Atelier tôlerie : comment réduire les temps improductifs ?

En sous-traitance tôlerie, les commandes sont de plus en plus tardives, les délais de production très courts et les quantités réduites à seulement quelques dizaines de pièces ou d'ensembles identiques. Tout en exerçant une pression importante sur les prix, les acheteurs de pièces tôlerie exigent une production de qualité, nécessitant de la part des sous-traitants européen une amélioration constante de leur productivité et des processus de fabrication.

A ces contraintes s'ajoutent des difficultés à recruter du personnel qualifié pour la production, tels que des plieurs, soudeurs, opérateur de machines CN, etc. Le travail de nuit et durant le week-end, rendu parfois nécessaire par les impératifs de délais de production, est difficile à mettre en œuvre d'un point de vue humain et de par son coût élevé. Ce n'est donc pas une solution allant dans le sens de la réduction des coûts de production.

Comment peut-on améliorer la productivité de son atelier tôlerie, gagner en réactivité et offrir des productions qualitatives à ses clients ?

Pour répondre à ces questions, Metal-Interface a interrogé Rémi Martin, Directeur Général d'Amada SA, qui a accepté de partager son expérience de l'industrie tôlerie.
 

Le lancement d'une production (programmation, alimentation en matière première, changements des outils, etc.) entraîne des temps improductifs sur l'équipement de production, que ce soit sur une machine de découpe (laser, poinçonneuse, combinée laser/poinçonnage) ou sur une presse plieuse. Un levier sur lequel l'industriel doit travailler pour améliorer sa production est de réduire ces coûts de production.

Rémi Martin explique ainsi que « le changement des outils sur une presse plieuse prend en moyenne 35 minutes à l'opérateur et autant de temps d'immobilisation de la machine. Sur un cycle de 8 heures, les sous-traitants ont en moyenne 6 changements de production ; soit 3,5 heures d' « arrêt machine » par jour, représentant une perte de productivité de plus de 40 % ! »

En décomposant, puis en analysant les temps improductifs liés au changement de production, l'industriel peut mettre en œuvre des améliorations de son outil et/ou de son process afin de gagner en productivité sur les leviers les plus significatifs.

La programmation des machines sur un ordinateur déporté
Les machines peuvent être programmées, en temps masqué, par un programmeur au bureau des méthodes. C'est un fonctionnement courant sur les machines de découpe (laser, poinçonneuses, combinée laser/poinçonnage, etc.) qui mérite bien souvent d'être optimisé. Sur les presses plieuses, l'opérateur réalise souvent le programme directement sur la commande numérique en immobilisant la machine.

Le logiciel de programmation déporté permet de réaliser la simulation et les contrôles en amont de la production. Ainsi, la faisabilité, collision par exemple, a donc été validée avant même que le programme soit appelée sur la machine. Puis, les programmes sont mis à disposition sur un serveur auquel est connectée la machine. L'opérateur de la presse plieuse est donc certain que la première pièce pliée sera bonne.

Afin de permettre un fonctionnement de manière continue et automatique, le chaînage des programmes est également une autre optimisation possible. Ce chaînage permet ainsi à l'opérateur de lancer en une seule opération l'ensemble de la production (évitant de charger les programmes sur la machine entre chaque campagne).

Rendre les machines autonomes
La nuit ou le week-end, l'équipement de production doit pouvoir travailler en autonomie et sur des productions diversifiées. L'industriel va pouvoir, par exemple, enchaîner une campagne de 50 pièces en tôle revêtue, en cuivre, en inox puis une autre campagne de production de pièces en acier. L'approvisionnement de la matière première, la configuration de l'équipement, comme l'outillage et le déchargement, doivent être pensés dans cette optique.

? Alimenter les équipements en matière première et/ou en pièce à plier
La diversité des nuances matières ou des épaisseurs produites entraînent des opérations pour alimenter la machine en matière première. Une tour de stockage automatique de tôle connectée à la machine a pour objet d'automatiser cette opération.

Et Rémi Martin d'ajouter, « la majorité des machines laser, à partir de 4 kw, que nous vendons sont équipées d'un magasin de tôles automatisé. Sans tour de stockage, un opérateur en continu est nécessaire pour alimenter la machine en tôle et décharger/trier les pièces produites. En effet, les lasers fibre de dernière génération ont des capacités de production considérables ! »

? Configurer l'outillage en fonction de la production
Sur les poinçonneuses à commande numérique, l'outillage peut nécessiter des changements d'outils entre 2 programmes. Sur une presse pieuse et en fonction de son niveau d'automatisation, les outils de pliage et de manutention du robot doivent être adaptés à chaque programme. Certains équipements offrent des automatismes pour reconfigurer, à chaque nouveau programme, les équipements technologiques (mécanique ou informatique).

? Manutention et déchargement
Les systèmes de manutention en sortie de machine de découpe (laser et poinçonnage), et également sur les presses plieuses, peuvent réaliser automatiquement le déchargement, le triage et l’empilage par typologies de pièces.

