faire une partie du cycle en automatique et une autre partie en manuel, pilotées par un opérateur.
- Les moyens automatiques qui sont des installations mécanisées avec automate ou séquenceur, avec des actionneurs permettant de faire l’ensemble du cycle en automatique, sans opérateur.
Nous pouvons alors préconiser pour ces moyens semi-automatiques et automatiques, le respect des principes suivants :
1) Développer une culture de limitation de l’automatisation.
Surtout automatiser au juste nécessaire. Inutile de vouloir automatiser systématiquement une fonction entière : préhension, pose, vissage ou encollage, évacuation (l’approvisionnement automatique des vis peut poser par exemple des problèmes)
2) Gérer l’innovation par palier.
On peut par exemple prévoir d’abord un moyen semi-automatique (avec maintien d’un opérateur) avant de passer directement à un moyen totalement automatique. C’est une manière de maîtriser graduellement la fiabilité et les performances, en étalant les coûts d’investissement.
C’est aussi amener dans un atelier des niveaux d’automatisation en nombre progressif permettant aux personnes en production et en maintenance de « digérer » toutes les nouveautés.
C’est avoir une démarche de progrès continu.
3) Définir des critères d’automatisation, propres aux métiers ou à l’entreprise. Pour bien automatiser, il faut :
- a) Un produit adapté (accessibilité et jeux de passage, précision de positionnement, pilotes et trous pour pilotage, référencements : « bien poser, c’est bien prendre », surfaces d’encollage suffisantes, trajectoires de vissage directes…. Il est impératif que les tolérances demandées aux constructeurs d’automatismes , soient au préalable « négociées » et contractuelles avec le bureau d’études produit ( tolérances de positionnement, de réglage, de serrage, d’affleurage, de remplissage…)
- b) Une faible diversité du produit (il faut éviter les changements d’outils, de platine de manutention, de table de vissage…)
- c)Une rentabilité satisfaisante ( prendre en compte tous les paramètres : main d’œuvre, qualité, retouches, sécurité, énergies…)
- d) Une fiabilité prévisionnelle contractuelle avec le fournisseur mais aussi avec la production
Augmenter la fiabilité, c’est prévoir un minimum d’actionneurs, un minimum de pièces en mouvement, c’est maîtriser les référentiels et les dispersions par des pilotes , des plaques flottantes (rendre les moyens les plus tolérants, décontraindre, évaluer des dispersions réalistes, faire les chaînes de cotes)…c’est séparer les fonctions ( de pose et de fixation par vissage par exemple), c’est utiliser des moyens standards déjà connus dans l’atelier ou l’usine : robots, tables de manutention, ascenseurs/descenseurs, visseuses…
4) Développer l’assurance qualité des études et des réalisations des automatismes.
Toute la fiabilité se joue dès la conception du moyen : nombre d’actionneurs, technologies employées, dimensionnement des structures, des mécanismes, des moteurs, des vérins…, qualité du passage des câbles et de leur hygiène, accessibilité des organes (prévoir la facilité de leur échange. L’ordre chronologique et les accessibilités de premier montage chez le constructeur de machines ne sont pas les mêmes qu’en dépannage sur site).
5) Faciliter le diagnostic de la panne.
Intégrer dans les programmes automates le maximum de paramètres de surveillance d’états, fournir dans les synoptiques un maximum d’information pour aider aux diagnostics des pannes, visualiser l’état des détecteurs de proximité, visualiser les zones de fonctionnement normal sur les appareils de mesure…
6) Développer les recyclages automatiques.
Il est souvent très long et très perturbant de recycler en mode manuel une installation automatisée, liée à des manutentions de pièces (ou non), arrêtée en plein milieu de son cycle pour une raison inconnue. C’est alors dans ce cas que bien souvent des solutions de « forçages » entrainent des catastrophes (casses, temps passé, coûts, perte de pièces, non qualité, retouches…)
7) Prévoir les marches de substitution.
En cas de panne de l’installation automatisée, la marche de substitution permet de produire, dans des conditions particulières de temps de cycle, de gamme opératoire (rajout d’opérateurs), avec un niveau de qualité respecté. elle peut être constituée d’une partie de l’installations automatisées (chargement/déchargement pièce par exemple, vissage, manutention…) ou d’un autre moyen indépendant du moyen principal (chariot, assistance opérateur, circuit parallèle de manutention…)
La marche de substitution doit être « douloureuse » pour forcer la production et la maintenance à maintenir en état l’installation principale. Une installation trop souvent en panne et qui peut être très facilement remplacée par sa marche de substitution (autre petit moyen manuel par exemple), ne se verra pas pris suffisamment en considération et avec persévérance, dans des plans d’améliorations conséquents. C’est tellement facile de rajouter un ou deux opérateurs et de redémarrer la production.
