Qu'est-ce que l'usine planification? En quoi diffère-t-elle de production planification ou de l'agencement planification? Une introduction à l'optimisation de l'espace où se déroule la fabrication.
Félicitations ! Votre bâtiment d'usine flambant neuf est maintenant prêt. Il s'agit probablement d'une construction assez simple : un sol en béton coulé, quatre murs et un toit, avec des raccordements à l'électricité et à l'eau.
Mais vous ne pouvez pas fabriquer des produits dans un hangar vide. Avant de pouvoir l'utiliser comme base production , vous devez installer tout ce dont vous avez besoin pour fabriquer vos produits. Bienvenue dans le monde de l'usine planification.
Comment une usine fabrique ses produits
La plupart des fabricants qui se lancent dans la création d'une usine ( planification ) ont déjà une idée assez précise de la manière dont ils fabriquent leurs produits :
- Ils devront faire venir des matières premières et/ou des composants.
- Il y aura un certain nombre d'étapes distinctes au cours desquelles ces éléments seront transformés dans la forme nécessaire à leur incorporation dans le produit, ce qui peut impliquer l'utilisation de machines.
- Il y aura des étapesassemblage , qui pourront être réalisées par des opérateurs humains ou des robots.
- Il peut y avoir une étape de finition, comme le polissage ou la peinture.
- Le produit final devra être vérifié pour s'assurer qu'il répond à tous les critères de qualité pour l'expédition.
De plus, tout devra être transporté entre toutes les étapes décrites ci-dessus.
Mais ce n'est pas parce qu'il connaît ces faits que le nouveau propriétaire de l'usine sera en mesure de concevoir la meilleure façon d'aménager l'espace à l'intérieur de la coque de l'usine et d'installer tous les équipements nécessaires. Pour ce faire, l'aide d'un planificateur d'usine spécialisé peut s'avérer nécessaire.
Comprendre l'espace où se déroule la fabrication
La première tâche d'un planificateur d'usine consiste généralement à bien comprendre l'espace dans lequel la fabrication doit avoir lieu. Il est possible qu'il connaisse déjà l'endroit, mais il souhaite obtenir des informations sur l'état actuel du site.
Il s'agit des dimensions de l'espace, de l'emplacement des structures qui l'occupent déjà et qui doivent être prises en compte dans la conception de l'usine, telles que les piliers, les colonnes ou les fermes soutenant le toit, de l'endroit où puissance, l'eau et les autres services publics peuvent être amenés sur le site, et des points d'accès pour les personnes et les matériaux.
Pour déterminer avec précision ces points vitaux, il est possible d'utiliser des technologies de cartographie intérieure telles que numérisation laser pour obtenir des données de nuage de points, et de télécharger les résultats dans les progiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) qui seront invariablement utilisés pour concevoir l'agencement de l'équipement.
Il est également important de comprendre le produit fabriqué, dont la complexité déterminera l'aspect final du site plan d'usine .
Le processus production doit être décomposé en différentes étapes et chacune d'entre elles doit être comprise à un niveau détaillé et technique.
Par exemple, si le métal doit être façonné dans des formes spécifiques pour la construction automobile, des questions se posent :
- Cela se fera-t-il en pliant des tôles, en meulant des blocs, en perçant des trous, ou en combinant toutes ces méthodes ?
- Ces tâches seront-elles accomplies à l'aide de machines-outils multifonctionnelles ou les personnes utiliseront-elles les outils appropriés pour les réaliser à la main ?
- En ce qui concerne l'assemblage des adversaires, ceux-ci seront-ils soudés, collés ou assemblés par des moyens mécaniques, tels que des rivets, des vis ou des boulons ?
- Une connexion électrique propre est-elle nécessaire ?
- Quelle doit être la précision de toutes ces opérations ?
Dans chaque cas, il convient de réserver l'espace approprié pour les machines ou les établis, de sélectionner l'équipement adéquat et d'amener les services publics nécessaires sur place.
Les différences entre production, factory et layout planification
Il est important ici de faire la distinction entre factory planification, production planification et layout planification - trois termes qui sont parfois utilisés de manière interchangeable.
Production planification tend à être un processus à court terme, axé sur l'exploitation quotidienne d'une installation existante, en veillant à ce qu'elle fonctionne bien et qu'elle réponde aux objectifs commerciaux de l'exploitant.
