Industrie 4.0 – Les outils de coupe intelligents sont un élément essentiel de la fabrication du 21e siècle
L’industrie 4.0 et l’Internet des objets industriels (IIoT) sont le moteur de la fabrication d’aujourd’hui, combinant la production et les opérations physiques avec la technologie numérique intelligente. En mettant l’accent sur l’interconnectivité, l’automatisation, l’apprentissage automatique, l’utilisation des données en temps réel et l’intelligence artificielle (IA), l’Industrie 4.0 rappelle les industries de haute technologie telles que les dispositifs médicaux, l’aérospatiale et les technologies informatiques. Certainement pas des outils de coupe, non ? Tort.
« Dans l’environnement de fabrication du 21e siècle, les entreprises adoptent les technologies de l’Industrie 4.0, et un accès efficace aux données numériques des produits est essentiel pour atteindre le niveau de précision requis dans l’industrie des outils de coupe aujourd’hui également », déclare Bill Orris, Outils de coupe ARCH directeur principal – Développement de produits et solutions personnalisées. « Nous sommes désormais capables d’exporter les données d’outillage de nos produits directement vers les plateformes numériques de CAO/FAO, ERP et autres environnements d’atelier de nos clients, en accélérant la modélisation et les simulations solides. »
Un pas de géant pour une entreprise du 20e siècle, pensez-vous. Mais une certaine perspective historique démontrera qu’il s’agit vraiment d’une évolution.
Tout d’abord, qu’est-ce que l’Industrie 4.0 ? Il s’agit de la quatrième évolution industrielle qui a commencé vers 2000, les données devenant le principal moteur de la fabrication. L’histoire de l’industrie et de la fabrication est résumée dans les trois révolutions industrielles précédentes – vers 1765, lorsque la production de biens est devenue mécanisée, suivie de la deuxième révolution industrielle en 1870, lorsque l’industrie s’est électrifiée, et de la troisième révolution industrielle en 1969 lorsque l’automatisation électronique a été présenté.
Il est donc temps que l’industrie des outils coupants rattrape son retard, n’est-ce pas ? Il ne s’agit pas de rattraper son retard, mais plutôt d’évoluer et d’innover avec le reste de la fabrication. Les outils de coupe et la technologie d’enlèvement de matière ont été un élément essentiel de chaque révolution industrielle.
Lorsque la production de biens s’est d’abord mécanisée, il n’aurait pas pu y avoir de production de pièces standardisées, reproductibles et fiables sans une coupe et un perçage standardisés, reproductibles et fiables.
À mesure que l’industrie évoluait, la technologie de coupe et d’enlèvement de matière devait être à l’avant-garde pour permettre une production plus rapide et plus efficace ; et de traiter des matériaux nouveaux et plus diversifiés au fur et à mesure de leur entrée sur les marchés.
Aujourd’hui, alors que les données et la numérisation stimulent la fabrication, la technologie des outils de coupe ouvre à nouveau la voie, comme elle l’a fait à la fin des années 1700 à l’aube de la première révolution industrielle.
Les outils de coupe ont toujours été « high-tech », tels que définis à chaque époque ; et maintenant, comme dans toute industrie, la composante high-tech est numérique et axée sur les données. C’est ainsi que l’industrie des outils de coupe continue de dominer la fabrication, et Outils de coupe ARCH établit la norme de l’industrie avec son approche de la numérisation, la gestion basée sur le cloud des données et des informations des clients et l’intégration de ses solutions.
Outils de communication avec le logiciel
L’industrie 4.0 touche l’industrie des outils de coupe du devis à la livraison, selon Orris.
« Les outils deviennent « intellectuels » parce que c’est ce dont l’industrie d’aujourd’hui a besoin », dit-il. « Grâce à une technologie sophistiquée et à des puces intégrées, les outils communiquent avec les logiciels pour collecter des données essentielles à une fabrication efficace. Comprendre les données et appliquer ce qui a été appris est la clé de l’efficacité.
L’industrie des outils de coupe reposait traditionnellement sur les connaissances tribales – des apprentissages par l’expérience appliqués de manière experte pour relever de nouveaux défis et stimuler l’innovation, a-t-il expliqué. Mais cela est en train de changer.
« Nous avons cessé de regarder en arrière et appliquons les principes de l’Industrie 4.0 pour devenir prédictifs », dit-il. « La collecte et la gestion des données permettent à l’industrie d’appliquer des analyses prédictives. À CAMBRE, par exemple, nous avons construit des plateformes de données complètes qui nous permettent de prévoir les performances et d’améliorer le retour sur investissement pour nos clients en optimisant les performances et en évitant les pannes imprévues.
Cela signifie-t-il que les outils intelligents ne nécessitent pas de composant humain ?
