Comment un grand constructeur automobile déploie une méthode de détection fiable des défauts de produit, élimine les temps d'arrêt et assemble un plus grand nombre de véhicules avec une qualité supérieure
Grâce aux solutions de numérisation de Belden, un grand constructeur automobile bénéficie désormais d'une détection fiable des défauts des produits et du retour sur investissement qu'il recherchait. Sa solution réseau élimine les temps de latence pour répondre aux exigences de détection des défauts des produits tout en assurant la pérennité de la mise en œuvre de l'industrie 4.0 pour l'efficacité opérationnelle.
ALLER VERS : Client | Défi | Collaboration et découverte | Solution | Impact et résultats
Client(e)
L'assemblage de certains des véhicules les plus appréciés et les plus avancés sur le plan technologique (plus de 420 000 chaque année) signifie que ce constructeur automobile doit utiliser des processus et des systèmes de production tout aussi avancés.
Par conséquent, il s'est engagé à investir dans des améliorations qui conduisent à un assemblage plus rapide et plus intelligent de meilleurs véhicules, y compris la numérisation des flux de travail chaque fois que cela est possible.
Par exemple, alors que l'entreprise poursuit sa transformation numérique, bon nombre des employés de son usine plus de 7 200 personnes utilisent des outils intelligents pour réaliser l'emboutissage, l'entretien des outils et des matrices, le soudage des carrosseries, la peinture, la production de plastiques et l'assemblage des véhicules dans l'ensemble de son usine de 4,5 millions de pieds carrés.
Défi
L'usine suit une philosophie de production qui vise à l'élimination complète des déchets afin d'atteindre la meilleure efficacité possible tout en évitant la production de produits défectueux ; cependant, le rendement au premier passage sur les véhicules sortant de la ligne n'était que de 70 %. Trop de retouches et des coûts de rebut élevés augmentaient les coûts de fabrication par véhicule et créaient d'importants retards en matière d'efficacité.
Pour résoudre ce problème, l'usine s'est associée à une société de services d'ingénierie pour mettre en place un système de détection par vision en ligne afin d'éviter que la mauvaise qualité ne se retrouve en fin de ligne et d'augmenter le rendement au premier passage en détectant les défauts du produit. Le système capture des images vidéo que les opérateurs peuvent utiliser pour évaluer la qualité et corriger les défauts potentiels.
Une fois le système de détection des défauts de produits déployé sur le réseau existant, il a entraîné des problèmes de latence et de bande passante du fait de la multiplication du trafic. En conséquence, cette latence a entraîné des défaillances du réseau et des temps d'arrêt non planifiés pour un coût d'environ 22 000 $ par minute.
Bien que l'usine ait investi dans une technologie de détection des défauts de produit pour améliorer le rendement au premier passage, son réseau sous-performant l'a empêchée de réaliser le retour sur investissement escompté.
Collaboration et découverte
Le client avait déjà mis en œuvre les appareils de marque Hirschmann de Belden et a contacté Belden pour en savoir plus sur la manière d'améliorer le réseau afin de rentabiliser son investissement technologique.
En règle générale, Belden effectue une visite Gemba pour bien comprendre les principaux défis opérationnels au sein de l'usine ; toutefois, comme ce projet a été lancé pendant le COVID-19 et que l'usine n'autorisait pas les visites de tiers, Belden n'a pas été en mesure d'effectuer une visite Gemba traditionnelle. Déterminé à trouver d'autres moyens de collaborer, Belden a présenté l'idée d'une visite Gemba virtuelle. Même si une visite sur place n'était pas possible, Belden a pu ainsi mieux comprendre l'environnement de l'usine et son fonctionnement.
L'équipe de l'usine a expliqué les défis, les scénarios, les systèmes et les lignes de production existants, et a partagé des plans d'étage et des dessins pour en savoir plus sur l'aménagement de la zone d'assemblage général. Ils ont également partagé les résultats des évaluations internes de l'efficacité globale des équipements (OEE) et des audits des temps d'arrêt.
Pour s'assurer que l'usine puisse mettre en œuvre son système de détection des défauts de produit, Belden a collaboré non seulement avec l'usine, mais aussi avec le fournisseur du système de détection des défauts de produit, afin de comprendre les exigences technologiques de tous les côtés.
Au cours de ces discussions et de ces évaluations, il est apparu clairement que l'introduction de nouveaux signaux vidéo dans le réseau OT existant à partir du système de détection des défauts de produit entraînait des problèmes de latence.
Le réseau OT existant de l'usine s'étant développé au hasard et ayant fait l'objet d'une reconfiguration dynamique au fil des ans, il n'avait pas été conçu pour prendre en charge ce système de caméras de vision. Il avait déjà du mal à prendre en charge les systèmes d'outillage intelligents de l'équipe, qui génèrent de nombreuses données qui transitent par le réseau.
