Les besoins des clients utilisateurs de produits sont de plus en plus exigeants sur les performances, les coûts d’achat, et la durée de vie quand elle n’est pas programmée. En parallèle, le niveau de qualité des entreprises est de plus en plus exigeant on parle de ppm défectueux (pièce par million). Cependant, en production de série, l’usinage, a encore de belles années car il est très efficient.
Ces différents points demandent aux industriels d’être de plus en plus performant sur le Management de Projet et donc la validation des différentes étapes de conception, de fabrication et de vérification des performances attendues par les clients finaux.
Quatre phases existent lors de la réalisation du produit :
- La conception du produit
- L’industrialisation du produit
- La vérification du produit process
- La qualification du produit process
1. La phase de conception du produit
L’objectif de cette étape est de concevoir les plans de la pièce à produire et usiner. S’il y a quelques années les plans étaient construits à la main, désormais l’ensemble des pièces sont dessinées par ordinateur à l’aide d’un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Cela permet d’être plus efficace et de pouvoir imaginer des pièces curvilignes qui ne peuvent être définies par un plan.
2. L’industrialisation du produit
En production de série, l’usinage, a encore de belles années car il est très efficient. A nous de mettre à profit nos méthodes, nos outils d’accompagnement au niveau de l’intégration numérique des compétences (entreprise 4.0), de façon à aider nos programmeurs ainsi que nos régleurs.
Pour pouvoir réaliser des pièces qui sont de plus en plus complexes dans leurs morphologies (intégration de fonctions de services toujours plus nombreuses sur une même pièce), les cinématiques de machines-outils deviennent de plus en plus complexes à programmer à la main. Même avec une assistance intégrée dans les directeurs de commande numérique. Les trajectoires optimisées des outils coupants, offrant ainsi des trajectoires performantes au niveau de la formation et de la maitrise des copeaux, ne sont pas toujours disponibles.
C’est la raison pour laquelle les programmes de fabrication sont désormais conçu grâce à des logiciels de FAO. La Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO, CFAO) nous propose, si le paramétrage est performant de la part de l’utilisateur, un codage machines (Post Processeur) qui va générer des trajectoires d’outils performantes du point de vue usinage.
3. La vérification du produit process
Cette étape sert à prouver que la production de série respecte bien le niveau de qualité recherché. Lors de cette étape, l’objectif va être de régler la machine pour produire quelques pièces.
Les pièces étant de plus en plus complexes, le nombre de surfaces à réaliser se multiplie. Le nombre de spécification à réaliser et à maitriser s’accroit de jour en jour. Et les programmeurs et régleurs ne peuvent plus raisonner simplement pour réaliser les multiples corrections à faire pour obtenir une pièce bonne dès le premier coup.
Dans ce contexte, l’Automated Process Control (APC) permet de répondre à cette problématique en corrigeant automatiquement l’ensemble des correcteurs d’outils vers la cote moyenne (cible) tout en améliorant la qualité de la production.
4. La qualification du produit process
Cette phase assure que l’on est capable de reproduire le produit dans le temps.
Le fait de piloter les caractéristiques sur la cible permet d’optimiser la fabrication des composants, des sous-ensembles, et même des ensembles (Produits finis) avec un jeu comportemental optimal. Cela améliore ainsi le fonctionnement de l’ensemble des produits. Malheureusement, des facteurs externes comme la variabilité des machines rendent difficile le pilotage des caractéristiques sur la cible d’où le fait de suivre les dérives de cote avec la règle statistique du SPC (Statistical Process Control). L’objectif principal de cette technique est de surveiller le comportement d’un processus grâce à des outils tels que la carte de contrôle et ainsi de réduire les taux de rebut par anticipation de la non-qualité. En effet, le principe développé par Shewart et les cartes de contrôles permet d’appliquer une action sur le processus uniquement lorsque ce dernier est hors contrôle (tant que je suis dans mes limites de contrôle en vert, je ne corrige pas mon process et dès que je sors de ma dispersion alors je corrige).
Les enjeux
Face à ces difficultés, il convient donc de trouver une solution capable de répondre aux trois enjeux principaux dont font face les industriels aujourd’hui :
Enjeux 1 : être capable de maitriser la capabilité sur le long terme
Enjeux 2 : être capable de gérer des pièces complexes dans un environnement multidimensionnel
Enjeux 3 : s’intégrer dans la chaine numérique
Ce système s’appelle Automated Process Control ou APC.
Il s’agit d’une évolution du SPC qui consiste à utiliser des moyens informatiques pour piloter un procédé de production afin d’obtenir de bien meilleurs résultats qualité qu’avec le SPC traditionnel. Avec l’APC, il est possible d’assurer l’ajustage simultané de dizaines de correcteurs. L’APC corrige les dérives à l’aide d’un algorithme de machine learning. Centrée sur la cible de la cote fonctionnelle la correction dérive beaucoup moins vers les limites de la carte de contrôle et la qualité est maîtrisée sur le long terme.
Conclusion
Bien que ce soit une norme pour beaucoup d’industriels, le SPC reste difficile à maintenir sur le long terme et contraignant (temps de formation des régleurs…). L’Automated Process Control (APC) permet un ajustage simultané de dizaines de correcteurs, il corrige les dérives à l’aide d’une fonction d’amortissement issue d’un algorithme de machine learning. Centrée sur la cible de la cote fonctionnelle, la correction dérive beaucoup moins vite vers les limites de la carte de contrôles et améliore ainsi fortement la qualité de la production.
