GKN a présenté une passerelle de périphérie pour soutenir sa propre solution de fabrication additive

Fournir des interfaces capables de "communiquer" avec toutes les phases d'un processus de production et ouvrir la voie à un système d'automatisation industrielle efficace : tel est l'objectif du jumeau numérique, une innovation qui a le potentiel de changer radicalement la conception, la production, la vente et la maintenance de produits complexes dans de multiples secteurs. Une innovation rendue possible par l’informatique en périphérie de réseau proposé par Concept Reply Germany qui est actif depuis des années dans le domaine de l'IdO et des solutions de bout en bout axées sur les processus industriels.

Ces dernières années, Concept Reply a développé et mis en œuvre des solutions de jumelage numérique dans divers domaines. Parmi les plus intéressants et les plus prometteurs figure un projet d'industrialisation et de numérisation de la fabrication additive (ou impression 3D) pour les processus de série automobile (IDAM). Ce projet - parrainé par le Ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche - vise à transférer la technologie de la fabrication additive avec des métaux dans un processus industrialisé et hautement automatisé tel que celui de l'industrie automobile.

Parmi les principaux avantages de l'IDAM figure la possibilité de rendre la production de pièces plus efficace et d'optimiser les processus en termes de coûts et de temps en réduisant l'effort manuel requis et en limitant le gaspillage de ressources. En plus, cette technologie offre aussi de nouvelles possibilités pour la "personnalisation de masse" des produits automobiles, ou l'individualisation standard du produit, rendue possible par la disponibilité de pièces à commander sans efforts supplémentaires ou modifications lourdes de la ligne de production.

Ce processus a le pouvoir de transformer les opérations de production tout en permettant la création de pièces plus légères, plus solides et plus complexes. Dans la fabrication additive, un objet physique est créé à partir d'un modèle de conception assistée par ordinateur en 3D en combinant le matériau couche par couche, pour produire des formes géométriques précises. En associant la fabrication additive à l'IdO, il est également possible de rendre le processus de production plus intelligent et plus efficace, ainsi que de produire des composants de qualité supérieure, comme le soulignent les experts de Reply. En outre, grâce à un jumeau numérique qui fonctionne sur un environnement IdO, il est possible de développer un logiciel qui fonctionne sur une passerelle et permet d'automatiser plusieurs étapes du processus de production, ainsi que de connecter plusieurs systèmes, de stocker et de distribuer des informations et des données.

Au cours du déploiement du projet, les experts de Concept Reply contribuent à la création d'une architecture IdO performante, grâce à une passerelle de périphérie qui permet la connexion de toutes les machines individuelles sur les lignes de production et aussi grâce au jumeau numérique fonctionnant sur la passerelle de périphérie elle-même. Un système de passerelle de périphérie dans le domaine de l'IoT permet la connexion sécurisée des machines, la collecte, le stockage, l'affichage et l'analyse des données télémétriques, et facilite les processus d'automatisation nécessaires à la production en série. La mise en œuvre d'un jumeau numérique n'est pas seulement une réplication numérique en temps réel de la ligne de production, mais aussi un profil évolutif basé sur des données historiques et des états futurs potentiels basés sur des simulations probabilistes. Combinés, ces éléments permettent la surveillance des systèmes, l'automatisation des processus et la prévention des problèmes avant qu'ils ne surviennent, le développement d'optimisations et le pouvoir prédictif grâce aux simulations.

Le développement d'un jumeau numérique est d'une importance fondamentale pour la réussite du projet IDAM. Le jumeau numérique deviendra une plaque tournante pour tous les outils d'analyse et de visualisation des données, facilitant la communication entre les machines et la chaîne de production dans son ensemble. Il permettra également d'intégrer les développements dans le domaine du Big data et de l'IA dans le but d'orchestrer l'interaction très complexe entre les différentes machines de l'ensemble de l'environnement de production. "L'intelligence artificielle est le catalyseur permettant de libérer le pouvoir disruptif de la fabrication additive. L'exploitation des jumeaux numériques pour l'IdO en temps réel permettra de standardiser davantage la chaîne de processus de fabrication additive, de réduire les coûts et de raccourcir les délais de livraison. Nous nous efforçons de fabriquer des composants industriels dans des conditions de série de haute qualité avec des processus résilients et une production robuste ", déclare Sebastian Blümer, responsable technologique Laser AM chez GKN Additive et responsable du groupe de travail IDAM pour la " chaîne de processus numérique intelligente ".

L'objectif du projet est de pouvoir sortir plus de 50.000 composants par an dans la production de pièces communes et plus de 10.000 pièces uniques et de rechange grâce à une production modulaire et hautement automatisée. Aujourd'hui, entre autres choses, plusieurs machines ont déjà été conçues et le tout premier prototype de machine a été construit. En outre, la première analyse concernant la réutilisation de la poudre a été effectuée et des recherches concernant la montée/descente de la puissance du laser pour éviter la surchauffe ont également été réalisées.

L'objectif du projet n'est pas seulement de créer une meilleure ligne de production pour les constructeurs automobiles mais aussi de générer des connaissances sur la mise en œuvre de solutions de passerelles de périphérie. Ces solutions pourraient éventuellement être appliquées aux lignes de production de nombreuses industries, pour autant que la connectivité des machines et des processus, la surveillance des actifs et des performances et un jumeau numérique ou des applications d'apprentissage automatique jouent un rôle clé.