Assurer la connectivité et la visibilité de l’atelier grâce à la numérisation
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Client(e)
Belden s’associe à des clients de divers marchés, de la santé à la fabrication industrielle, pour les aider à moderniser leur infrastructure critique. En aidant ses clients à résoudre leurs plus grands défis, Belden a également pour mission de transformer numériquement ses propres usines et opérations.
Parmi les sites de production mondiaux de Belden figure une usine centenaire située à Neckartenzlingen, en Allemagne, qui produit des connecteurs et des commutateurs pour des réseaux industriels robustes et fiables.
Défi
L’usine de Neckartenzlingen manquait de visibilité et d’automatisation dans les zones de production critiques. Bon nombre de ses machines, y compris les stations d’assemblage et les équipements d’emboutissage et de pliage, nécessitaient une intervention manuelle qui interférait avec la productivité et augmentait les coûts et les besoins en main-d’œuvre.
L’absence de visibilité rendait difficile la surveillance et l’amélioration de la qualité, des performances et de la disponibilité, avec trop de temps consacré au dépannage.
Lors de réunions quotidiennes en atelier, les opérateurs et les experts discutaient des causes profondes potentielles des problèmes de production, mais le processus était subjectif et basé sur l’observation visuelle. Ils n’étaient pas en mesure de résoudre les problèmes de manière systématique ; Ils vérifiaient manuellement les problèmes des machines. Au lieu de cela, l’équipe souhaitait avoir accès aux données en temps réel des machines et des capteurs afin de pouvoir surveiller en permanence les performances et vérifier si les contre-mesures fonctionnaient.
Les employés n’avaient pas non plus une bonne compréhension des performances de production. En conséquence, ils ne pouvaient pas facilement définir des objectifs d’amélioration. Ils n’étaient pas sûrs de collecter les bonnes données pour calculer avec précision l’efficacité globale de l’équipement (OEE), et une qualité insuffisante des données a conduit à des hypothèses incorrectes qui ont créé des problèmes récurrents et des périodes d’arrêt plus longues. « Par exemple, si aucune commande n’est prévue pour une machine, son manque de fonctionnement ne devrait pas avoir d’impact négatif sur l’OEE », souligne Tobias Braunwarth, directeur de l’usine. « Nous voulons des données de haute qualité qui appuient nos décisions sur la façon dont nous pouvons améliorer notre performance opérationnelle sur une base constante. »
Et ils ne pouvaient pas réagir rapidement lorsque des problèmes d’équipement survenaient. En conséquence, les temps d’arrêt se sont produits plus souvent que l’équipe ne le souhaitait, ce qui a coûté un temps précieux et de l’argent.
« Lorsqu’une machine tombait en panne, nous devions exécuter manuellement les chiffres et regarder dans le passé », explique Braunwarth. « Nous avions des bouts de papier sur lesquels nous suivions manuellement les performances des machines, heure par heure. Nous ne pouvions que rarement prendre des mesures proactives ; nous ne pouvions qu’être réactifs. Lorsque des problèmes de production survenaient, nous étions toujours en retard. »
Découverte
L’équipe de production de Neckartenzlingen est toujours à la recherche de moyens d’améliorer continuellement ses opérations. Ils connaissaient la transformation numérique en cours dans d’autres usines Belden, comme celles des États-Unis et du Canada , et ils voulaient faire quelque chose de similaire.
En faisant appel à ses propres ressources et capacités internes, l’équipe a fait appel aux centres d’innovation client (CIC) de Belden. Ces hubs sont des lieux de co-innovation, où Belden travaille en étroite collaboration avec ses clients pour développer, tester et valider des solutions de transformation numérique. Cependant, au lieu de travailler avec un client externe, l’équipe CIC résoudrait cette fois les problèmes au sein de sa propre entreprise.
L’équipe CIC a commencé son travail par une promenade Gemba, explorant l’usine avec les membres de l’équipe de production pour :
- Identifier les points faibles
- Comprendre les opérations et les processus actuels
- Documenter les actifs et l’équipement existants
- Identifier les défis de production
Il y avait beaucoup de place pour l’amélioration. Bien que l’usine ait supposé que son équipement fonctionnait à 75 % OEE, le CIC a déterminé que 60 % était un chiffre plus précis.
Vient ensuite une évaluation de la maturité numérique pour évaluer les stratégies d’automatisation actuelles et les possibilités d’amélioration.