Belden a discuté des idées et a défini des options pour la conception de réseau en fonction des objectifs, du budget et des délais. Pour prendre en charge ses outils intelligents et son système de détection des défauts de produits, le réseau avait besoin d'une plus grande largeur de bande et de couches de redondance, ainsi que d'une visibilité du réseau et d'une gestion rationalisée. Outre les investissements technologiques actuels, Belden s'est associé à eux pour comprendre leurs initiatives industrielles 4.0 étendues (inspection visuelle automatisée en ligne, surveillance à distance et passage à un modèle de maintenance préventive pour réduire la probabilité de défaillance et les temps d'arrêt) et a présenté des options pour préparer le réseau à des utilisations plus poussées.
En collaboration avec l'équipe OT de l'usine, Belden a rédigé sa recommandation de conception de réseau, a compilé une liste de matériel avec les coûts associés et le retour sur investissement potentiel, et a présenté ces informations à l'équipe de direction de l'usine. Les approches concurrentes proposées par l'équipe informatique ont été confrontées à la solution de Belden, en les comparant à un ensemble d'exigences rigoureuses en matière de performances, de délais et de capacités techniques.
Après une évaluation approfondie, Belden a surpassé la concurrence en proposant la solution la plus fonctionnelle et la plus complète. Grâce à l'expertise de Belden en matière d'OT, le client était motivé pour s'associer à Belden, car il serait en mesure d'atteindre ses objectifs de retour sur investissement pour ses initiatives industrielles 4.0 étendues. En plus de la valeur et de l'expertise, il était également extrêmement important pour le client de disposer d'un délai court pour mettre en œuvre sa solution de bout en bout dans le cadre de son projet, et Belden l'a aidé à raccourcir ce délai pour atteindre ses
objectifs pour le projet.
Solution
Une nouvelle conception de réseau OT a été mise en œuvre avec du nouveau matériel et des nouveaux logiciels, ce qui a augmenté la bande passante et permis aux signaux vidéo du système de détection des défauts de produits de circuler librement sur le réseau avec d'autres données et contrôles opérationnels critiques.
Pour donner vie au réseau, Belden a créé une solution basée sur les exigences de performance spécifiques de l'usine, les besoins budgétaires et la disponibilité des produits – en pleine pandémie. Cela a permis à l'usine de faire avancer ses initiatives sans avoir à attendre des semaines ou des mois à chaque phase du projet. Un travail d'équipe et une collaboration constants ont permis de maintenir le projet sur la bonne voie et de s'assurer que les retards de matériel et de livraison ne ralentissaient pas l'avancement des travaux.
Grâce à la mise en place d'une nouvelle infrastructure réseau, l'usine peut désormais utiliser son nouveau système de détection des défauts de produits et réaliser le retour sur investissement qu'elle attendait de cet aménagement. Le réseau améliore également la redondance, le temps de disponibilité, la facilité d'utilisation et la rapidité, en gérant une communication plus rapide et un transfert de données plus important pour favoriser une maintenance préventive et un outillage intelligent. Les problèmes de temps d'arrêt ont été résolus, la latence du réseau n'entraîne plus d'interruption de la ligne de production et le système de détection des défauts du produit est pleinement fonctionnel et améliore le rendement au premier passage.
Impact et résultats
La solution évolutive mise en œuvre par Belden pour ce constructeur automobile lui permet d'obtenir un retour sur investissement complet de sa technologie de détection des défauts de produits et de s'assurer que le déploiement de nouvelles technologies sera un processus transparent et rentable à l'avenir.
Après avoir constaté l'impact positif immédiat sur la vitesse de la chaîne de montage, le rendement au premier passage, le temps de disponibilité et les performances, l'usine a décidé d'utiliser la même architecture de réseau dans son atelier de peinture pour prendre en charge les dispositifs de maintenance préventive, tels que les capteurs de température sur les moteurs des convoyeurs et des ventilateurs – une étape de plus dans la réalisation de ses initiatives industrielles 4.0.
Grâce à la solution réseau de Belden, l'usine atteint bon nombre de ses objectifs de performance et de transformation numérique en matière de maintenance préventive et d'inspection par vision en ligne. En créant un réseau qui lui permet de déployer avec succès la technologie de détection des défauts de produit, l'usine a pu augmenter de manière significative son rendement au premier passage au-delà de 70 %, réduire les coûts de reprise et de mise au rebut et réaliser un retour sur investissement complet.
L'industriel automobile indique que son usine peut désormais assembler plus de véhicules en moins de temps, avec un niveau de qualité plus élevé, et sans se soucier des temps d'arrêt du réseau.
Tout en continuant à numériser les flux de travail, le fabricant utilisera ce projet d'amélioration du réseau comme modèle pour normaliser l'architecture du réseau pour d'autres usines à l'avenir, y compris trois autres sites à travers les États-Unis.
Belden s'engage à aider le client en documentant entièrement l'état antérieur du réseau et la solution nouvellement mise en œuvre afin d'aider les usines d'autres sites à mieux comprendre le parcours et à améliorer leurs propres processus de production et indicateurs clés de performance, tels que le rendement au premier passage et la réduction des temps d'arrêt.