Accueil
> Newsletter > Actions pour la profession > GIFA 2019 N°4 – Des produits, des procédés, des usines … et des entreprises connecté(e)s
GIFA 2019 N°4 – Des produits, des procédés, des usines … et des entreprises connecté(e)s
On l’a dit précédemment, l’édition 2019 de la GIFA était l’édition de la digitalisation, de l’automatisation, et de l’usine 4.0 connectée, avec la notion d’efficacité totale, l’ ‘’Overall Equipment Effectiveness (OEE)’’, reprise par de nombreux exposants, qui vise grâce à une exploitation optimale des données (IoT, Big Data, données temps réel, machines connectées, Cloud, numerical twin…), une production optimisée pour les clients et pour les équipes de production.
Retour sur cette vision très actualisée du potentiel du « smart data » dans nos métiers, de l’usine connectée au produit interactif avec son environnement.
L’intégration des données commence sur le produit
L’intégration des données commence sur le produit avec l’intégration de capteurs intelligents sur pièces, présentée notamment par l’IFAM sous le Topic « CASTTRONICS® – Digitalisation of castings », et « e-mobility », avec 3 développements dédiés à l’intégration de capteurs sur pièces : des puces RFID introduites en fonderie sous pression (Figure 1) et testées chez Audi, des marqueurs issus de Fabrication Additive métal, lisibles uniquement par RX (traçabilité en cas de litige ou contrefaçon), et des capteurs permettant la détection et mesure de contraintes mécaniques dans la pièce. Les solutions ont aujourd’hui été éprouvées en sous pression et en basse pression.
Figure 1 – Intégration de capteurs sur produits (IFAM)
Au niveau de la collecte et exploitation intelligente des données, de nombreux développements ont été présentés en contrôle de production:
ProserviceTech, avec la baseline « Innovation in Foundry Process », propose des services et produits dans le domaine de la métallurgie des ferreux dont le système d’analyse thermique ITACA. La gamme de produits couverts par la marque ITACA va de l’analyse thermique aux systèmes d’inoculation et de mesure thermique. Avec des algorithmes et travaux développés sur les alliages haut-carbone et Ni-hard dès 2016, puis sur la traçabilité des données et leur analyse (modules Data Viewer, Data Trend & Comparaison de courbes), des algorithmes sont aujourd’hui en développement pour la production de fontes vermiculaires. L’analyse thermique est associée à l’analyse spectrométrique pour le contrôle de la charge, jusqu’à l’inoculation, avec un gros travail mené sur la consolidation des bases de données, les alarmes et corrections, l’ergonomie des affichages, l’enregistrement en temps réel des données et la possibilité d’exploitation et d’analyse de l’historique de production.
Novacast de son côté présentait aussi ses outils de maîtrise de la métallurgie en production :
- METAMASTER pour le calcul de charge, associé à l’ATAS METSTAR,
- ATAS (Adaptive Thermal Analysis System) METSTAR, outil adaptatif de contrôle de la métallurgie permettant l’extraction de données et l’optimisation des paramètres métallurgiques pour une qualité visée, avec prédiction des risques associés à la paramétrie (microretassures, porosités, cémentite, taux d’oxygène, …),
- ATAS MetPro, pour la collecte et le management des données de production, du calcul de charge au contrôle de la fusion. Le système utilise et enrichit la base de données de production, et donne des recommandations en temps réel aux techniciens à la fusion (calcul dynamique de l’inoculation en fonte GS), assurant qualité et traçabilité.
Foseco pour sa part, mettait en avant l’Intelligent Coating Unit (ICU) pour le contrôle automatique de la dilution des enduits (mesure en temps réel de la densité) et le système d’analyse thermique FERROLAB V (mesure en temps réel du %Ceq, %C, %Si et du taux de germination de la fonte).
Et d’autres encore, non cités ici …
En fonderie sous pression, l’approche industrie 4.0 est également prédominante :
Bühler sous la baseLine «Die Casting that Conserves Energy and Resources » présentait des concepts propres (5G, smart CMS, creating tomorrow together, digital cells) revendiquant l’accompagnement à l’atteinte de zéro rebuts, de 40% de réduction de temps de cycle et d’une production 24h/24, 7j/7.
L’ambition de la « Digital Cell » opérationnelle 24h/24, 7j/7 passe par le Machine Learning (ML), les algorithmes d’intelligence artificielle (AI) et d’autres outils au service de « décisions intelligentes » par l’opérateur sans intervention extérieure.
