Guide du débutant pour l'automatisation des chaînes d'assemblage

Avant les chaînes de montage, la production était assurée par des travailleurs manuels qualifiés et des ateliers à petite échelle. Les chaînes de montage ont marqué un tournant important vers la production de masse et la standardisation. Elles ont révolutionné le processus de production en ajoutant des pièces à un produit de manière séquentielle, chaque poste de travail effectuant une tâche spécifique.

Le concept de la chaîne de montage a été transformé à nouveau par Henry Ford au début du 20e siècle. Son introduction de la chaîne de montage mobile a permis de réduire considérablement le temps nécessaire à l'assemblage d'un modèle T, qui est passé de plus de 12 heures à environ 90 minutes. Cette innovation a non seulement rendu les voitures plus abordables, mais elle a également établi une nouvelle norme pour la production de masse dans diverses industries.

L'automatisation des chaînes de montage a évolué depuis l'époque de Ford, passant de tâches simples et répétitives à des processus complexes et multi-étapes, transformant des tâches manuelles en opérations automatisées sophistiquées.

Allons nous promener.

Qu'est-ce que l'automatisation des chaînes de montage ?

L'automatisation des chaînes de montage consiste à utiliser la technologie et les machines pour effectuer des tâches qui étaient traditionnellement réalisées par des humains. L'objectif est de dynamiser tous les aspects de la chaîne afin de produire des biens plus rapidement, avec plus de précision et à moindre coût, tout en maintenant des normes élevées.

Les éléments de base d'une chaîne de montage

• Les bandes transporteuses sont les autoroutes chargées de déplacer les pièces et les produits d'un poste de travail à l'autre. Les convoyeurs modernes peuvent généralement ajuster la vitesse, détecter les problèmes et s'assurer que tout arrive à temps.
• Les postes de travail Ce sont les ateliers de la chaîne de montage. Chacun d'entre eux est aménagé pour effectuer une tâche spécifique (assemblage de pièces, contrôle de la qualité, etc.).
• Les robots sont les piliers qui prennent en charge les tâches répétitives et précises telles que le prélèvement et le placement de pièces, le soudage, la peinture, etc.
• Les systèmes de contrôle Les systèmes de contrôle sont les cerveaux de l'opération. Ils coordonnent tous les éléments - bandes transporteuses, postes de travail, robots - pour s'assurer que tout se déroule sans heurts. Ces systèmes surveillent l'ensemble du processus et collectent des données qui permettent d'améliorer les stratégies de production.
• Contrôle de la qualité Les mécanismes de contrôle de la qualité sont là pour s'assurer que les produits répondent à des normes élevées, en utilisant des systèmes d'inspection automatisés avec des caméras et des capteurs (ou, dans certains cas, des humains) pour repérer les défauts et s'assurer que tout est conforme à la marque.

Mais même avec toute cette automatisation, la collaboration homme-machine consiste à combiner les forces des deux parties pour stimuler la productivité et maintenir le processus de production flexible et innovant.

Les types de systèmes d'automatisation

L'automatisation dans l'industrie manufacturière se décline en plusieurs variantes, chacune adaptée à des besoins et à des styles de production différents. Jetons un coup d'œil :

• Automatisation robotique: L'automatisation robotique est exactement ce qu'elle semble être : l'utilisation de robots pour effectuer des tâches souvent répétitives et exigeant de la précision. Pensez à des robots qui soudent des châssis de voiture, peignent des véhicules ou déplacent des matériaux dans une usine.
• Automatisation fixe: L'automatisation fixe, également connue sous le nom d'automatisation dure, est idéale pour la production en grande quantité d'un seul produit. Elle implique l'utilisation d'équipements spécialisés pour effectuer des tâches spécifiques. Bien qu'elle soit rentable et efficace pour la production de grandes quantités, elle manque de flexibilité. Une fois qu'il est configuré pour un produit particulier, il n'est pas facile de le modifier. C'est pourquoi elle est idéale pour des industries telles que la fabrication automobile, où le même article est produit à plusieurs reprises.
• Automatisation programmable: L'automatisation programmable est parfaite pour la production par lots, où vous pouvez reprogrammer et reconfigurer l'équipement pour gérer différentes tâches et différents produits. Elle est plus souple que l'automatisation fixe, mais nécessite toujours un certain temps de préparation entre les différents lots, ce qui la rend adaptée aux industries où la production doit passer d'un produit à l'autre, comme la fabrication de produits électroniques.
• Automatisation flexible: L'automatisation flexible, ou automatisation douce, est incroyablement adaptable, permettant des changements rapides et une adaptation facile à différentes tâches et à différents produits. Elle est idéale pour les environnements où la conception des produits change fréquemment, ou pour les produits personnalisés. Les systèmes d'automatisation flexibles peuvent passer d'une tâche à l'autre avec un temps d'arrêt minimal, ce qui les rend parfaits pour les industries qui ont besoin d'être agiles et réactives aux demandes du marché.

