L'ère du changement de la fabrication métallique

Les souvenirs, les sentiments et l'émerveillement sont regroupés dans ces objets d'apparence banale.

J'ai un ensemble de vieux outils de dessin en ivoire sur mon bureau. Mon défunt grand-père me les a donnés quand il a pris sa retraite. Une règle à calcul, un rapporteur et une vieille balance avec un post-it attaché : acheté en 1957 (janvier) pour 0,68 $. Très bonne échelle.

Les souvenirs, les sentiments et l'émerveillement sont regroupés dans ces objets d'apparence banale. Cela signifie quelque chose pour moi qu'après que mon grand-père ait vidé son bureau pour la dernière fois, il ait offert ses outils vieux de plusieurs décennies à ses petits-enfants. Ces artefacts racontent une histoire de changement. Mon grand-père est entré dans un magasin quelque part et a acheté cette vieille balance seulement trois ans après la sortie du premier transistor. Et qui sait plus utiliser une règle à calcul ? C'est une sorte de curiosité arcanique d'une autre époque.

À l'époque, des ingénieurs comme mon grand-père concevaient tout à la main. Il est difficile d'imaginer ce processus - pas d'ordinateurs, pas d'Internet, juste une bibliothèque de fiches techniques, des manuels de référence, des collègues compétents (on l'espère) et une table à dessin avec du papier. Pourtant, cela ne fait pas si longtemps. Nous ne sommes qu'à une ou deux générations de ces jours.

Nous avons tous le privilège de vivre des changements sans précédent. Les ordinateurs, Internet et les téléphones portables sont devenus si omniprésents et pratiques qu'il est difficile d'imaginer un monde sans eux. Je suis relativement jeune, mais je me souviens encore d'avoir été bouleversé lorsqu'un ami a sorti un vieux téléphone Blackberry avec une carte et une position GPS dessus. Je n'avais pas de téléphone portable jusqu'à l'université. Même ainsi, aujourd'hui, je peux à peine imaginer un monde sans la commodité d'une connectivité instantanée. Nous nous sommes habitués à changer si rapidement qu'il est facile d'oublier à quel point le monde est devenu différent.

Le rythme du changement est encore suffisamment lent pour qu'il échappe à l'attention alors que nous sommes dans les mauvaises herbes de notre vie quotidienne. Mais si nous prenons du recul et regardons ce qui se passe, c'est absolument époustouflant. De toute évidence, nous devrions nous exclamer d'étonnement chaque fois que nous sortons un smartphone pour vérifier l'heure. Ou pour regarder une vidéo de chat, je suppose.

Les gens changent aussi. Les jeunes adultes d'aujourd'hui n'ont jamais connu un monde sans Internet. Imagine ça. Nous pouvons déjà tenir pour acquis que nous pouvons commander presque n'importe quoi en ligne et l'avoir entre nos mains demain, mais bientôt, personne ne se souviendra même qu'il n'en a pas toujours été ainsi. Ce changement de mentalité représente un changement sismique. Nous sommes loin de l'époque où les ingénieurs ne quittaient jamais la maison sans une règle à calcul et passaient leurs journées de travail penchés sur des tables à dessin.

Je suis arrivé en retard à la fête, mais les anciens de l'industrie ont vu les méthodes de fabrication changer radicalement. L'équipement CNC, les presses hydrauliques et électriques hyper-précises, les lasers CO2 et à fibre, la robotique, l'automatisation, Internet et le courrier électronique ont tous été introduits du vivant des personnes qui dirigent encore des magasins aujourd'hui. C'est incroyable!

Il est difficile de prédire où tout cela va, mais nous ne faisons que commencer. Les analystes et les fabricants parlent d'Industrie 4.0 depuis des années. Les systèmes automatisés par logiciel, riches en données, connectés au cloud et pilotés par l'IA sont sur le point de transformer le fonctionnement des fabricants. C'est du moins ce que les gens disent.

Ironiquement, bien qu'il semble que l'industrie 4.0 ait un potentiel incroyable, nous avons du mal à le décrire. Nous attendons tous du changement, mais à quoi ressemble vraiment un magasin compatible avec l'Industrie 4.0 ? Les exemples dans la littérature se concentrent sur des fruits à portée de main comme la maintenance prédictive et l'analyse de la chaîne d'approvisionnement, mais combien de fab shops se soucient vraiment suffisamment de la maintenance prédictive pour embaucher un ingénieur de niveau doctorat pour collecter des données et créer des modèles prédictifs au fil des ans ?

Il est difficile de décrire le changement alors qu'il est dans le vif du sujet. C'est également difficile car les solutions de l'industrie 4.0 peuvent être très spécifiques à l'application. Ce qui s'applique à une opération de fabrication peut être complètement hors de propos dans une autre. Enfin, les fabricants qui demandent : "Comment puis-je appliquer l'industrie 4.0 dans mon atelier ?" pose peut-être la mauvaise question. Ils prennent une solution et cherchent un problème.

La fabrication est compliquée et les fabricants sont déjà les meilleurs solutionneurs de problèmes. L'industrie 4.0 ne change rien à cela ; il ajoute simplement de nouveaux outils à la boîte à outils. La quatrième révolution industrielle se produit déjà de manière organique, juste assez lentement pour qu'elle ne soit parfois évidente que rétrospectivement.