Les résultats de la marche et de l’évaluation de Gemba ont été consignés dans un rapport, ainsi qu’une analyse des solutions potentielles pour améliorer la transformation numérique. Le rapport décrivait le travail manuel et la documentation dans toute l’usine, ainsi que les angles morts qui empêchaient le suivi des KPI critiques, tels que la livraison à temps et la productivité du travail. Il a également noté l’inexistence de la connectivité, y compris les machines existantes qui manquaient d’interfaces Ethernet et bloquaient l’automatisation.
En outre, le rapport a agi comme une feuille de route qui explique exactement où et comment commencer à apporter des améliorations, décrivant chaque étape du processus de transformation numérique.
« Nous avons constaté qu’ils ne pouvaient pas du tout s’appuyer sur les données », explique Julien Auger, consultant en automatisation numérique au CIC. « Ils ont plutôt dû s’appuyer sur la pensée ou les sentiments. »
Au sein du laboratoire de validation et du laboratoire de validation de principe du CIC, des simulations ont été effectuées pour valider les conceptions et vérifier que les solutions fonctionneraient dans l’usine comme prévu avant d’être déployées dans une usine en direct.
Solution
Pour améliorer la visibilité et l’analyse des données, le CIC a conçu et mis en œuvre une architecture réseau résiliente pour l’usine de Neckartenzlingen, comprenant un réseau fédérateur OT robuste et un centre de données central pour la gestion et la visualisation alimenté par un fournisseur tiers.
Pour établir une connexion réseau à chacune des machines, le CIC a combiné différentes capacités du paysage de solutions de Belden, en intégrant du matériel robuste et robuste avec un logiciel sur mesure pour créer une connectivité réseau complète.
L’étape suivante consistait à améliorer l’interopérabilité en connectant les données de chaque machine, quels que soient les protocoles. Cela impliquait de traduire la communication série en communication Ethernet et d’acheminer les données vers un emplacement centralisé qui agit comme une source unique de vérité. Parce que chaque machine a sa propre architecture, l’équipe du CIC a adopté une approche unique pour chaque équipement.
Enfin, l’équipe CIC a intégré la sécurité et la redondance dans le réseau pour prendre en charge l’acquisition, la transmission, l’orchestration et la gestion des données, même si une partie du réseau est en panne.
« De nombreux clients de différents marchés industriels sont confrontés aux mêmes problèmes que l’usine Belden de Neckartenzlingen », explique Harun Ilhan, consultant en solutions au CIC. « Ce que nous avons fait ici est quelque chose que nous pouvons faire pour n’importe quel client afin de l’aider à obtenir une visibilité totale et à obtenir une vue complète de son usine. »
Résultats
Grâce à cette transformation, l’équipe de production prévoit des améliorations à deux chiffres de l’OEE d’ici la fin de l’année. Ils anticipent également des améliorations à apporter à d’autres indicateurs clés de performance, notamment la livraison à temps, la qualité, la satisfaction de la clientèle et la productivité et la satisfaction du travail.
Emir Baydur, directeur de production, a remarqué un regain d’intérêt pour la numérisation au sein de son équipe. Grâce à des écrans installés dans toute l’usine, les travailleurs peuvent voir le temps de disponibilité et les performances en temps réel et poser fréquemment des questions sur les améliorations.
Lorsque l’équipe d’exploitation se réunit pour passer en revue les données quotidiennes de la machine, elle sait exactement comment l’équipement fonctionne et comment les niveaux de production sont affectés. En rendant visibles les points faibles, des décisions correctives peuvent être prises pour améliorer les performances de la machine. Les employés comprennent les causes des problèmes opérationnels et la façon d’y réagir, ce qui a amélioré le temps de disponibilité et la maintenance. La communication interne s’est également améliorée puisque l’équipe peut désormais discuter de la production en utilisant des données que tout le monde comprend et en qui tout le monde a confiance.
« Une grande partie du travail administratif a également été supprimée », explique Baydur. « Nous écrivions des choses et prenions tellement de notes, et ce changement a permis aux opérateurs d’économiser entre 15 et 20 minutes par jour, soit 3 % à 4 % d’un quart de travail de huit heures, juste pour préparer les réunions quotidiennes. »
Après avoir constaté l’impact de la visibilité sur les opérations, l’équipe se prépare à capturer encore plus de types de données pour mieux comprendre et améliorer davantage d’indicateurs clés de performance.
« C’est comme une histoire sans fin », dit Auger. « L’équipe peut toujours s’améliorer, tout comme son réseau. Ils peuvent ajouter de nouvelles fonctionnalités, de nouveaux équipements et ajouter plus de données à mesure que leurs besoins évoluent et que les demandes des clients évoluent. Maintenant, ils sont capables de tout améliorer. »