ÉTUDE DE CAS

Précision et efficacité dans l'industrie automobile

Smart Automation a conçu et mis en œuvre une ligne de production modulaire pour BRUSS. Le système d'automatisation avancé, basé sur une gamme de solutions Siemens, maintient des performances constantes quelle que soit la variante du composant produit.

BRUSS est l'un des principaux fournisseurs mondiaux de produits automobiles dans les domaines de la technologie d'étanchéité et du contrôle du groupe motopropulseur. Dans la fabrication de ses solutions, il utilise, entre autres, des processus de moulage par injection plastique. La nécessité d'augmenter la capacité de production, parallèlement aux exigences croissantes pour une précision de fabrication plus élevée, a conduit à la construction d'une nouvelle ligne de production modulaire dans l'usine polonaise de l'entreprise.

« En plus de stimuler la production, notre objectif était également d'améliorer les paramètres de qualité du produit final. Cela n'a pas été possible en utilisant la ligne de production existante de notre usine de Mrągowo, dont les performances étaient inférieures à nos besoins à l'époque,
se souvient Damian Rowiński, responsable lancement et processus chez BRUSS Sp. z o.o.

Il a donc été décidé de construire et de mettre en service une deuxième ligne, conçue pour permettre une production précise de composants tout en augmentant considérablement l'efficacité de fabrication. La tâche de concevoir et de livrer une ligne de production modulaire pour l'assemblage automatisé, le marquage et l'inspection qualité des couvertures pour moteurs à essence à trois et quatre cylindres a été confiée à Smart Automation, une société spécialisée dans l'automatisation et la robotisation des processus industriels.

« Déjà au stade de la conception, nous avons effectué une vérification détaillée des solutions techniques, introduisant de nombreuses améliorations par rapport à l'ancienne ligne. Dans la nouvelle installation, nous avons opté pour une approche globale et une intégration complète des technologies Siemens, garantissant la cohérence et l'efficacité maximale de l'ensemble du système,
souligne Radosław Szymański, chef de projet chez Smart Automation.

La mise en œuvre a débuté en juin 2023 avec la phase de développement du concept, au cours de laquelle l'agencement des stations et des modules, l'attribution des machines de moulage par injection et les postes de travail de l'opérateur ont été conçus. Dans l'étape suivante, un modèle 3D de toute la ligne a été créé, y compris une visualisation des processus technologiques. La phase de documentation — complétée par le lancement de la commande de projet — comprenait un modèle 3D complet, des schémas électriques et pneumatiques et une nomenclave des matériaux. La pré-mise en service initiale de la ligne a été effectuée dans les installations de Smart Automation, servant d'étape clé dans les tests avant le déploiement complet. Par la suite, la ligne complète a été testée sur place au BRUSS, aboutissant à l'acceptation formelle de la demande en décembre 2024.

La ligne de production construite par Smart Automation permet une fabrication précise de composants et augmente considérablement l'efficacité de la production

Processus de production du début à la fin

La ligne se compose de quatorze stations, avec des composants transportés sur palettes dans un système en boucle fermée.

L'assemblage du capot moteur a lieu sur une ligne de production modulaire composée de 14 stations. Les composants sont transportés sur des palettes dans un système en boucle fermée. Le processus commence par un manipulateur qui choisit une pièce fraîche dans le moule d'injection, la pesant pour le contrôle de la masse et la plaçant sur une palette de transfert. La pièce passe ensuite à travers un système de stabilisation thermique pour un refroidissement contrôlé et est marquée d'un code DMC unique. Le système surveille en permanence les performances de la ligne. Si le tampon est plein, les pièces sont stockées, tandis que d'autres passent à d'autres étapes.

« Dans l'étape suivante, deux stations équipées de systèmes manipulateurs réalisent l'assemblage des inserts à l'aide de la technologie de chauffage par induction. Le processus passe ensuite à une station manuelle automatique, où l'opérateur préinstalle les inserts de contrôle de débit et positionne la pièce dans une unité de soudage au laser. Après le cycle, le composant est renvoyé au système de transport de palettes, »
explique Radosław Kokornacki, responsable de l'automatisation chez Smart Automation.

