16 Revue ABB 2/2002

Industries

’industrie automobile est passée

d’une production en flux poussés à

une production en flux tirés, d’une pro-

duction de masse à une personnalisation

de masse. Par exemple, le concept de

client « final », reflète plutôt la démarche

classique de flux poussés que celle de flux

tirés par la demande.

Traditionnellement, les usines étaient

conçues pour fabriquer économiquement

des séries de produits en grandes quanti-

tés, d’où leur haut degré d’inertie. Cepen-

dant, l’époque où le marché pouvait

absorber toute la production est désormais

révolue. Aujourd’hui, les industriels ont

besoin de systèmes de production « flexi-

bles», capables de répondre au plus vite à

l’évolution du marché. Ce bouleversement

a des répercussions profondes sur l’en-

semble de la chaîne de valeur.

Sachant qu’il faut quelque 30 000 piè-

ces pour construire une voiture, on com-

prend aisément qu’un tel bouleversement

constitue un réel défi pour l’industrie auto-

mobile.

Une démarche d’intégration et d’unifor-

misation s’impose donc, prenant en com-

pte les besoins spécifiques du secteur:

systèmes de production hautement évolu-

tifs, flexibles et fiables; systèmes d’infor-

mation transparents et performants garan-

tissant une traçabilité totale, depuis

chaque commande client jusqu’à la fabri-

cation de chaque pièce.

Systèmes d’information

pour les ateliers

d’emboutissage – bref historique

et perspectives

Par le passé, le développement logiciel

pour l’industrie automobile se concentrait

sur deux domaines: d’une part, les

solutions de gestion notamment avec

les progiciels de gestion intégrée (ERP),

de pilotage et suivi de fabrication (MES)

et de planification des besoins (MRP),

et d’autre part les logiciels de contrôle-

commande des machines et lignes de

fabrication.

Ces deux domaines étaient totalement

cloisonnés, donc exempts de toute

intégration verticale . Parallèlement,

on se préoccupait peu d’intégration

horizontale – à savoir rapprocher les

fournisseurs et les clients des ateliers

d’emboutissage .

Le résultat : un clivage entre la gestion

et la production, et entre tous les acteurs

de la chaîne de valeur étendue.

Pour favoriser l’émergence d’atouts

concurrentiels et technologiques recher-

chés par les ateliers d’emboutissage

automobiles, ceux-ci connaissent un

2

1

David Mayoral

La mondialisation des marchés contraint les industriels à dépasser les limites traditionnelles

de leur organisation fonctionnelle et opérationnelle. Les fournisseurs qui ont compris ce chan-

gement en tireront un avantage concurrentiel en saisissant les opportunités et en privilégiant

l’intégration de l’ensemble de la chaîne de valeur, de la demande à la production.

Les compétences du Groupe ABB dans les métiers de l’automatisation et des technologies

de l’information, de même que son savoir-faire industriel issu de sa longue expérience aux

côtés des constructeurs automobiles, ont été capitalisés pour développer des solutions logi-

cielles innovantes et performantes pour les ateliers d’emboutissage. Intégrées à l’architecture

IndustrialIT, ces solutions permettent d’exploiter tout le potentiel des moyens de production

avec, à la clé, des avantages pour tous les maillons de la chaîne client-fournisseur.

L

ATELIERS D’EMBOUTISSAGESolutions IndustrialIT

Revue ABB 2/2002 17

cycle technologique qui cible l’intégration

totale de leurs systèmes d’information.

Cette évolution, à savoir passage des

logiciels de contrôle-commande des

machines vers les systèmes ERP/MES/MRP

et, aujour-d’hui, vers les systèmes d’auto-

matisation et d’information temps réel,

est balisée par ABB avec son initiative

IndustrialIT [1,2].

Les spécificités des ateliers

d’emboutissage

Tous les secteurs industriels investissent

dans des stratégies et des systèmes très

divers pour améliorer leur mode de fonc-

tionnement. Les objectifs de ces investisse-

ments sont multiples:

n fabriquer sur commande au moindre

coût,

n minimiser les stocks et les retards,

n maximiser le retour sur investissement

(ROI),

n maintenir la qualité ciblée des

produits.