Elle doit être prévue dès la conception du moyen principal, intégrée au cahier des charges.
Les procédures de mise en œuvre et d’utilisation, doivent figurer dans le Dossier d’exploitation du moyen.
Mais elle n’est pas systématique (pas pour les manutentions de pièces par exemple, pas pour des installations dont la marche de substitution serait trop compliquée)
8) Capitaliser, réinvestir l’expérience.
« Copier c’est gagner », standardiser, aboutir à des moyens « catalogue ».On n’investit qu’une partie des études, un complément, une adaptation. On bénéficie des plans d’améliorations et de fiabilisation successifs apportés sur les installations existantes identiques par les intervenants du (ou des) site(s).
Ceci nécessite en premier lieu la bonne tenue des carnets d’entretien des installations sur site avec leur historique d’arrêts longs, de modifications, de temps de cycle, de leurs conditions initiales. Des dossiers machines complets et actualisés.
« Ceux qui oublient le passé, se condamnent à le revivre »(G.Santayana)
9) Développer les compétences internes.
Les compétences associées aux moyens automatiques doivent être anticipées, définies dès les études des moyens et des AMDEC et les formations nécessaires doivent être réalisées chez les fournisseurs des moyens. La meilleure des formations consiste à assister et à participer chez eux, aux premiers essais et premières mises au point des moyens.
Ce personnel de maintenance ainsi formé, pourra jouer le rôle de formateur relais pour les autres professionnels de maintenance du site.
10) Mieux utiliser les compétences externes.
Des contrats peuvent être passés aux démarrages des installations avec le fournisseur du moyen pour une assistance technique, limitée en durée, permettant aux professionnels de maintenance de s’approprier et maîtriser ces moyens. Avec le risque d’une présence du fournisseur trop longue , freinant et retardant la prise en main par le personnel de maintenance du site (plus le fournisseur reste, et moins la maintenance est intéressée pour prendre la main, c’est tellement plus facile…).De plus, le fournisseur dépanneur aura tendance à masquer certains petits défauts ou arrêts courts répétitifs, à reporter ces dysfonctionnements sur une qualité produit insuffisante ou des dispersions produit trop grandes, et retarder la montée en fiabilité de l’installation.
Quand doit-on automatiser ?
- Quand des conditions de travail sont pénibles, l’automatisation permet d’éviter des maladies professionnelles, supprime des postes d’opérateurs les bras en l’air, dans des postures pénibles ou manipulant des charges lourdes, dans des conditions de température difficiles (sorties de four…)
- Quand une qualité ou des tolérances sont difficiles à obtenir en manuel, l’automatisation permet d’obtenir des résultats constamment bons.
C’est le cas de la dépose de cordon de mastic ou d’étanchéité par exemple, ou de couples de serrage de sécurité importants à respecter.
- Quand des conditions d’hygiène s’imposent et le permettent (industries alimentaires, pharmaceutiques...)
- Quand des processus de fabrication nécessitent un fonctionnement rapide et continu, à temps de cycle très court (exemple l’embouteillage, la verrerie, certaines industries alimentaires…)
- Quand la mécanisation et l’automatisation est simple et peu coûteuse (manutentions par bandes transporteuses, par convoyeurs…)
- Quand une gestion d’articles ou de produits automatisée permet d’éviter des erreurs humaines d’orientations, de collectages, de tris (logistique, bagagerie, tri postal…)
- Quand une augmentation de productivité est ainsi possible.
Ainsi donc, c’est en participant très tôt à la conception produit, que les services de maintenance investissent pour les futures performances de leurs installations, pour une fiabilité prévisionnelle optimale, une montée en cadence conforme aux prévisions. Les services de maintenance usine ont leur mot à dire sur le choix des futures automatisations, leurs niveaux, les technologies utilisées. Des cahiers des charges standards prenant en compte une expérience formalisée et définissant des conditions quantifiées de démarrage et d’atteinte des objectifs de performance, des réceptions d’installations testées chez les fournisseurs dans des situations les plus proches de la réalité, une formation des opérateurs et des professionnels de maintenance anticipée, voilà les conditions de réussite d’une bonne automatisation d’un processus.
« Le confort et la sophistication sont source d’ennuis. La simplicité et la rusticité sont gages de performances »
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