Dans l'étape suivante, un système de vision vérifie l'exactitude de l'assemblage d'inserts avec une précision de 0,02 mm, vérifie la présence et le débit des ouvertures ainsi que tout défaut de coulée, effectuant des mesures de criblage selon des paramètres définis. L'opérateur insère ensuite des vis autotaraudeurs dans les trous et installe des vannes de régulation de pression. Enfin, les vis sont serrées automatiquement et la planéité du couvercle est mesurée avec une précision de 0,01 mm. Après ces étapes, le produit est presque terminé — il ne reste plus que l'installation des joints. Cependant, ce n'est pas encore la fin du processus de production.

Dans l'étape suivante, une autre station nettoie automatiquement les surfaces supérieure et inférieure de la couverture. Par la suite, à la station suivante, les opérateurs installent des joints à l'aide de moules. Enfin, sept tests de pression sont effectués pour vérifier l'étanchéité, le débit, la perméabilité et le fonctionnement de la vanne. Une station dédiée vérifie ensuite la position des soupapes de pression, la présence de vis et d'inserts, et applique une étiquette de sécurité. La station finale libère les pièces finies à l'opérateur, stocke les composants défectueux, manipule les tampons, les pièces nécessitant une retouche, les échantillons de référence et recharge les palettes.

À pleine capacité, la ligne produit deux types de couvertures différents simultanément, assurant un flux de travail continu, avec un temps de cycle de 33,5 secondes

Damian Rowiński , Gestionnaire de lancement et de processus, PINCEAU

Ligne SMART

La qualité des produits finis est cruciale pour BRUSS, c'est pourquoi il était essentiel pour Smart Automation de mettre en œuvre un système complet de contrôle des paramètres de production.

« Nous avons assuré la traçabilité complète de chaque pièce fabriquée. Les données collectées, telles que les temps de cycle des stations individuelles, les horodatages d'entrée et de sortie et les résultats des tests, permettent un calcul et une surveillance précis de l'indicateur OEE. La vérification de la qualité comprend les essais de pression, l'inspection de la géométrie à l'aide d'un système de vision avancé, ainsi que les vérifications de la fabrication et de la présence d'éléments tels que des vis, des vannes et des étiquettes d'avertissement,
dit Radosław Kokornacki.

La ligne est équipée d'un système propriétaire de gestion, de reporting et de surveillance des données de processus développé par Smart Automation. Cette solution offre aux employés de BRUSS un accès à distance sécurisé à l'état de production en temps réel de n'importe où. Les utilisateurs peuvent analyser les performances globales, les données détaillées de la station, l'historique des processus avec les paramètres, et surveiller les indicateurs de qualité et d'efficacité sur une base horaire, par équipes et quotidiennement.

La ligne comprend un système propriétaire de gestion, de reporting et de surveillance des données de processus développé par Smart Automation.

« La machine de moulage par injection utilisée par BRUSS produit des couvercles en plastique à l'aide de la technologie de moulage par injection. La ligne que nous avons construite contrôle automatiquement leur qualité et intègre des composants tels que des vis et des joints. Par conséquent, le changement de type de produit implique un temps d'arrêt minimal, ce qui garantit une flexibilité de production sans changements importants aux autres modules,
explique Radosław Szymański.

Le processus de changement pour une gamme de produits différente est hautement automatisé. Le remplacement manuel de l'outillage d'étanchéité est synchronisé avec le calendrier d'alimentation en matière de la ligne, éliminant ainsi efficacement les temps d'arrêt pour cette opération.

