Technologie de fabrication : Changements clés et exemples pour 2021

De nombreuses industries commencent à adopter des technologies nouvelles et plus avancées et l’industrie manufacturière n’est pas différente. Alors que le monde de la technologie pousse des produits nouveaux et innovants, de nombreuses entreprises choisissent de mettre en œuvre un logiciel de fabrication pour aider à rationaliser leurs pratiques et à obtenir des produits pour les clients plus efficacement. C’est pourquoi nous vous recommandons vivement de vous renseigner au moins sur certaines de ces nouvelles formes de technologie de fabrication afin de satisfaire vos clients.
L’intelligence artificielle (IA), l’internet des objets (IoT), l’impression 3D et la réalité virtuelle (VR) ne sont que quelques grains de sable sur la plage des exemples de nouvelles technologies de fabrication, mais ils deviennent régulièrement plus courants dans les pratiques de fabrication. Examinons de près ces nouvelles technologies et mettons le doigt sur la façon dont elles peuvent améliorer la productivité de la fabrication.

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Impression 3D

Croyez-le ou non, l’impression 3D remonte aux années 80. Charles « Chuck » Hull a été le premier à breveter l’idée de l’une des premières imprimantes 3D parce qu’il avait le financement approprié pour le nouvel appareil.

Hull, cependant, n’était pas le premier à penser à l’idée. Le Dr Hideo Kodama, du Japon, a d’abord pensé à un système de durcissement de la résine par faisceau laser, mais il n’a pas pu mener à bien le projet en raison d’un manque de fonds. Les scientifiques français Jean-Clause André, Olivier de Witte et Alain le Méhautéas ont également pensé à un dispositif de prototypage rapide pour créer des formes géométriques fractales. Ils ont déposé un brevet, mais ont dû abandonner le projet parce qu’ils n’avaient pas non plus les fonds nécessaires pour le réaliser.

A l’origine, Hull travaillait pour un fabricant de tables et de meubles, mais il n’aimait pas le temps qu’il fallait pour créer de petites pièces sur mesure. Il a développé une idée pour prendre les lampes UV de l’entreprise et fabriquer une résine photosensible couche par couche pour créer des pièces personnalisées. Après avoir rencontré le succès, M. Hull a demandé un brevet pour ce qu’il a appelé la stéréolithographie (ce que nous connaissons aujourd’hui sous le nom d’impression 3D). Il a obtenu le brevet en 1986 et a créé sa propre entreprise à Valencia, en Californie, appelée 3D Systems. Le premier produit de la société était le SLA-1 (StereoLithography Apparatus), qui est sorti en 1988.

D’autres sociétés ont développé des technologies d’impression 3D tout au long des années 90 et ont franchi de nombreuses étapes dans les années 2000 et 2010, notamment un rein fonctionnel (2000), le premier membre prothétique (2008) et même une maison (2018). Si l’impression 3D peut bouleverser les secteurs de la médecine et de la maison, imaginez ce qu’elle pourrait faire pour la fabrication ? Gagner de l’espace, créer des prototypes malléables et développer des formes illimitées ne sont que quelques-unes des capacités de l’impression 3D.

Gagner de l’espace

Typiquement, les installations de fabrication et les entreprises doivent stocker des fournitures ou des équipements pendant des mois ou des années, soit sur place, soit dans une installation de stockage séparée. Disons que vous avez une entreprise de fabrication de guitares et que vous devez stocker différents types de plastiques et de bois tels que le chêne, le cerisier et l’acajou pour les corps de guitare. Que se passe-t-il si vous manquez d’espace pour stocker ces matériaux ou si votre bois est endommagé pendant le stockage et que vous ne pouvez pas l’utiliser pour vos futures guitares ? Avec l’impression 3D, vous pouvez créer le corps de guitare idéal qui ressemble au type de texture/dessin que vous réalisez habituellement entre les quatre murs de votre établissement. Vous économiserez de l’argent sur les frais d’approvisionnement et de stockage et éviterez la surproduction.

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Prototypes malléables

Le but d’une imprimante 3D est de créer des prototypes de produits pour s’assurer qu’ils répondent à toutes les exigences nécessaires pour les clients. Vous pouvez fabriquer des prototypes directement dans vos locaux. Vous n’avez pas besoin de beaucoup de machines ou d’une chaîne de montage car une imprimante 3D peut couvrir toutes vos bases. Pour chaque imprimante 3D dont vous disposez, vous n’avez besoin que d’une seule personne pour la faire fonctionner. Par exemple, vous voulez fabriquer une guitare en forme de papillon, mais vous n’êtes pas sûr à 100 % qu’elle fonctionnera. Votre imprimante 3D peut faire un prototype, et si c’est une déception, vous pouvez le mettre au rebut.

Formes inexistantes

Il existe diverses formes auxquelles les gens ont pensé dans leur tête pour différents produits, mais en raison des coûts de production et/ou de la nature complexe des formes, celles-ci n’ont pas pu se concrétiser. Votre imprimante 3D pourrait développer pratiquement toutes les formes imaginables. Quatre-vingt pour cent des industries affirment que l’impression 3D a amélioré leur vitesse d’innovation. Voulez-vous une guitare qui ressemble aux escaliers de MC Escher, à des bois de cerf ou à un avion ? Les possibilités sont pratiquement infinies avec l’impression 3D.

