CLOUD MACHINING : CONNECTER MACHINES ET OUTILLAGES

LES TERMES « CLOUD MACHINING SONT DE FAUX AMIS QUI LAISSENT ENTENDRE QU’IL S’AGIT DE FABRIC INDUSTRIELLE COMMANDÉE ET CONTRÔLÉE PAR LE « CLOUD ». PO L’INSTANT CLOUD MACHINING SIG « SYSTÈMES EXPERT D’AIDE À LA CONCEPTION ET AUX CHOIX DES OU COUPANTS » PROGRESSIVEMENT CETTE ACCEPT S’ÉTEND À LA COLLECTE DES DONN VIA DES CAPTEURS SUR LES OUTIL LES MACHINES AINSI QU’UNE AIDE PROGRAMMATION EN LIGNE AVEC CHOIX DES OUTILS EN FONCTION D OU DES FORMES À RÉALISER. CELA POURRAIT SEMBLER UNE ÉTA MINEURE SUR LA ROUTE VERS L’US DU FUTUR MAIS IL N’EN EST RIEN.
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Il est bien évident que les machinesoutils et les robots sont reliées depuis bien des années au réseau d’entreprise via leur CNC et qu’il est possible d’extraire des données pour nourrir l’ERP au niveau de la gestion de production.

Dans la réalité, le parc machines français, européen ou mondial est très disparate, plus ou moins âgé et si les machines peuvent recevoir des instructions et des programmes via le réseau d’entreprise, elles ne peuvent communiquer entre elles et chaque programme d’usinage leur est souvent spécifique via un post processeur adapté. On peut parler de babelisation dans le monde des machines-outils. Ne parlons même pas des très nombreuses commandes numériques qui sont d’architecture fermées et pas du tout conçues pour échanger avec autre chose que leur machine. S’imaginer que dans un avenir plus ou moins proche, un technicien ou un système intelligent pourra lancer en fabrication une pièce quelconque en puisant dans un parc machine disponible sur un site X ou Y comme on envoie un taxi à un client sur simple appel est une aimable utopie. Mais les utopies peuvent devenir la réalité de demain si on s’en donne la peine.

Au départ, il y a eu un double constat : le parc machine est sous-employé, mobilise beaucoup d’énergie pour sa gestion, son utilisation est fastidieuse au travers de programmations ne prenant pas en compte tous les paramètres utiles parce qu’inconnus (taille brute exacte, bridages, performances réelles de la machine, etc.), utilisation de post-processeurs empêchant de changer facilement de machine en cas de d’urgence…

Le deuxième constat est que les operateurs qualifiés se font rares et que cette pénurie est un frein à la croissance. Plusieurs fabricants d’outils puis de machines-outils se sont donc attelées à la tâche immense de mettre en ligne des catalogues de leurs produits en fichiers 3D enrichis mais aussi couplés avec des logiciels d’expertise. Les fournisseurs de CN ont emboîté le pas ainsi que les fabricants de bancs de pré-réglage. Les opérateurs et programmeurs des méthodes ont donc accès à des systèmes intelligents qui sont à même de leur proposer un choix d’outils et de porte-outils en fonction du fichier 3D d’une pièce, tandis que des programmes de FAO plus ou moins basiques seront édités à la demande. Evidemment coexistent plusieurs offres non compatibles et ne remplacent pas (encore) un programmeur méthodes expérimenté.

En parallèle le ou les projets se rapportant à l’industrie 4.0 ou à l’usine du futur ont progressé et les concepteurs de ces systèmes d’aide au choix et à la programmation se sont rendu compte qu’il y avait moyen de voir beaucoup plus grand.

Toujours en gardant à l’esprit que seule une frange du monde industriel est en mesure de suivre une telle démarche. Mais les grands donneurs d’ordres ont compris que des gains de productivité importants pouvaient s’ensuivre et ont fait de plus en plus pression sur toute la chaîne de fournisseurs, du constructeur de machines au fournisseur d’outils, de bancs de pré-réglage, de robots, de fluide de coupe, etc., pour pouvoir disposer d’un environnement de production homogène, communicant et surtout facile à utiliser.

Attention toutefois, connecter une machine âgée est peu pertinent surtout quand on ne dispose pas d’une simulation réaliste de l’équipement en modèle 3D enrichi et à jour et tenant compte de son état et sa précision actuels.

