Les nouvelles technologies qui impactent les usines intelligentes

Qu’il s’agisse de la robotique, de l’Internet des objets industriel (IIoT), de l’impression 3D ou du marquage et de la gravure au laser, l’électronique a une influence sur les changements en termes de fabrication.

Pièces métalliques à l’intérieur d’une machine de marquage au laser FiberMark d’Epilog
Les lasers représentent une solution efficace, car ils permettent d’appliquer des marquages sur des pièces de formes, de tailles et de quantités diverses.

Toutes les usines ne sont pas prêtes à se lancer dans la fabrication dite « dans le noir » ; c’est le phénomène qui se produit lorsque des robots autonomes sont installés dans une usine et qu’ils peuvent fonctionner sans aucun éclairage. Il ne s’agit donc plus que de plusieurs rangées de machine qui tournent sans lumière.

Mais cela ne veut pas dire que la technologie n’est pas en train de modifier et d’influencer la manière dont fonctionnent les usines modernes et les produits qu’elles peuvent créer. Qu’il s’agisse de l’Internet des objets industriel (IIoT) de l’impression 3D, de la robotique ou de l’utilisation croissante des lasers industriels, l’intégration de nouvelles technologies au sein d’une usine contribue à la création d’un processus de fabrication davantage axé sur l’autonomie, mais aussi moins coûteux et plus efficace.

L’IIoT est vu comme une petite révolution dans le monde de l’usine moderne. Les usines connectées sont en mesure de surveiller et de contrôler la quasi-intégralité d’un processus de fabrication, qui peut être géré aussi bien depuis l’usine en question qu’à distance. La connectivité accélère l’automatisation et enrichit également le processus de fabrication par l’intermédiaire de l’analyse cognitive, de l’apprentissage automatique et du Big Data, ce qui permet de mieux cerner les méthodes de fabrication efficaces pour de nombreux dispositifs et d’optimiser l’utilisation et l’entretien des équipements. Le résultat global ? Une gestion efficace des usines, qui a pour effet d’améliorer la garantie de la qualité tout en réduisant les coûts. Le cabinet d’études de marché Gartner estime que d’ici 2020, des technologies relatives à l’IoT seront intégrées à 95 % de tous les dispositifs électroniques des nouveaux modèles de produits ; l’IoT sera notamment utilisé au sein de l’espace industriel pour construire ces dispositifs.

Un gabarit d’étiquettes métalliques en aluminium anodisé gravé au laser
La capacité d’un laser à marquer des produits avec un code ou un identifiant spécifique apporte des fonctionnalités à valeur ajoutée à toutes les usines intelligentes. C’est également une solution pour empêcher la contrefaçon de ces matériaux.

L’impression 3D a pour ainsi dire été au centre de toutes les attentions au cours des dernières années, grâce à sa capacité à créer presque n’importe quel type de dispositif ou de produit, et ce, à moindre coût. Pendant un temps, l’impression 3D était limitée à la fabrication du plastique, un matériau qui était imprimé couche par couche. Cependant, cette technologie s’est à tel point améliorée que de nombreuses entreprises sont désormais en mesure de réaliser des impressions 3D en métal, en béton ou avec d’autres matériaux dans le cadre d’applications telles que les pièces automobiles de rechange, les ailes des avions, les ponts en béton, les immeubles d’habitation, etc. Il est même possible de créer des locaux avec des imprimantes 3D capables de fonctionner jour et nuit ; elles nécessitent uniquement des interventions minimales de la part de travailleurs humains pour produire des dispositifs et des pièces.

L’utilisation des robots dans les usines a considérablement augmenté au cours de ces cinq dernières années. Il y en a désormais dans les ateliers, les entrepôts de fabrication et dans le domaine logistique. Actuellement, la tendance est aux robots collaboratifs, ou « cobots », qui travaillent main dans la main avec des travailleurs humains en vue d’atteindre un objectif commun. Certains cobots sont uniquement constitués d’un bras mécanique et utilisés pour des tâches telles que le soudage, le moulage de cartes de circuits imprimés et la connexion de composants électroniques. D’autres sont en fait de plus grosses machines capables de prendre en charge de lourdes tâches, voire de cuisiner. Une récente étude du MIT montre que dans une usine, la collaboration entre un robot et un travailleur humain est plus efficace que ce robot et ce travailleur œuvrant seuls, de leur côté. Cette étude révèle également que ce type de scénario permet de réduire de 85 % la non-productivité. Les usines intelligentes se tournent de plus en plus vers l’utilisation de ces cobots pour éviter d’avoir à confier aux travailleurs humains des tâches dangereuses ou périlleuses, mais elles ne sont pas pour autant prêtes à accepter que les robots remplacent l’intégralité de leur main-d’œuvre humaine. Bien qu’ils en soient encore à leurs balbutiements, les cobots seront sans nul doute à l’origine de possibilités révolutionnaires dans le secteur de la fabrication.

Un gabarit de plaques de métal marquées avec un laser à fibre.
La gravure au laser permet d’obtenir des marquages de très haute qualité qui peuvent facilement être lus par un lecteur de codes-barres, un scanner RFID ou d’autres outils de suivi des stocks.

Dans le même temps, une utilisation croissante des lasers industriels dans le domaine de la fabrication peut être constatée dans des applications telles que le traitement de matériaux, le micro-usinage, le marquage et la gravure au laser. La technologie laser donne aux usines la possibilité d’ajouter de la valeur aux produits qu’elles créent. Elles peuvent par exemple graver leur nom ou leur logo de manière personnalisée, marquer plusieurs produits en même temps par code-barres, y ajouter des marquages d’identification pour éviter la contrefaçon et produire une variété de marquages au laser sur différents matériaux, par exemple sur des métaux nus, revêtus, anodisés et plaqués. Dans chaque cas, ces tâches peuvent être exécutées de façon incroyablement détaillée.

Comme elle permet l’ajout de numéros de série, de marquages d’horodatage, de numéros de pièce, d’étiquettes de composition, de marquages de codes matriciels de données, de marquages distinctifs et de codes propres à un secteur, la gravure au laser contribue également à la protection de la propriété intellectuelle. Dans chaque cas, elle produit un marquage de haute qualité pouvant facilement être identifié par un lecteur de codes-barres ou un outil de suivi des stocks, ce qui est essentiel pour toute usine intelligente. En outre, les systèmes laser peuvent être connectés au réseau d’une usine en tant que manifestations de l’IIoT, ce qui offre de nouvelles possibilités d’entretien, de surveillance, de fonctionnement, de résolution de problèmes à distance et d’assistance produit pour les systèmes.



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