Le client final et le fabricant de la machine ont choisi les solutions Siemens. Les composants matériels et logiciels que nous fournissons ont atteint les objectifs exigeants fixés par Smart Automation et BRUSS. Cela démontre la haute fonctionnalité, la polyvalence et la fiabilité de nos solutions complémentaires, qui « stimulent » littéralement les lignes de production industrielle dans notre pays

Sławomir Kalita, Directeur des ventes, Siemens

La ligne de production fonctionne sur la base d'une large gamme de solutions Siemens, des PC et contrôleurs industriels, en passant par les systèmes d'entraînement, les blocs d'alimentation et les stations d'E/S, aux lecteurs RFID et aux panneaux IHM

Technologie pour une qualité et une efficacité de production supérieures

Dans le projet, l'autorité contractante, BRUSS, était responsable de définir précisément les hypothèses fonctionnelles et les exigences de qualité pour la ligne de production automatisée. Smart Automation, agissant en tant qu'intégrateur système et entrepreneur, a géré l'ensemble des travaux : de la conception et de la configuration au développement logiciel, à l'assemblage, aux tests et à la mise en service de la ligne, garantissant la flexibilité de production et une grande efficacité.

Siemens a soutenu l'initiative en tant que fournisseur de composants d'automatisation clés, en fournissant des technologies qui activent la ligne de production et permettent une gestion et un contrôle complets du processus d'assemblage du capot moteur sur la ligne automatisée développée par Smart Automation,
— explique Sławomir Kalita.

Pour la construction de la ligne de production, des contrôleurs SIMATIC S7‑1500TF avec des fonctionnalités technologiques étendues ont été utilisés, permettant la mise en œuvre d'algorithmes de contrôle de mouvement avancés et répondant aux normes de sécurité les plus élevées grâce à la fonction Safety Integrated. Les contrôleurs ont été intégrés aux servomoteurs SINAMICS S210 et V90, assurant un contrôle précis de l'axe. L'architecture modulaire de la ligne, basée sur les systèmes d'E/S ET200AL et ET200SP distribués, a permis une configuration flexible et des changements rapides. Le système a été complété par des lecteurs RFID pour l'identification des composants, des commutateurs de réseau industriels, des panneaux de commande de la dernière série SIMATIC HMI Unified, et une gamme complète de dispositifs de commutation assurant une distribution électrique fiable.

L'utilisation de la technologie Siemens nous a fourni une configuration, des diagnostics et un fonctionnement unifiés sans avoir besoin de basculer entre différents environnements logiciels

Radoslaw Szymański, Automatisation intelligente

À partir de la gauche : R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

« L'élément clé est la gestion centralisée de l'ensemble du processus au sein de l'environnement TIA Portal, qui intègre la configuration, les diagnostics et la simulation dans un seul outil. Au cours du projet, Smart Automation a tiré parti de nombreuses capacités de la plateforme TIA Portal, y compris des blocs d'entraînement intégrés, des mécanismes de sécurité intégrés, un mode multiutilisateur permettant l'édition de projets en parallèle, et l'outil avancé S7‑PLCSIM pour la simulation et le test de la logique de contrôle avant la mise en service physique.
rappelle Sławomir Kalita de Siemens.

Le rythme du projet a été exceptionnellement dynamique, reflété par une prise de décision rapide et des progrès continus malgré les défis techniques rencontrés à chaque étape.

« Notre objectif était de construire une ligne de production qui assurerait une répétabilité élevée, une précision et une traçabilité complète des pièces à chaque étape de la production, tout en permettant une efficacité accrue des processus et une gestion complète de la production. Nous avons pu atteindre pleinement cet objectif grâce en partie au soutien de Siemens et à l'utilisation des composants et logiciels fiables de ce fabricant, »
souligne Radosław Kokornacki.

« La ligne de production est caractérisée par une grande flexibilité. Nous introduisons continuellement des ajustements de paramètres et des améliorations de processus. Dans un proche avenir, nous prévoyons d'autres mises à niveau et une extension de l'installation, »
— résume Damian Rowiński, responsable lancement et processus chez BRUSS sp. z o.o.

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