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, garantit 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 de la commande du groupe motopropulseur. Pour fabriquer ses solutions, elle utilise, entre autres, des procédés de moulage par injection de plastique. La nécessité d'augmenter sa capacité de production, associée à des exigences croissantes en matière de précision de fabrication, a conduit à la construction d'une nouvelle ligne de production modulaire dans l'usine polonaise de l'entreprise.

« Outre l'augmentation de la production, notre objectif était également d'améliorer les paramètres de qualité du produit final. Cela n'a pas été possible avec la chaîne de production existante de notre usine de Mrągowo, dont les performances étaient inférieures à nos besoins à l'époque, »
rappelle Damian Rowiński, responsable des lancements et des 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 l'efficacité de fabrication de manière significative. La conception et la livraison d'une ligne de production modulaire pour l'assemblage, le marquage et le contrôle qualité automatisés des capots des moteurs à essence à trois et quatre cylindres ont été confiés à Smart Automation, une société spécialisée dans l'automatisation et la robotisation des processus industriels.

« Dès la phase de conception, nous avons procédé à une vérification détaillée des solutions techniques, en y apportant de nombreuses améliorations par rapport à l'ancienne gamme. Pour la nouvelle installation, nous avons opté pour une approche globale et l'intégration complète des technologies Siemens, afin de garantir la cohérence et une 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'aménagement des stations et des modules, l'attribution des machines de moulage par injection et les postes de travail des opérateurs ont été conçus. À l'étape suivante, un modèle 3D de l'ensemble de la ligne a été créé, y compris une visualisation des processus technologiques. La phase de documentation, qui s'est achevée avec le lancement de la commande du projet, comprenait un modèle 3D complet, des schémas électriques et pneumatiques et une nomenclature. La pré-mise en service initiale de la ligne a été effectuée dans les installations de Smart Automation, constituant une étape clé des tests avant le déploiement complet. Par la suite, la gamme complète a été testée sur place au BRUSS, pour aboutir à l'acceptation officielle de la candidature en décembre 2024.

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

Processus de production du début à la fin

La ligne comprend quatorze stations, les composants étant transportés sur des palettes selon un système en boucle fermée.

L'assemblage du capot moteur s'effectue sur une chaîne de production modulaire composée de 14 stations. Les composants sont transportés sur des palettes selon un système en circuit fermé. Le processus commence par un manipulateur qui prélève une pièce fraîche dans le moule d'injection, la pèse pour contrôler la masse et la place sur une palette de transfert. La pièce passe ensuite par 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 la mémoire tampon est pleine, les pièces sont stockées, tandis que les autres passent aux étapes suivantes.

« À l'étape suivante, deux stations équipées de systèmes de manipulation assembleront les 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 régulation de débit et positionne la pièce dans une unité de soudage laser. Après le cycle, le composant est renvoyé dans le système de transport des palettes, »
explique Radosław Kokornacki, responsable de l'automatisation chez Smart Automation.

À l'étape suivante, un système de vision vérifie l'exactitude de l'assemblage des inserts avec une précision de 0,02 mm, en vérifiant la présence et le débit des ouvertures ainsi que tout défaut de moulage, en effectuant des mesures de dépistage en fonction de paramètres définis. L'opérateur insère ensuite des vis autotaraudeuses 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 qu'à installer les joints. Cependant, le processus de production n'est pas encore terminé.

À l'étape suivante, une autre station nettoie automatiquement les surfaces supérieure et inférieure de la coque. Ensuite, à la station suivante, les opérateurs installent les 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. Un poste dédié vérifie ensuite la position des soupapes de pression, la présence de vis et d'inserts, et appose une étiquette de sécurité. La station finale remet les pièces finies à l'opérateur, stocke les composants défectueux, gère les zones tampons, les pièces à retravailler, les échantillons de référence et recharge les palettes.

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

Damian Rowiński , Responsable des lancements et des processus, BROSSE

Gamme SMART

La qualité des produits finaux 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 différentes stations, les horodatages d'entrée et de sortie et les résultats des tests, permettent de calculer et de surveiller avec précision l'indicateur OEE. La vérification de la qualité comprend des tests de pression, une inspection géométrique à l'aide d'un système de vision avancé, ainsi que des contrôles de fabrication et de présence d'éléments tels que des vis, des vannes et des étiquettes d'avertissement, »
explique Radosław Kokornacki.

La gamme est équipée d'un système propriétaire de gestion, de reporting et de surveillance des données de processus développé par Smart Automation. Cette solution fournit aux employés de BRUSS un accès à distance sécurisé à l'état de la production en temps réel, où que vous soyez. Les utilisateurs peuvent analyser les performances globales, les données détaillées des stations, 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 gamme 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 gamme 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 minimum de temps d'arrêt, ce qui garantit la flexibilité de la production sans modification significative des autres modules, »
explique Radosław Szymański.

Le processus de changement pour une autre gamme de produits est hautement automatisé. Le remplacement manuel de l'outillage d'étanchéité est synchronisé avec le calendrier d'alimentation de la ligne, ce qui élimine les temps d'arrêt liés à cette opération.

Le client final et le fabricant de la machine ont choisi les solutions Siemens. Les composants matériels et les 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 « pilotent » littéralement les chaînes de production industrielles de notre pays

Sławomir Kalita, Directeur des ventes, Siemens

La chaîne de production fonctionne sur la base d'un large éventail de solutions Siemens, allant des PC et contrôleurs industriels aux systèmes d'entraînement, aux unités d'alimentation et aux stations d'E/S, en passant par les lecteurs RFID et les panneaux HMI

Une technologie au service d'une qualité et d'une efficacité de production optimales

Dans le cadre du projet, l'autorité contractante, BRUSS, était chargée de définir avec précision les hypothèses fonctionnelles et les exigences de qualité de la chaîne de production automatisée. Smart Automation, en tant qu'intégrateur système et sous-traitant, a géré l'ensemble des travaux : de la conception et de la configuration au développement du logiciel, en passant par l'assemblage, les tests et la mise en service de la ligne, afin de garantir la flexibilité de la production et une efficacité élevée.

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

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

L'utilisation de la technologie Siemens nous a permis d'unifier la configuration, les diagnostics et le fonctionnement sans avoir à passer d'un environnement logiciel à un autre

Radosław Szymański, Automatisation intelligente

Debout, de gauche à droite : R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

« L'élément clé est la gestion centralisée de l'ensemble du processus dans 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 des nombreuses fonctionnalités de la plateforme TIA Portal, notamment des blocs de commande intégrés, des mécanismes de sécurité intégrés, un mode multi-utilisateurs permettant de modifier des projets en parallèle et l'outil avancé S7‑PLCSIM pour simuler et tester la logique de commande avant la mise en service physique, »
se souvient Sławomir Kalita de Siemens.

Le rythme du projet a été exceptionnellement dynamique, comme en témoignent la rapidité des prises de décisions et les progrès continus malgré les défis techniques rencontrés à chaque étape.

« Notre objectif était de construire une chaîne de production qui garantirait une répétabilité et une précision élevées 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 chaîne de production se caractérise par une grande flexibilité. Nous ajustons régulièrement les paramètres et améliorons les processus. Dans un avenir proche, nous prévoyons de nouvelles mises à niveau et une extension de l'installation, »
— résume Damian Rowiński, responsable des lancements et des processus chez BRUSS sp. z o.o.

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