Au sein des ateliers d’emboutissage, l’ac-

cent est mis sur l’affectation efficace des

ressources et une planification dynamique

de la production pour accroître l’efficience

des opérations en minimisant :

n les temps de mise en production,

n les temps de cycle,

n les temps improductifs,

n les rebuts et les reprises.

Pour obtenir les résultats escomptés, ces

investissements doivent s’accompagner

d’une logistique efficace qui optimise les

flux de matières (intra et intersites) de

même qu’une intégration étroite des sys-

tèmes d’information des fournisseurs et

des clients.

La recherche de l’optimisation perma-

nente doit s’appuyer sur la mise en place

d’un système temps réel d’aide au dia-

gnostic et d’aide à la décision pour per-

mettre aux utilisateurs de gérer la com-

plexité sans les submerger d’informations,

pour qu’ils se concentrent sur l’essentiel,

de la gestion à la production.

Solutions IndustrialIT d’ABB pour

les ateliers d’emboutissage

La quête de l’excellence industrielle a

un effet catalyseur sur le développement

de solutions logicielles de partage et

d’intégration des flux d’information,

accessibles en temps réel pour gagner en

efficacité.

ABB s’est fixé un triple objectif :

n Développer des solutions pour optimi-

ser chaque maillon de la chaîne client-

fournisseur et intégrer de façon transpa-

rente chaque maillon au suivant.

n Supprimer la communication sous for-

mat papier quand elle est superflue (la

nature dynamique de la plupart des infor-

mations les rend inexploitables pour les

opérations d’emboutissage).

n Offrir des outils de gestion des connais-

sances qui favorisent une prise de déci-

sion basée sur des informations perti-

nentes et temps réel.

Mettant à profit son expertise dans les

systèmes d’automatisation et logistiques

pour l’industrie automobile, ABB a déve-

loppé des solutions IndustrialIT destinées

spécifiquement aux ateliers d’emboutis-

sage. Par l’intégration des systèmes d’in-

formation, elles permettent aux utilisateurs

d’optimiser les performances des machi-

nes, cellules et lignes de production, avec

un prolongement sur tous les processus

de production et de gestion, ainsi que sur

l’e-collaboration à tous les niveaux de la

chaîne de valeur .

Tous les intervenants – fournisseurs,

clients, services production, maintenance

et qualité, etc. – utilisent les mêmes infor-

mations et ont donc la même vision d’en-

semble. Ainsi, collaborer dans un environ-

nement hautement dynamique devient

beaucoup plus simple.

Quatre types de logiciels

complémentaires

L’offre IndustrialIT pour les ateliers d’em-

boutissage comprend actuellement quatre

types de logiciels complémentaires:

RoboticsIT Stamping Synchronisation Soft-

ware : regroupe l’offre logicielle pour le

niveau machines et cellules.

3

Business layer

Production layer

Evolution

Gap Vertical integration

Ho

rizo

ntal

inte

gra

tion

Wea

k co

nnec

tion

Wea

k co

nnec

tion

Str

ong

co

nnec

tion

Str

ong

co

nnec

tion

Supplier SupplierCustomer CustomerPressshop

Pressshop

Evolution

Evolution des systèmes d’informa-

tion des ateliers d’emboutissage:

intégration verticale

1 Vers l’intégration horizontale des systèmes d’information des ateliers

d’emboutissage

2

IndustrialIT Press Line Optimizer : nouvelle

génération de superviseurs ABB pour les

lignes de presses.

IndustrialIT Press Shop Optimizer : maxi-

mise les performances internes de l’usine.

IndustrialIT Press Shop Collaboration

Platform : solution ABB d’e-collaboration

rapprochant l’atelier d’emboutissage des

fournisseurs et des clients. (Il peut s’agir,

par exemple, de faire dialoguer le fournis-

seur de rang 1 avec le constructeur auto-

mobile, ou l’atelier d’emboutissage avec

l’atelier de carrosserie.)