L'usine planification est un processus à moyen ou long terme qui se concentre sur les propriétés physiques nécessaires pour que l'installation remplisse sa fonction, et qui comprend la spécification de l'équipement ; son champ d'application comprend également les modifications qu'il peut être nécessaire d'apporter à l'usine lorsqu'elle est en activité.
Le site planification a une portée plus réduite et se concentre plus étroitement sur la simple question de savoir ce qui (et qui) va où.
Modules standardisés dans le processus production
Les différentes étapes d'un processus production sont généralement considérées comme des modules. Par exemple, la fabrication d'une voiture comprendra un module de propulsion, un module de carburant et un module de commande pour le conducteur (qui est contenu dans un module plus grand pour les passagers).
Les logiciels spécialisés comprennent des modèles numériques de schémas d'usine, dans lesquels des paramètres spécifiques tels que les indicateurs clés de performance requis par l'opérateur de l'usine peuvent être saisis.
Ces modèles permettent de concevoir les modules de l'usine à différents niveaux de détail - en commençant, par exemple, par un simple bloc indiquant l'opération en cours et en augmentant le niveau de détail pour spécifier le type précis de machines utilisées, l'emplacement des postes d'opérateur et l'infrastructure de transport pour acheminer les matériaux et les composants à l'intérieur et à l'extérieur du module.
Les modules peuvent être reliés entre eux dans un schéma de type organigramme, qui peut à son tour être traduit en une structure d'agencement, simulant la forme physique de l'usine.
Aujourd'hui, on utilise généralement des rendus numériques tridimensionnels pour produire un graphique quasi réaliste de l'usine, que l'on peut "parcourir" et dans lequel les spécifications de chaque pièce d'équipement peuvent être intégrées.
L'établissement d'un lien entre les modules de représentation et leurs paramètres techniques sous une forme graphique et cliquable est une caractéristique de la gestion de l'information sur les bâtiments (BIM), une forme de logiciel de conception plus communément associée à l'architecture et à l'industrie de la construction, mais dont l'utilité est évidente dans les usines planification.
La fusion pour l'avenir
L'établissement d'un modèle graphique d'une usine dans lequel les paramètres techniques de chaque équipement sont liés à leur représentation est un élément d'un modèle connu sous le nom de jumeau numérique, qui n'est pas seulement utile pour la conception.
Lorsqu'une installation production fonctionne, les données de travail de chaque machine peuvent également être reliées à la représentation - montrant, par exemple, la vitesse de l'arbre et la température de la tête de coupe d'une machine-outil - faisant ainsi de ce qui aurait pu être un outil de conception un élément essentiel de la suite de contrôle et d'instrumentation d'exploitation de l'usine.
BIM peut y contribuer. Dans un document présenté lors d'une conférence en septembre 2021 en Espagne, des chercheurs du laboratoire des machines-outils et de l'ingénierie production de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle ont affirmé que les augmentations de coûts et les retards causés par une mauvaise communication entre les différents planificateurs de l'usine pourraient être éliminés si tous les planificateurs utilisaient une approche standardisée BIM tout au long du projet.
Les entreprises de fabrication automobile utilisent des technologies telles que NavVis cartographie mobile pour créer des modèles nuage de points de leurs usines, et importent ces modèles dans des logiciels tels que Revit (un système BIM largement utilisé en architecture) et Catia (un progiciel bien établi CAO ) afin que différentes équipes de planificateurs puissent travailler ensemble sur le projet de conception.
Recapitulatif
Voilà donc un aperçu de haut niveau des concepts fondamentaux de l'usine planification, des multiples considérations en jeu et des développements potentiels pour l'avenir.
Pour en savoir plus sur la façon dont l'usine planification est réalisée dans la construction automobile moderne, lisez l'interview de Paul Hänchen, Senior Solution Manager, usine numérique, qui explique les pratiques actuelles et la façon dont elles peuvent être améliorées grâce aux solutions de capture de la réalité.
En attendant, vous pouvez consulter le site en savoir plus pour en savoir plus sur la NavVis usine numérique Solution ? Contactez-nous pour plus d'informations, ou téléchargez une copie de notre guide gratuit pour démarrer la mise en œuvre de usine numérique .
Stuart Nathan est un rédacteur scientifique indépendant basé à Londres, anciennement rédacteur en chef de The Engineer. Il a écrit pour des publications telles que The Economist 1843, Ingenia et MIT Technology Review. Il est convaincu que sans une bonne communication, le potentiel de la science et de la technologie ne peut être pleinement exploité.