Bühler vise ici à résoudre le « problème 3D » (Dangerous, Dirty and Demanding) par sa Digital Cell pour intéresser de nouvelles générations aux métiers de la fonderie, y compris sur du 24h/24.
Une ambition qui va jusqu’à l’accompagnement en formation, avec la « Die Casting Academy ».
La Digital Cell, produit phare de Bühler pour cette GIFA, s’appuie sur 3 axes d’innovation (figure 2) :
- Le SmartCMS, cerveau de la cellule qui collecte les informations et coordonne les activités,
- De nouveaux algorithmes développés sur Microsoft Cloud, avec le Die Casting Dashboard (plateforme visuelle pour le pilotage machine disponible 24/7), le Predictive Analytics utilisant le Machine Learning, qui capitalise les données et permet des recommandations d’entretien préventif, et enfin le Downtime Analysis, qui analyse les causes d’arrêt et pourra bientôt être étendu à presque tous les composants de la cellule,
- La prise en compte du pilotage de la thermique, avec l’introduction -nouvelle- des données issues de la thermique outillage en boucle contrôlée (avec Conformal Cooling) et l’usage de caméras infrarouge ciblées sur le moule dont les données sont également exploitées par le SmartCMS. Le micro-poteyage est également mis en avant comme solution efficace de réduction des temps de cycle (jusque 40% si toutes les améliorations sont exploitées).
Figure 2 – SmartCMS & Predictive Analytics (Bühler)
Sans oublier le système de contrôle Dat@net adaptable sur machines chambre froide de 260 à 900 tonnes de force de fermeture.
Italpresse Gauss de son côté présentait en particulier l’application AMe pour les opérations d’inspection (simulées) des pièces de machines, avec des conseils pas-à-pas exploitant la réalité augmentée et des données de visualisation 3D permettant d’orienter les procédures de maintenance.
Le système HMe, permet, lui, en surveillant les données des machines, des processus et des équipements périphériques (y compris les appareils mobiles), de proposer une vision holistique et en temps réel ainsi que des actions correctives pour renforcer l’efficacité de la ligne et la maîtrise de la qualité de la coulée.
Frech pour sa part, célébrait cette année ses 70 ans, avec, outre ses services sur machines et outillages sous pression, l’approche Digital Twin développée avec corrélation à la simulation, & l’approche Cloud et big data en connection avec ses clients, avec un focus sur 3 axes : l’optimisation des temps de cycle et disponibilités machines, la productivité et la performance qualité.
Idra, qui propose les plus grosses machines existant sur le marché, comme les autres constructeurs, présentait aussi une forte approche Industry 4.0 avec plusieurs axes clés dont :
- L’OEE (Overall Equipment Effectivness), sur le contrôle de la production et les KPI’s associés,
- L’Artificial Intelligence & Big Data, et anticipation des arrêts avant qu’ils n’arrivent,
- L’Artificial vision, avec le pilotage process via la vision artificielle.
L’approche Industrie 4.0 est donc chez tous les constructeurs.
Une approche digitale, transversale à tous les métiers
On pourra signaler dans ce sens la belle démonstration de Norican Group sur son stand entièrement construit autour de sa « fonderie connectée complète», avec les 4 marques du groupe (Disa, Italpresse Gauss, StrikoWestofen et Wheelabrator) et sa nouvelle entité Norican Digital.
L’accent est mis ici sur la possibilité de connecter les machines, les services et les processus, à l’aide de matériel de collecte de données dédié et de solutions logicielles IoT sophistiquées, optimisées par Norican Digital. Les enjeux revendiqués sont d’accroître la productivité des fonderies, d’optimiser la qualité, et de contrôler les ressources.
Disa en particulier (lignes de moulage), revendique outre son nouveau pack Equipment Modernisation Packages (EMPs) proposé pour améliorer la performance des lignes de moulage existantes et leur durée de vie sans nécessiter l’investissement dans une nouvelle ligne, l’utilisation nouvelle du DISAMATIC Digital Twin (simulation de la ligne de moulage).
Le pack EMPs met lui en œuvre le Mould Accuracy Controller (MAC) visant le Zero Defect Manufacturing (ZDM) en prévenant l’opérateur des éventuels écarts avant remplissage du moule, associé à l’Automatic Mould Conveyors (AMCs).