En outre, un environnement de production avec des machines connectées entre elles, au cloud et au service « mise en production/ industrialisation » d’une entreprise va brutalement déposséder les opérateurs, les services méthodes, programmation, gestion de production de tout ou partie de leurs prérogatives. Quelque part ce sont les gestionnaires du big data et les informaticiens qui prennent la main dans l’atelier. La hiérarchie et la façon de travailler seront lourdement impactés. Ce qui se concevra avec intérêt chez un grand sous-traitant au parc machine récent et équipé ad hoc en liaison constante avec son client automobile ou aéronautique, pourra se montrer plus délicat pour l’atelier aux multiples activités allant de la pièce unitaire à la petite série.

L’expérience issue des tentatives d’automatisation à outrance d’autrefois (machines transfert, programmation centralisée et lointaine) a montré que les innovations en matière de techniques d’usinage, d’outils ou d’équipements périphériques ne parvenaient plus à être prises en compte avec un appauvrissement technique réel de l’entreprise concernée, d’aucunes ne s’en étant pas remises.

ETAT DE L’ART

Les constructeurs de machines-outils annoncent que leurs produits sont pré-connectés ou livrés équipés pour pouvoir extraire toutes les données voulues du fonctionnement et du comportement tant des broches, des axes machines, de la consommation d’énergie, de l’état d’avancement du programme en cours, des temps passés réels, etc. En fait, ces flux de données étaient souvent déjà latents dans les CNC et il suffit de quelques capteurs supplémentaires pour répondre à moindre coûts aux demandes des clients les plus exigeants. Le cas des broches haute fréquence ou des axes numérisés est parlant à cet égard.

Les bancs de pré-réglage dialoguent depuis longtemps avec les CN concernées et mettre en place des boucles adaptatives en cours de process n’est pas non plus bien difficile et est bien maîtrisé à ce jour Connecter les outils coupants et les porte outils ne se faisait qu’en laboratoire jusqu’à peu et ne se révèle pas toujours aisé sauf en réalisant certains supports en fabrication additive pour pouvoir inclure les capteurs. Ce qui est assez aisé sur un tour est plus onéreux et délicat sur un centre d’usinage. Donc machines et outillages peuvent être connectés dans la plupart des cas en 2018.

Le petit souci qui a mis un coup de frein à ce bel élan est que personne ne sait encore quoi faire de ce flux de données aussi imposant que continu, même pour les serveurs informatiques les plus costauds. Il reste donc à créer des algorithmes pour faire automatiquement des choix pertinents et n’afficher ou archiver seulement les données utiles ou nécessitant une action corrective. Les filtres sont donc encore largement à créer.

Les initiateurs de systèmes experts eux, ont bien vu l’intérêt d’incorporer un maximum de ces données d’usinage réelles afin d’affiner leurs logiciels d’assistance et de disposer d’une base de données en ligne pouvant répondre à quasiment tous les cas de figure.

Sandvik Coromant avec son nouveau Coroplus est un bon exemple mais il n’est pas seul dans cette voie qui mobilise une très grosse énergie en R&D.

Les éditeurs de FAO et CFAO ont bien vite développé des partenariats avec les acteurs utiles et cet automne 2019 verra vraiment des offres en smart cloud manufacturing constituant une nouvelle brique technologique majeure pour l’usine du futur/industrie 4.0.

Les observateurs avisés auront noté plusieurs rapprochements de sociétés désireuses de se donner les moyens d’être des acteurs majeurs dans le cloud machining étendu de demain.

Il est possible de citer CNC Software Inc., développeur bien connu du logiciel de CFAO Mastercam, qui a choisi comme partenaire MachiningCloud GmbH afin d’assurer aux utilisateurs de Mastercam un accès direct aux données d’outils coupants disponibles sur le cloud…

Le rapprochement entre Spring Technologies et le groupe Hexagon est aussi lourd de sens mais aussi très logique. Le groupe suédois avait besoin d’une solution anti collision efficace et Spring a prouvé être spécialiste du lien entre le matériel et le soft. Spring deviendra donc une brique technologique stratégique et transversale pour le groupe en acquérant une dimension mondiale et un forte capacité d’investissement et de développement. L’approche d’Hexagon est nouvelle sur le marché du cloud machining car ce nouvel acteur majeur de l’industrie 4.0 se bâtit par le biais de la métrologie, de ses compétences en numérisation d’objets et de traitement de fichiers de provenances diverses. Il y a donc plusieurs chemins menant à la smart FAO et au cloud machining.

Les mois à venir seront donc intéressants car il sortira sans doute des enseignements inattendus des données ainsi collectées et il sera aussi possible de mieux appréhender à quel point le passage à l’industrie 4.0 peut ou non apporter des gains considérables à tous les niveaux en production industrielle. Il est par exemple tout à fait possible que les ateliers travaillant en petits lots plus ou moins répétitifs soient les vrais gagnants dans cette démarche.