RoboticsIT Stamping

Synchronisation Software – pour

exploiter tout le potentiel des

équipements et des cellules de

production

Il s’agit de la nouvelle génération de logi-

ciels applicatifs ABB pour l’optimisation

des performances des équipements et cel-

lules de la ligne de presses.

Robot Press Synchronization (RPS) est

implanté dans la nouvelle armoire de

commande S4Cplus multitâche des robots

ABB, qui peut héberger des applications

spécialisées de soudage par points, sou-

dage à l’arc, automatisation de presses,

etc. Avec RPS , le robot suit les mouve-

ments de la presse, adaptant en douceur

et à la volée sa cadence pour optimiser le

temps de cycle et minimiser les contrain-

tes mécaniques.

La synchronisation robot-presse réduit

le temps de cycle de la ligne d’emboutis-

sage de 4 à 7%. Lorsque RPS est installé,

l’ensemble de la ligne se comporte comme

un système unique qui s’autosynchronise.

Autre produit de la gamme: RoboticsIT

Stamping Operator, interface homme-

machine développée pour simplifier la

programmation du robot et l’exploitation

de la cellule.

IndustrialIT Press Line Optimizer

– pour optimiser le rendement

des lignes de presses

Traditionnellement, les systèmes de

conduite-supervision SCADA (Supervisory

Control and Data Acquisition Systems) des

lignes de presses sont utilisés comme des

outils d’exploitation. Cependant, même les

4

Quatre couches de l’architecture IndustrialIT pour les ateliers d’emboutissage3

Incremental encoder

Top deadcenter pulse

RPS

Robot Press Synchronization (RPS) pour

accroître l’efficience des équipements et cellules

de production

4

18 Revue ABB 2/2002

Industries

lignes de presses équipées d’un système

SCADA ne sont pas souvent intégrées au

reste de l’atelier.

Press Line Optimizer est une nouvelle

génération de superviseurs, développée

par ABB pour insérer la ligne de presses

dans le «processus collaboratif » . Il modé-

lise la ligne de presses comme un «objet

IndustrialIT » qui interagit avec les autres

sous-systèmes de l’entreprise.

Press Line Optimizer fait le lien entre

plusieurs activités – ex., ordonnancement,

production, maintenance, qualité, gestion

intégrée – au sein de l’atelier d’emboutis-

sage, offrant visibilité, accessibilité et

connectivité dans un environnement

client/serveur véritablement en temps réel.

Il apporte également des fonctionnalités

inédites à l’atelier d’emboutissage, agissant

comme un «poste de pilotage» de la ligne

et donnant accès à toutes les données per-

tinentes reçues de l’atelier, de l’intranet ou

de l’Internet.

Il comporte également des fonctions

de télé-assistance, permettant à ABB de

proposer des prestations de support en

ligne pour, notamment, optimiser la pro-

ductivité et redémarrer la production

après arrêt.

Visibilité et accès distant

en temps réel

Press Line Optimizer constitue une fenêtre

ouverte sur la ligne de presses, permettant

de suivre les opérations au niveau sys-

tème et cellule jusqu’au niveau équipe-

ments .

Il se connecte à l’API (automate pro-

grammable industriel) et aux robots de la

ligne via OPC1 , standard industriel d’OPC

Foundation, dont ABB est membre.

L’information qui s’affiche est actuali-

sée en temps réel. Ainsi, par exemple, tout

changement d’état d’un équipement (robot

ou presse) d’un site européen est affiché,

en moins d’une seconde, sur l’écran d’un

ordinateur accédant à Press Line Optimi-

zer en Amérique du nord.

Planification de ligne

Cet outil aide les utilisateurs à organiser la

ligne (ex., planification de la production et

des interventions de maintenance ). Un

diagramme de « Gantt » est utilisé pour édi-

ter et visualiser les détails.