« L’intellect humain, notre expérience et nos connaissances, la nature innovante des professionnels expérimentés seront toujours essentiels à une IA efficace », souligne Orris. « La technologie, y compris la technologie des outils de coupe, ne peut exister et évoluer sans sang, sueur et larmes humains ! »
C’est pour comprendre comment utiliser les données, et parfois trouver des utilisations imprévues pour les données, qui nécessitent la perspicacité et l’expertise de professionnels, a-t-il ajouté.
« Les données deviennent plus solides et plus complètes jour après jour, au fur et à mesure qu’elles sont collectées », explique Orris. « Mais dans notre industrie, tout repose toujours sur l’expérience qui applique ce que nous avons appris à partir des données. L’expérience et les principes de l’Industrie 4.0 sont complémentaires. Les outils de l’Industrie 4.0 nous permettent d’utiliser notre expérience plus efficacement.
L’avenir de l’industrie des outils de coupe numériques
Les objectifs de la fabrication à l’avenir sont essentiellement les mêmes qu’à l’aube de la première révolution industrielle : réduire le temps de cycle, réduire les erreurs, augmenter la productivité, améliorer la qualité, augmenter la rentabilité.
« Les principes de l’Industrie 4.0 nous ont aidés à réduire notre propre courbe d’apprentissage », note Orris. « La vitesse du changement dans la fabrication d’aujourd’hui exige une agilité sans précédent et une innovation rapide. Nous devons nous positionner pour appliquer notre compréhension des données afin d’être prêts à tout.
« N’importe quoi » peut signifier de nouveaux matériaux ou une nouvelle variation d’un matériau existant, de nouveaux processus de fabrication ou simplement des demandes ou des impacts imprévus sur l’industrie de la fabrication.
« Nous réussissons », explique Orris, « lorsque nous pouvons appliquer efficacement les données pour répondre à un défi de fabrication, plutôt que d’y réagir. C’est une différence subtile, mais répondre conduit à une solution directe, tandis que réagir fait souvent perdre du temps en essayant d’abord de trouver une solution. Chez ARCH, nous voulons être les premiers intervenants de l’industrie des outils coupants.
ARCH Cutting Tools avait fait un investissement important dans ses processus numériques, note Orris. Ceci est important pour créer de la valeur pour le client. Avec ARCH Specials, par exemple, en appliquant une conception numérique raffinée basée sur les données des clients dès le début du processus de production, le besoin de variations de conception peut être réduit de 50 %.
« Avec Industry 4.0, nous créons des outils hautement connectés à leurs applications », a ajouté Orris. « Sur le terrain, les outils sont mal appliqués à un taux pouvant atteindre 70 %. À l’aide de notre processus numérique, nous nous concentrons sur la réduction de ces 70 % à – idéalement, 0. Nous cherchons toujours des moyens de contrôler les variables et de maximiser l’efficacité. »
Bill Orris, ARCH Cutting Tools Directeur principal – Développement de produits et solutions personnalisées, est un expert de l’industrie 4.0 et un leader de l’innovation dans l’industrie des outils de coupe.
Les quatre révolutions industrielles – aperçu historique
L’industrie 4.0 n’est pas un mot à la mode. C’est une description de notre quatrième révolution industrielle actuelle – une évolution historique ; suivant les trois précédents. Voici les quatre révolutions industrielles généralement reconnues (toutes les dates sont environ) :
1765 – la production de biens se mécanise et l’économie mondiale passe de l’agriculture à l’industrie. Le charbon est le principal combustible, la vapeur l’énergie principale. Le forgeage et la découpe du métal sont normalisés.
1870 – l’industrie devient plus rapide et plus efficace avec la découverte/l’exploitation de l’électricité. Les nouveaux carburants sont le gaz et le pétrole, qui alimentent des moteurs à combustion interne plus puissants et plus efficaces. Le formage des métaux devient plus sophistiqué avec ces techniques avancées. L’acier et les matériaux chimiques nouvellement développés commencent à envahir le marché.
1969 – l’industrie entre dans l’ère nucléaire (énergie primaire en Europe, moins aux USA) et est dominée par mon automatisation électronique. Les matériaux se diversifient pour répondre à de nouveaux marchés en expansion (aérospatiale, électronique, etc.) et la manutention des matériaux dans la fabrication devient plus complexe.
2000 – pour la première fois, les principaux changements dans l’industrie et la fabrication ne sont pas induits par l’énergie, le carburant ou les matériaux ; mais sont motivés par l’information – les données sont le nouveau moteur. Dans la quatrième révolution industrielle, la numérisation a créé une connexion en temps réel entre chaque processus et composant de fabrication – conception/ingénierie, ligne de production, livraison, voire élimination en fin de vie. L’Internet industriel des objets, la technologie cloud, l’IA – tout cela fusionne les mondes de fabrication physique et virtuel.
Source : Adapté de – Unité Rencontrez les trois révolutions industrielles | Point de départ Salesforce