L’amélioration de la productivité et de la qualité passera par un contrôle et une exploitation poussée des données de fabrication fournies par les capteurs. A une condition près : assurer l’interconnexion en temps réel des différentes machines-outils et équipements des ateliers. Comme l’a prouvé avec brio à l’exposition de Hanovre (Allemagne) la démonstration Umati.

Omniprésent à l’exposition européenne à participation mondiale (EMO) qui a réuni dans les halls d’exposition de Hanovre plus de 2 100 exposants, le concept Industrie 4.0 changera profondément les méthodes et les moyens d’usinage. Lancé en 2017 sous la houlette de la VDW (Association des constructeurs allemands de machines-outils) par 17 partenaires (Chiron, DMG Mori, Emag, Grob Werke, Heller, Liebherr Verzahntechnik, Trumpf, United Grinding, GF Machining Solutions, Pfiffner, Beckhoff, Bosch Rexroth, Fanuc, Heidenhain, ISW), le projet Umati (Universal machine tool interface) est passé à un autre niveau à l’EMO 2019. Brique importante du concept 4.0, ce dernier fait entrer la machine-outil dans le monde de la production intelligente.
70 constructeurs venus de 10 pays ont accepté pour la première fois de connecter à l’exposition de Hanovre leurs 110 machines et 28 services, grâce à cette interface universelle. « L’échange simple, rapide et sûr de données de fabrication entre les machines, les automatismes et les logiciels de production améliorera sensiblement le fonctionnement des ateliers », assure Heinz-Jürgen Prokop, président de la VDW. L’impact international du projet est ainsi considérable. Trois consortiums appartenant à des pays champions de la machine-outil ont ainsi accepté d’y joindre leurs forces : ProdNet (Suisse), Edgecross (Japon) et NCLink (Chine). Le projet Umati est également soutenu par les associations des constructeurs de machines-outils de Chine, Grande-Bretagne, Italie, Pays-Bas, Autriche, Suisse, Espagne et Taiwan, ainsi que par l’association européenne Cecimo.

Analyses statistiques de la production

Comment fonctionne cette solution miracle ? « Les machines-outils sont dotées d’une interface OPC UA (unified architecture), un standard de communication industrielle dédié à l’IioT (Internet industriel des objets) et au 4.0 », précise le responsable de la VDW. « Il permet de relier n’importe quelle machine-outil ou autre équipement sans frais et sans limitation géographique. Ces dernières communiquent ainsi en temps réel avec le système d’information de l’entreprise dotée d’une interface OPC UA et avec le cloud. » L’utilisateur peut ainsi identifier les différentes machines de son atelier, surveiller la production et chacune des pièces usinées, ainsi que les temps de fabrication et le fonctionnement des machines, savoir quelles sont les opérations manuelles, détecter les aléas et les erreurs, réaliser des analyses statistiques de la production et construire des plannings, contrôler les outils de coupe… « Les versions futures d’Umati s’enrichiront d’autres fonctions, comme les informations concernant les matériaux usinés, les contrôle du déroulement des opérations de fabrication et du système de gestion des données, le suivi de l’usure des machines et des équipements annexes pour assurer la maintenance prédictive, l’analyse du processus, etc. », annonce Alexander Broos, le responsable du projet Umati. « Sans oublier, la possibilité à l’avenir d’intégrer le système logistique de l’entreprise. »

La 5G s’installe dans l’atelier

D’autres initiatives s’ajoutent au projet Umati. La 5G alliance for connected industries and automation (5G-ACIA) assurait une première démonstration de l’utilisation de la 5G à l’EMO 2019, sur le stand de Makino. L’installation, réalisée en collaboration avec Ericsson et Fraunhofer Institute for Production Technology (IPT), mettait en œuvre un robot qui cherchait les outils dans un magasin, les portait à une station de mesure et les chargeait dans la machine-outil, grâce à un système de transport réalisé sur mesure. Les données étaient transférées très vite entre la station de contrôle centrale et le robot, via un réseau 5G. Enfin, les visiteurs ont pu découvrir à l’EMO comment les approches « machine learning » ou ML et IA (intelligence artificielle) dopent la production. La ML améliore le planning, l’ordonnancement et le contrôle des opérations, tandis que l’IA peut via des commandes vocales, faciliter le contrôle de la machine-outil. Des développements à suivre…