6

5

Un accès en temps réel total, du niveau système/ligne aux équipements de base5

Edition d’états et analyse de tendances7Planificateur de la production et de

la maintenance préventive

6

1 OLE for Process Control; OLE est la technolo-gie objet de Microsoft pour le partage des infor-mations entre procédés et machines.

Revue ABB 2/2002 19

20 Revue ABB 2/2002

Industries

Edition d’étatsLes statistiques de production, qualité,

maintenance et événements/alarmes sont

disponibles sous forme d’états détaillés ou

de bilans, avec des informations pouvant

être horodatées, regroupées par lot, pièce,

etc. . Cet outil d’édition d’états et de

suivi de tendances aide l’utilisateur dans

sa prise de décision et dans l’identification

des principales causes d’indisponibilité de

la ligne. Des graphiques de «Pareto» mon-

trent les arrêts de la ligne, classés par

ordre d’importance selon différents critè-

res (type, durée et fréquence).

ProductionAvec cet outil, les utilisateurs assurent la

conduite et le suivi de production pour

une optimisation de la ligne .

Gestion de la qualitéAvec cet outil convivial, les services

contrôle et gestion qualité peuvent main-

tenant signaler et visualiser directement les

défauts des pièces . Il peut également

être utilisé par les services qualité et main-

tenance pour identifier les problèmes des

outils de presses.

Gestion de la maintenancePress Line Optimizer totalise les temps ou

les cycles de fonctionnement de tous les

équipements critiques et indique la date

de la dernière intervention de mainte-

nance. Ainsi, il simplifie la programmation

des opérations de maintenance préventive,

notamment sur les robots ou les presses.

Connectivité ERPAvec l’ERP, Press Line Optimizer descend

jusqu’au niveau de l’atelier , servant

de «passerelle» entre le système d’informa-

tion de l’entreprise et l’ensemble

presses/robots.

10

9

8

7

Conduite et supervision de la production8 Suivi et bilan qualité9

Robot 1 Robot 2 Robot 3 Robot 4 Robot 5 Robot 6

Presse 1

Demandes &commandes Résultats

Presse 2 Presse 3 Presse 4

ERP

Optimiseur ligne de presses

Press Line Optimizer, prolongement du système ERP10

Revue ABB 2/2002 21

Accès par assistant électronique Les fonctionnalités de Press Line Optimi-

zer sont également accessibles via les

assistants électroniques des utilisateurs.

Parmi les autres fonctions proposées

par Press Line Optimizer citons : analyse

des goulots d’étranglement, gestion des

fichiers robots, connexion à Microsoft®

Office, serveur de documentation et bulle-

tin d’informations, et vidéo en direct.

Press Line Optimizer est source de

création de valeur pour les ateliers

d’emboutissage, à la fois quantitativement

et qualitativement. La plate-forme d’e-col-

laboration, par exemple, concourt à

l’accroissement de la valeur, au même titre

que l’intranet ou le courrier électronique –

favorisant la coordination et aidant à tend-

re les actions de tous les intervenants vers

un même objectif. Les améliorations qui

ont un impact direct sur le retour sur

investissement sont : réduction des temps

improductifs, augmentation de la produc-

tivité du fait de la réduction des temps de

cycle et redémarrage de la production

après arrêt.

Des constructeurs (OEM) et fournis-

seurs de rang 1 sur le continent américain,

en Europe et dans la zone Asie-Pacifique

ont intégré Press Line Optimizer comme

outil de productivité majeur. L‘équipemen-

tier nord-américain de rang 1 AG Simpson,

notamment, a choisi ce logiciel pour

accroître les performances et la flexibilité

d’une ligne constituée de sept presses et

quinze robots ABB.

IndustrialIT Press Shop

Optimizer – le chef d’orchestre

Faire fonctionner un atelier d’emboutis-

sage sans heurts et efficacement s’appa-

rente, en quelque sorte, à former un

orchestre avec des musiciens qui n’ont

jamais joué ensemble. Tout comme la

dynamique d’une partition exige des musi-

ciens un gros effort de discipline pour être

au diapason, la dynamique d’un atelier

d’emboutissage exige la coordination par-

faite et la visualisation de tous ses compo-

sants et fonctions.