Le nouveau système de traçabilité proposé par Disa, Trace and Guidance (TAG), en instance de brevet, propose lui une traçabilité à 100% avec un identifiant unique pour chaque pièce permettant de faire le lien avec les paramètres process (compression du sable, pression de tir, température de coulée …), et posant les premiers pavés du Machine Learning. Grâce à un numéro d’identification unique pour chaque coulée, TAG identifie les paramètres process à l’origine de chaque potentiel rebut.
Enfin Disa présente le concept Monitizer | CIM nouvelle génération. Le réseau numérique affichant de façon exhaustive et en temps réel l’historique des données de fonderie, couplé à l’industrie 4.0 et à Monitizer | CLOUD basé sur l’IoT, permet aux fonderies de collecter, surveiller et analyser les données de fonderie d’un ou de plusieurs sites internationaux pour améliorer leur productivité.
StrikoWestofen, (de la fusion au transport et dosage du métal), présente de son côté l’approche « Connected Foundry », au travers de ses capteurs temps réel et son kit « Monitizer Starter » qui permet de rétrofiter les fours existants en termes de connectivité, avec le leitmotive « ‘It’s time to connect », et un aperçu du nouveau logiciel de contrôle ProDos3 qui simplifie l’expérience utilisateur.
L’approche digitale, génératrice de partenariats nouveaux ou dans la durée
Plusieurs partenariats ont été revendiqués et affichés sur l’approche digitale lors de cette GIFA, que ce soit en simulation, en collecte de données, en IoT ou autres exploitations intelligentes de l’approche numérique.
Hüttenes albertus par exemple, met en avant sur son stand la vision partagée de la fonderie 4.0 en partenariat avec Magma GmbH, & Laempe Mössner Sinto GmbH et leur présentation d’un concept inédit de « Virtual Core Shooting Process ».
Magma, présent comme partenaire sur de nombreux stands (Foseco, Hüttenes, RWTH Aachen …) affichait ce même partenariat, ainsi que les collaborations sur la prédiction en conception d’outillage (fonderie sous pression), la simulation du noyautage, et autres simulations prédictives. Pour faciliter la communication interne et avec les clients, Magma propose également aux fondeurs la solution MAGMAinteract, nouveau programme de visualisation des résultats de simulation sous MAGMASOFT®.
ESI affiche également des succès et partenariats forts avec les fondeurs et clients en fonderie (Nissin, Renault, Far, …), en fabrication additive (Replic Air …), sur le prototypage virtuel, la réalité augmentée ou encore sur son concept d’Hybrid TwinTM.
Côté simulation, des approches « en ligne » sont aussi présentées telles que celle proposée par Flow 3D avec le FLOW-3D CLOUD installé sur Penguin Computing on Demand (POD) viable y compris sur des calculs lourds, et permettant un coût « au calcul » sans investir dans les outils.
On notera aussi des affichages complémentaires, tels que ceux de Weldstone & RWP Alliance avec le logiciel WinCast, qui annoncent (et affichent) sur un stand commun (Figure 3), un projet de recherche en cours avec l’Université de Munich, sur le Jumeau Numérique, dédié au développement d’un système de prédiction des défauts et corrections induites sur Disamatic en moulage vertical, avec prise en compte des paramètres sable (température, compression, humidité). Les essais seront réalisés dans leur propre fonderie prototype.
Figure 3 – Stand Partagé industrie 4.0 (Weldstone & RWP)
De son côté, ExOne (Fabrication Additive Sable et Métal) annonce un nouveau partenariat avec Siemens (figure 4) avec pour cible le développement d’usines d’impression 3D connectées, sous l’initiative “Collaborate. Innovate. Accelerate.” Ce nouveau partenariat avec Siemens va permettre à Exone d’étoffer son portefeuille de solutions en termes de logiciels et de solutions d’automatisation avec le système Open Cloud IoT de Siemens qui permettra l’exploitation de données en temps réel des machines de FA 3D.
Figure 4 – Accord de partenariat (Exone & Siemens)
Au-delà des produits et des usines, ce sont donc clairement les entreprises qui se connectent, autour de partenariats d’avenir, qui seront générateurs d’innovation et de progrès pour nos métiers …
Si vous souhaitez obtenir des compléments d’information sur ces thématiques, n’hésitez pas à contacter Patrick Hairy, Responsable Pôle Développement Métallurgie et Procédé.