Comme le complète Rémi Martin, « c'est bien d'avoir une machine automatique et autonome. Mais il est aussi nécessaire d'envisager sérieusement le travail de l'opérateur après une nuit ou un week-end. Le dégrappage et le tri des pièces peuvent être un travail de titan ! »

Et d'ajouter, « une machine automatique, c'est un ensemble cohérent qui s'inscrit dans un projet et c’est une solution globale qui offre de l'autonomie, de la qualité et de la productivité. Et qui permet également une véritable réactivité permettant de livrer dans les délais le client final. »

 

La productivité et la réactivité sont améliorées par une gestion de l'outil de production permettant d'anticiper les décisions. La connexion des machines ouvre la voie à la remontée d'informations qui seront exploitables sur différents aspects :

? Exploitation des équipements de production par une connaissance et analyse en temps réel de l'état de chaque machine (photo à l'instant t de l'usine). Comme type d’information, il y a notamment le statut des machines en cours de production, à l'arrêt, le niveau de matière (alerte quand épuisée), statut si la machine est saturée en amont ou en aval, etc.

? Gestion des flux dans l'atelier pour prévoir et anticiper les goulots d'étranglement aux différents postes, pour prendre les décisions de planification notamment.

? Gestion technologique des machines, notamment pour limiter l'impact des situations de panne : diagnostics et redémarrage de la machine à distance, dépannage sur site efficace avec les bonnes pièces de rechange, etc..

C'est aussi la gestion des outillages pour prévoir leur usure, la planification de la maintenance préventive ou autre information.

? Analyse économique/rentabilité : nombre d'heure de découpe par puissance par exemple, détail des arrêts, taux de rendement, etc.

En guise de conclusion, Rémi Martin place la nouvelle génération des machines dans le quotidien des industriels : « Il est maintenant commun que les industriels produisent de plus en plus des pièces unitaires ou des petites campagnes. Dans ces situations, la programmation est réalisée dans le bureau et le changement de campagne est automatique sur un week-end ou sur une nuit. La seule logique de productivité, c'est de pouvoir faire de la programmation hors ligne et d'avoir la certitude que la première pièce sera bonne. Les programmes sont mis dans la machine, la tôle dans le magasin,...on appuie sur le bouton et on coupe la lumière. Personne n'est là pour vérifier, c'est le job de la machine ! »
 

Amada dispose de 4 localisations principales de production à travers le monde, par ordre de taille : Japon, France, Etats-Unis et Chine. Les usines françaises, qui ont fait l'objet d'importants investissements entre 2015 et 2017, représentent le deuxième plus gros ensemble de production du groupe avec 370 salariés et produit 80 % des machines vendues en Europe. Dans sa filiale de distribution française, Amada compte 200 collaborateurs, dont 120 pour le service clients (Installation et SAV) répartis sur l'ensemble du territoire.

Une démarche écologique
« Nos machines consomment naturellement de l'énergie mais nous travaillons en permanence pour réduire leur empreinte environnementale. Par exemple, nos poinçonneuses sont électriques et permettent de réinjecter du courant à la remontée du poinçon. Ainsi, nos poinçonneuses consomment trois fois moins qu'une poinçonneuse hydraulique ! » précise Rémi Martin.

Cette démarche se décline aussi sur le fonctionnement de l'entreprise, avec pour objectif de favoriser le local. Rémi Martin précise ainsi, «  Amada France favorise les achats locaux. C'est ainsi que les équipements de production de nos usines françaises sont majoritairement fabriqués en France, nos documentations sont imprimées localement, nos costumes et cravates sont fabriqués à Limoges, nos voitures à Sochaux, Poissy, Rennes, Douai, Sandouville ou Valenciennes ... et nous sommes même allés jusqu'à changer notre assureur pour une société française ! »

Des machines pensées pour l'automatisation et l'autonomie
Amada a pour objectif d'offrir des solutions apportant à la fois une grande réactivité et une forte productivité. Les machines sont conçues dans cet esprit, tant sur l'aspect logiciel que matériel. L'ensemble de la chaîne de production peut être automatisée et fonctionner en autonomie sur un temps long.

Rémi Martin précise, « Entre notre logiciel de programmation, de simulation et la machine (avec des systèmes d'auto-contrôle), toutes les pièces produites sont bonnes dès la première sans avoir à faire de contrôle humain. Les campagnes de production peuvent s'enchaîner ! La productivité est importante, même pour des lots de productions très réduits, autant sur les technologies de pliage, que sur le laser, les poinçonneuses ou les combinées laser/poinçonnage. »

Des machines évolutives vers l'automatisation
Les besoins et contraintes de productivité des industriels sont évolutifs, ce qui a conduit à proposer des évolutions par modules pour ces machines.

Rémi Martin explique ainsi que « sur les machines de découpe, nous pouvons installer un laser muni d'une table de chargement puis dans un deuxième temps la remplacer par un magasin, puis automatiser le déchargement, puis rajouter un trieur, etc. Dans cet esprit, nous travaillons sur une gamme de presses plieuses très évolutives pouvant aller d'une presse plieuse traditionnelle à une presse plieuse avec changeur d'outil automatisé et pliage robotisé ! »

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