Si les besoins de production réels

étaient prévisibles très en avance, les

efforts d’optimisation d’un atelier d’embou-

tissage pourraient se focaliser sur l’effi-

cience de la ligne de presses. Tout comme

sur une longue ligne droite, la vigilance

d’un automobiliste peut se relâcher

quelque peu pour se concentrer, par

exemple, sur les performances du moteur.

Mais pour les industriels du secteur, la

route est sinueuse, ne sachant pas exacte-

ment ce qui les attend au prochain virage.

En effet, les opérations au sein d’un atelier

d’emboutissage se font dans un environ-

nement dynamique.

Les prévisions restent, bien évidem-

ment, indispensables mais elles servent

désormais d’aide à la planification de la

production. Les fournisseurs de rang 1

sont particulièrement concernés, recevant

souvent de nouvelles commandes ou des

commandes urgentes qui les obligent à

reprogrammer rapidement leur produc-

tion. Produire par lots et constituer des

stocks est une des solutions qui permet-

tent aux entreprises de parer aux incerti-

tudes de fabrication et de prévision, et de

réduire le coût des modifications de pro-

duction .

La solution proposée par ABB associe

Press Shop Optimizer, Press Line Optimi-

zer et Press Shop Collaboration . Au

sein de cette solution, Press Shop Opti-

mizer collabore avec Press Shop Collabo-

ration et le système ERP pour aligner les

opérations de l’atelier d’emboutissage

sur les objectifs de l’entreprise et les

structurer par l’intégration avec Press Line

Optimizer.

Press Shop Optimizer fait largement

appel aux méthodes de la recherche opé-

rationnelle (techniques d’optimisation)

pour élaborer des programmes dyna-

miques et intelligents intra et intersites

prenant en compte différents critères :

niveau des stocks, disponibilité et capacité

de la ligne, caractéristiques des pièces,

coûts de production et de logistique. Il

soumet un schéma directeur de produc-

12

11

Combined costOptimal point

Due toproductionsetups & in-plantmaterials flowcomplexity

Due tohigh inventory& late or missedorder fulfillment

Cost

Lot order size

Comparatif quantité de commande/coût unitaire de

production d’une ligne de presses

11

22 Revue ABB 2/2002

Industries

tion établi sur ces critères, l’utilisateur

pouvant l’accepter ou le rejeter en fonc-

tion des besoins stratégiques. Press Shop

Optimizer intègre des fonctions de simula-

tion avec différentes hypothèses, véritable

outil d’aide à la décision pour les utilisa-

teurs confrontés à plusieurs scénarios.

Press Shop Optimizer suit également à

la trace les flux matières et les commandes

au sein de l’usine et entre les différents

sites, analysant en temps réel la rentabilité

des opérations par commande.

L’efficience industrielle est traquée et

adaptée en temps réel au moyen d’indica-

teurs clés définis par l’utilisateur.

Press Shop Optimizer visualise l’atelier

d’emboutissage comme un seul et même

système. Il génère un modèle de l’usine

et propose une optimisation dynamique

permettant de respecter les impératifs stra-

tégiques de délais et de coûts. La logique

économique de Press Shop Optimizer est

définie en fonction des besoins du client.

Il fonctionne de manière transparente avec

la base logicielle existante, pérennisant les

investissements dans les systèmes d’infor-

mation. Press Shop Optimizer permet une

meilleure gestion des risques et accroît la

réactivité de l’atelier d’emboutissage.

L’avantage majeur de Press Shop Opti-

mizer est probablement la possibilité qu’il

offre aux responsables des ateliers d’em-

• Stock• Disponibilité de la ligne• é de la ligne•• Coû• Coûts logistiques

Ligne 1 ... Ligne N

Optimiseur ligne de pressesOptimiseur ligne de presses

e-collaboration

Optimiseur atelier d’emboutissage

Construction automobile – couche physique13

Press Shop Optimizer fonctionne avec Press Shop Collaboration et Press Line

Optimizer pour harmoniser les opérations de l’atelier d’emboutissage et les aligner sur

les objectifs de l’entreprise.