Internet des objets (IoT)

L’un des exemples de technologie de fabrication les plus connectés (jeu de mots) est l’internet des objets (IoT). Inventé pour la première fois en 1999 par Kevin Ashton, l’IdO est le concept de connexion de divers dispositifs physiques entre eux par le biais d’Internet afin de partager et d’échanger des données.

Ashton a combiné l’IdO avec la RFID (identification par radiofréquence) lorsqu’une nuance de rouge à lèvres brun dans un magasin de cosmétiques local semblait toujours être en rupture de stock. Il a pensé que si les puces RFID pouvaient être insérées dans les cartes de crédit/débit, pourquoi ne pas coller une puce à l’intérieur d’un tube de rouge à lèvres et d’autres produits afin que les entreprises puissent toujours savoir où se trouvent leurs produits.

Puisque la technologie IoT est utilisée dans le commerce de détail, les soins de santé, les banques et d’autres industries, pourquoi ne fonctionnerait-elle pas dans la fabrication ? Voici quelques caractéristiques à méditer lorsque vous réfléchissez au système IoT idéal.

Prévisibilité transparente

Disons que la perceuse à colonne que vous utilisez dans votre usine de fabrication de guitares se casse sur vous au milieu de la production. En tirant parti de la puissance de l’IdO, ce problème peut être entièrement évité. Les capteurs d’un système IoT pourraient localiser le problème en temps réel et vous envoyer une demande de service afin que vous puissiez régler le problème avant qu’il ne se produise au lieu de le faire au moment où il se produit, ce qui vous permettrait de conserver un temps de production précieux.

Les capteurs d’un système IoT peuvent évaluer les fréquences sonores, les températures et les modèles de vibrations de vos machines (perceuses à colonne, machines à vis, machines à tailler les engrenages, etc.) Ces capteurs peuvent vous permettre de savoir si votre équipement fonctionne normalement ou non. Si votre perceuse à colonne est extrêmement chaude après l’avoir utilisée sur seulement deux guitares, votre système IoT vous le fera savoir immédiatement.

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Des produits exquis sur une base régulière

Votre entreprise a établi un accord avec vos clients pour baratiner des guitares de haute qualité à chaque fois. Vos clients attendent le meilleur de vous ou ils satisferont leurs besoins en guitares chez vos concurrents. L’IdO peut garantir que la qualité de vos produits place la barre très haut à chaque fois.

Par exemple, vous pouvez avoir une machine qui installe toutes les cordes de vos guitares. Que se passe-t-il si cette machine installe les cordes mais que lorsqu’un client joue quelques licks, les cordes sautent ? Si cela devient une tendance parmi vos guitares, cela pourrait entraîner la méfiance de vos clients, le rappel de vos marchandises et des poursuites judiciaires potentielles si vos clients se blessent. Avec les capteurs appropriés plantés dans vos machines, ils peuvent se connecter à l’IoT et vous informer rapidement lorsqu’il est temps de procéder à un recalibrage ou à une maintenance.

Surveillez votre chaîne d’approvisionnement

L’inventaire et la chaîne d’approvisionnement de vos guitares doivent être surveillés de près, notamment en cas de vol ou d’autres activités suspectes pendant que votre inventaire est en transit. Avec la RFID, votre inventaire peut être tracé à l’échelle mondiale et les utilisateurs seront immédiatement informés en cas d’anomalie dans vos plans. Par exemple, si votre chauffeur de livraison décide de dévier de sa route et de garder toutes vos guitares pour lui, vous le saurez immédiatement. L’IdO fournit également des estimations pratiques des matériaux disponibles dans votre établissement, des matériaux qui sont en route vers votre établissement et des heures d’arrivée précises pour les nouveaux matériaux.

Intelligence artificielle

Bien que l’idée de l’intelligence artificielle (IA) soit une réalité en 2021, elle n’a pas toujours été aussi répandue. Tout au long de l’histoire, d’innombrables auteurs, philosophes, mathématiciens et autres croyaient que nous étions à des siècles de l’existence d’une IA fonctionnelle en dehors du domaine de la fiction.

L’IA s’est développée sous de nombreuses formes à travers le monde et est devenue un phénomène dans le domaine du cinéma et de la littérature, mais ce n’est qu’en 1961 que l’invention de George Devol, Unimate, est devenue le premier signe d’IA dans l’industrie manufacturière. Unimate a permis d’automatiser les chaînes de montage de l’usine General Motors du New Jersey.

Aujourd’hui, l’IA est exploitée pour des produits de tous les jours, notamment Alexa, Uber, UberEats et Lyft. Passons en revue certaines des façons courantes dont l’IA peut améliorer votre usine de fabrication.