Il est également possible que l'adoption généralisée de la technologie ne soit limitée que par la compréhension. Le but de cette colonne est d'aider à changer cela. Ceci est le premier d'une série d'articles qui exploreront comment la technologie moderne affecte les fabricants modernes. Je fournirai des exemples concrets montrant comment l'automatisation logicielle, l'analyse de données et l'apprentissage automatique ont affecté les opérations réelles. J'espère non seulement montrer ce qui est possible, mais aussi fournir des informations exploitables.

La fabrication est un trésor de problèmes non résolus. Au cours de ma carrière d'ingénieur électricien, j'ai construit des drones, des pilotes automatiques, des systèmes de positionnement radio et des dispositifs médicaux sans fil. J'ai conçu des systèmes de vision industrielle et des algorithmes d'IA pour mesurer des systèmes complexes et contrôler des robots. Pourtant, après une décennie immergée dans la technologie de pointe, j'ai découvert que la fabrication est à bien des égards plus complexe et plus intéressante que tout autre domaine dit « high-tech ».

Il y a six ans, mon frère et moi construisions des simulateurs de mouvement ; il s'agissait de chaises actionnées qui vous permettaient de porter un casque de réalité virtuelle et de ressentir le mouvement que vous avez vu dans la simulation. Imaginez-vous assis dans un cockpit virtuel et pilotant un avion ou une fusée. C'était juste un projet passionné, mais c'est ce qui nous a attirés dans le monde de la fabrication métallique. Tout ce que nous avons construit a été découpé dans une tôle ou un tube et soudé ensemble.

Nos pièces étaient des pièces uniques et des prototypes qui ne seraient évidemment jamais convertis en production en série. Pour cette raison, nos emplois étaient naturellement moins intéressants pour les fabricants locaux. Cette expérience nous a motivés à ouvrir un nouveau service de fabrication à la demande conçu pour prendre du travail que d'autres magasins ne voulaient pas faire. Ce qui a suivi a été un baptême du feu prévisible, alors que nous nous efforcions d'apprendre à gérer un magasin de fabrication hautement mixte.

Nous étions plutôt verts. Nous résolvions des problèmes que des fabricants expérimentés avaient résolus il y a des décennies. Certains de ces problèmes impliquaient de comprendre des choses aussi banales et évidentes que le stockage des stocks, mais d'autres problèmes étaient un peu moins triviaux. Il y a tant à faire : soumissionner, préparer les fichiers de pièces, planifier les travaux, gérer les stocks, suivre la production, comptabiliser les rebuts et les retouches, communiquer avec les opérateurs, expédier, facturer. La fabrication est un travail chargé.

Quatre ans plus tard, nous avons résolu quelques problèmes. Il n'y a rien de remarquable à cela, mais parce que nous sommes entrés dans l'industrie avec une formation en technologie, nos solutions ont été axées sur la technologie. Nous avons tendance à écrire des logiciels qui nous facilitent la vie. Cela a produit une boutique qui est une étude de cas décente de l'industrie 4.0, du moins pour une boutique d'emplois très diversifiée comme la nôtre.

L'ensemble de notre front office est automatisé, du devis à la préparation des travaux, en passant par la planification, l'imbrication, la génération de NC et même l'achat des stocks. La première fois que nous voyons un travail, il a déjà été vérifié pour sa fabricabilité, nettoyé et préparé, programmé, imbriqué avec d'autres commandes et mis en scène pour un examen final avant d'être mis en production.

Notre processus de production lui-même est également piloté par un logiciel. Les consoles de notre boutique affichent des rendus 3D des pièces à chaque étape de la production, ainsi que des notes, des pièces jointes et d'autres détails pertinents. Les opérateurs peuvent effectuer des travaux à valeur ajoutée et déplacer des pièces vers l'étape de production suivante, ou rebuter des pièces si nécessaire. Les pièces mises au rebut sont automatiquement imbriquées pour être reproduites, pour être examinées et libérées par les opérateurs. Enfin, les travaux finis sont numérisés dans des boîtes pour l'expédition, et un connaissement et une étiquette d'expédition générés par le système sont imprimés pour finaliser le travail. Tout au long du processus, les clients reçoivent des e-mails automatisés sur l'état de leurs commandes.

Nous n'avons aucune illusion quant à l'efficacité de nos systèmes pour d'autres magasins. La technologie de fabrication est utilisée de nombreuses façons dans diverses industries. Notre logiciel a été construit par nous, pour nous. Nous savons également que nous ne sommes pas le seul atelier à tirer parti de la technologie moderne pour créer de meilleurs processus.

Même ainsi, nous sommes passionnés par la fabrication de métaux et nous sommes ravis de savoir où cela se dirige. Nous espérons faire une brèche dans le rythme d'adoption des technologies en partageant ce que nous avons fait et ce que nous avons appris. À cette fin, les futurs articles comprendront des études de cas, des applications pratiques pour l'IA et l'apprentissage automatique, et des exemples des avantages de la fabrication riche en données, entre autres. Une grande partie sera informée par des applications pratiques dans notre propre atelier.

Le rythme du changement s'accélère. Les générations futures peuvent voir la technologie de pointe d'aujourd'hui de la même manière que nous voyons les anciennes règles à calcul et les tables à dessin. Il est impossible de savoir à quoi ressemblera ce monde, mais les fabricants aideront littéralement à construire cet avenir, une pièce métallique à la fois. Les fabricants n'ont qu'à continuer à faire ce qu'ils font le mieux : résoudre des problèmes. Au fur et à mesure que la technologie nous donne de nouveaux outils de travail, les fabricants changeront avec elle. Espérons pour le mieux.