12

Revue ABB 2/2002 23

boutissage de se concentrer sur l’aspect

économique des opérations plutôt que

l’aspect administratif.

Plate-forma IndustrialIT

Press Shop Collaboration

Rappelons que cette suite logicielle Indus-

trialIT est conçue pour améliorer la chaîne

intégrée et l’efficacité du travail collabora-

tif. Même si ni Press Shop Collaboration ni

Press Shop Optimizer n’ont besoin l’un de

l’autre pour exploiter toutes leurs fonc-

tionnalités (les deux s’intègrant sans rup-

ture dans le système d’information existant

de l’entreprise), les meilleurs résultats sont

obtenus lorsque les deux sont implantés.

Il est important de bien comprendre le

contexte dans lequel Press Shop Collabo-

ration fonctionne. La chaîne de valeur

intégrée de l’industrie automobile compor-

te deux couches: d’une part, la couche

physique constituée des systèmes de

fabrication et de logistique/distribution,

et d’autre part la couche information ,

où les échanges s’opèrent par le biais du

«réseau virtuel » de la chaîne client-fournis-

seur.

Press Shop Collaboration relie l’atelier

d’emboutissage au réseau virtuel par l’in-

termédiaire d’une dorsale automobile qui

confère de la visibilité et permet à l’atelier

d’emboutissage d’intégrer ses opérations

dans un cadre collaboratif. Les agents2

SKYVA collectent et diffusent toutes les

informations pertinentes à l’atelier d’em-

boutissage, aux fournisseurs et clients, tout

en vérifiant la cohérence du processus. Ils

fournissent une image fidèle du processus

de fabrication, mettant en évidence tout

changement intervenu chez un des parte-

naires de la chaîne client-fournisseur.

Des solutions orientées client

La philosophie IndustrialIT s’appuie sur

une puissante architecture centrée sur le

client et est orientée, en fin de compte,

par la demande de produits de haute qua-

lité, livrés au bon endroit, au bon moment

et au juste prix.

Avec son initiative IndustrialIT, ABB

capitalise sur son savoir-faire dans les

métiers de l’automobile et des technolo-

gies de l’information pour proposer à ses

clients les meilleures solutions. Pour les

ateliers d’emboutissage, cela suppose des

équipements et systèmes d’automatisation

qui privilégient rapidité, fiabilité et flexibi-

lité, fonctionnant à l’unisson avec un sys-

tème de planification reposant sur une

offre IndustrialIT cohérente, puissante et

évolutive, pilier d’intégration de tous les

niveaux de l’entreprise.

14

13

Auteur

David MayoralABB Industries ES-08192 Sant Quirze del VallèsBarcelone/Espagnedavid.mayoral@es.abb.comFax: +34 93 728 8662

Bibliographie[1] B. Hoffman: Une architecture ouverte et intégrée, sous l’égide d’IndustrialIT. Revue ABB 3/2001, 6–9.

[2] L’ABCdaire d’IndustrialIT. Revue ABB 1/2002, 6–13.

Flux matières + création de valeur

Intégration horizontale

Fournisseurbobines

Atelierde peinture

Ligneassemb.

Distri-buteur

Logistique dedistribution

Commandes

Système« tiré » par

la demande

Atelierde carrosserie

Atelierd’emboutissage

Inté

gra

tion

vert

ical

e

Inté

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Inté

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Inté

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Inté

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e

Optimiseur atelierd’emboutissage

Plate-forme d’e-collaboration pour ateliersd’emboutissage

Optimiseur lignede presses

Synchronisationdes opérationsd’emboutissage

Construction automobile – couche information 14

2 Press Shop Collaboration et Press Shop Optimi-zer partagent l’architecture client/serveur et detraitement distribué basée sur la technologieAgents de SKYVA. Skyva est un editeur de logi-ciels d’e-collaboration, membre du Groupe ABB.