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Éliminer les risques

Quel que soit le type d’usine de fabrication que vous avez, les accidents, les erreurs et les déversements sont inévitables. Cependant, en employant une fonction comme le contrôle d’accès à distance qui active la puissance de l’IA, le système peut automatiser les processus clés, ce qui signifie que vos travailleurs n’auront pas à travailler dans des situations dangereuses ou nécessitant de surexercer leur force. Vous ne voulez pas que vos travailleurs se blessent dans l’atelier de production de votre usine de guitares. Pourquoi ne pas laisser l’IA s’occuper du travail fastidieux ?

Amplifier le retour sur investissement (ROI)

Certaines entreprises hésitent à intégrer l’IA entre les quatre murs de leurs installations parce que cela implique un prix énorme. Mais le jeu en vaut la chandelle. On estime que l’IA permet d’augmenter la productivité de 40 %. Un composant d’optimisation des décisions alimenté par l’IA peut proposer des moments idéaux pour effectuer les obligations de maintenance afin que vous ne perdiez pas de temps de production. Ce composant peut également vous informer des temps d’arrêt de vos machines, des besoins en stocks et plus encore, créant ainsi un effet de balancier. À mesure que vos coûts opérationnels s’effondrent, votre retour sur investissement monte en flèche.

Autour-The-Clock Production

L’IA vous donne la possibilité de maintenir la production 24 heures sur 24, même après que vous ayez décidé de fermer pour la nuit. Contrairement aux humains, les machines peuvent travailler 24 heures sur 24 sans interruption, sans nourriture, sans eau et sans sommeil. Si vous avez une commande de 400 guitares papillon à remplir pour samedi matin et qu’il est 17 heures vendredi, vos robots IA peuvent passer une nuit blanche, s’assurant que les 400 guitares papillon de haute qualité sont fabriquées pour que vous puissiez remplir votre commande.

Réalité virtuelle

Similaire à l’IA, la réalité virtuelle (RV) est une autre technologie commune qui découle d’un concept développé il y a des siècles.

Sir Charles Wheatstone a fait des recherches et a expliqué l’idée de stéréopsie (alias vision binoculaire) en 1838. Dans ses conclusions, il a été déterminé que le cerveau combine deux images, une pour chaque œil, du même élément pour lui donner une profondeur et une perception (aka tridimensionnelle). Les recherches et les explications de Wheatstone ont abouti à la construction de l’un des premiers stéréoscopes, ou premières lunettes de RV. Il comportait une paire de miroirs ajustés à 45 degrés par rapport aux yeux d’une personne. Chaque miroir reflétait une image qui était située de chaque côté du miroir pour rendre l’image tridimensionnelle.

Actuellement, les plateformes de jeux telles que PlayStation 4 et Nintendo Switch ainsi qu’Amazon, Google, Samsung et d’autres ont leurs propres casques VR, envoyant les consommateurs dans diverses réalités qui stimulent tous leurs sens. Il est difficile d’imaginer que cette technologie puisse être utilisée pour autre chose que du pur divertissement. Mais la RV présente son propre ensemble d’avantages pour la fabrication, ce qui en fait l’un des quatre meilleurs exemples de technologie de fabrication.

Formation en situation réelle

Sommes honnêtes. Les employés ne se souviendront pas de tout ce qu’ils apprennent lors de leurs sessions de formation dans le secteur de la fabrication, surtout si ces sessions de formation ne consistent qu’en des vidéos et des diapositives PowerPoint. La RV peut améliorer vos expériences de formation avec des scénarios pratiques qui permettent aux stagiaires de savoir comment effectuer les tâches qui leur sont assignées ou ce qu’il faut faire en cas d’urgence.

Par exemple, disons qu’il y a une façon particulière de corder les guitares avec votre machine à cordes. La technologie RV peut donner des simulations réalistes de toutes vos machines, atténuant l’usure inutile qui pourrait résulter du fait que les stagiaires s’exercent avec vos vraies machines. De plus, la RV peut créer des simulations de formation d’urgence afin que les stagiaires sachent quoi faire en cas d’incendie, de tornade ou d’exercices de tir actif.

Modélisation précise des produits

Les systèmes de RV peuvent éliminer les coûts des prototypes car ils vous permettent de visualiser les conceptions ou les plans de vos produits pour identifier les erreurs ou les défauts afin que vous puissiez affiner la conception avant de fabriquer le prototype. Par exemple, vous avez les plans d’une guitare qui a la forme d’une paire de lunettes de soleil, mais vous n’êtes pas sûr qu’elle ait les bonnes dimensions pour vos clients. Un logiciel de RV peut vous permettre de voir les dimensions dont vous avez besoin pour que cette guitare ait la bonne taille et produise le bon son.

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Finale

L’IoT, l’impression 3D, la RA et la RV ne sont que quelques gouttes dans la mer des technologies de fabrication à contempler. Un, quelques-uns ou les quatre de ces exemples pourraient être ce dont vous avez besoin pour réussir. Ou bien aucune de ces solutions de fabrication ne correspond à ce que vous recherchez. L’idée est de choisir une technologie qui s’aligne sur vos pratiques de fabrication pour mieux satisfaire vos clients.

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