L'intégration des technologies avancées

Les technologies avancées ont changé la donne ces dernières années, avec quatre intégrations notables :

• Systèmes de vision

Les systèmes de vision utilisent des caméras et des algorithmes de traitement d'images pour effectuer des tâches telles que l'inspection de la qualité et la reconnaissance d'objets, comme le guidage des robots, ce qui les aide à prélever et à placer les composants avec précision et à s'assurer que tout est correctement aligné.

• Intelligence artificielle (IA) et apprentissage automatique (Machine Learning)

L'IA et l'apprentissage automatique peuvent analyser de grandes quantités de données pour prédire quand l'équipement aura besoin d'une maintenance, ce qui garantit que les machines sont entretenues avant qu'elles ne tombent en panne. Ils peuvent améliorer le contrôle de la qualité et, dans certains cas, contribuer à l'optimisation des processus en prenant des décisions en temps réel.

La solution de vision 3D et d'intelligence artificielle d 'inbolt rend les robots industriels plus intelligents, leur permettant de comprendre et de réagir rapidement à leur environnement, facilitant ainsi l'automatisation des chaînes de montage en mouvement.

Voir l'exemple d'inbolt

• Internet des objets (IoT)

Les dispositifs IdO permettent aux machines de communiquer entre elles, de partager des données et de coordonner des actions. Par exemple, si une machine détecte un problème, elle peut alerter d'autres machines et le système de contrôle central pour ajuster les opérations ; elle peut surveiller et gérer les stocks, etc.

L'usine d'électronique d'Amberg de Siemens utilise des capteurs IoT tout au long de sa chaîne de production pour créer une usine entièrement numérisée, améliorant ainsi la productivité et la flexibilité.

• Robots de collaboration (Cobots)

Contrairement aux robots industriels traditionnels qui fonctionnent de manière isolée, les cobots travaillent avec des travailleurs humains. Ces robots peuvent prendre en charge des tâches répétitives et pénibles et sont équipés de capteurs et de dispositifs de sécurité avancés qui leur permettent d'interagir avec les humains en toute sécurité. Dans ce cas, les robots et les humains contribuent tous deux au processus de production.

• Réalité augmentée (RA)

La technologie AR superpose des informations numériques à l'environnement physique, fournissant une assistance en temps réel aux travailleurs. Dans l'industrie manufacturière, la RA peut être utilisée pour former les nouveaux employés, les guider dans les tâches d'assemblage et résoudre les problèmes (comme l'utilisation de lunettes de RA pour voir les instructions étape par étape ou visualiser les composants internes d'une machine sur laquelle ils travaillent).

Boeing a essayé d'utiliser des lunettes AR pour les tâches de câblage et de maintenance, permettant aux travailleurs de voir des instructions et des diagnostics en temps réel superposés à leur champ de vision.

Perspectives d'avenir de l'automatisation des chaînes de montage

L'évolution de la technologie va continuer à redéfinir l'automatisation des chaînes de montage. La convergence de toutes ces nouvelles technologies et de ces progrès ne manquera pas de créer des processus de fabrication plus intelligents, plus efficaces et plus adaptables au fil du temps, permettant ainsi aux industries de rester compétitives sur un marché dynamique.

‍