24/02/2022

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Industrie électronique : comment optimiser le ROI de vos cobots et AGV ?

Industrie électronique : comment optimiser le ROI de vos cobots et AGV ?

Petites séries, durée de vie du produit incertaine, produits complexes… Les lignes de production électronique sont soumises à des contraintes importantes qui nécessitent une grande flexibilité des outils ! Les AGV et Cobots peuvent être une réponse à cette problématique. Mais comment bien investir dans des machines telles que les AGV et cobots ? Comment en optimiser le retour sur investissement ?

Cobots, AGV, AMR… Des solutions rentables pour les métiers de l’électronique ?

Depuis plusieurs années, de nombreuses solutions de Cobots, AGV (Automated Guided Vehicles), AMR (Autonomous Mobile Robot) émergent pour accompagner les collaborateurs des lignes de production dans leur fonction :

 

Réduction de la pénibilité, suppression des tâches répétitives à faible valeur ajoutée : la collaboration entre robots et collaborateur s’accentue.

 

Les principales différences entre ces 3 outils :

 

  • Les cobots sont capables d’automatiser des opérations répétitives ou des opérations d’une extrême précision, difficilement réalisables par un opérateur. Les cobots travaillent en collaboration avec l’homme, qui conserve certaines actions manuelles ainsi que la supervision du processus.

 

  • Les AGV sont des robots programmés. Ils peuvent être au sol ou bien se situer sur des tables. C’est le cas de la solution Prolink développée par le groupe OSE. Ces AGV font la liaison entre les actions manuelles des opérateurs et, par exemple, les actions d’un cobot. Les AGV s’arrêtent devant un obstacle en attendant que la voie se libère. L’AGV est guidé par un chemin prédéfini, par exemple grâce à des bandes magnétiques placées sur le sol.

 

  • Les AMR se déplacent dans des environnements complexes en présence d’opérateurs, de mobiliers… Ils sont capables d’éviter ou bien de contourner des obstacles. La principale différence avec l’AGV ? L’AMR est apte à évoluer dans une zone définie de façon autonome.

 

Ces solutions sont riches pour les métiers de l’électronique, surtout pour les petites et moyennes séries.

La flexibilité : élément clé du ROI

Dans la filière électronique, au contraire d’autres filières, la rentabilité de l’investissement dans les moyens de production est contraint par la taille réduite des séries commandées par les donneurs d’ordre. Cependant, ces solutions d’automatisation permettent aux EMS (Electronic Manufacturing Services) français de rester compétitifs.

 

Alors comment automatiser sur des petits volumes en gardant un ROI intéressant ? Sans flexibilité, impossible de répondre à cette question !

 

Prenons l’exemple d’Eolane qui, sur une année, est capable de lancer une production de 5000 pièces uniquement.

 

Ces séries, au sein de la filière électronique, sont qualifiées de « petite ». Cela rend l’exercice d’automatisation difficile car le ROI (Retour sur investissement) n’est pas aisé à calculer.

Un seul cobot : plusieurs phases d’un même processus et un changement automatisé de série

Il y a 4 ans, Eolane a eu en charge la production d’une petite série d’un produit complexe comportant de nombreuses phases de process. C’est avec ce projet que l’organisation a débuté la mise en place de solutions cobotiques.

Un seul cobot étant capable de réaliser plusieurs actions sur un même produit, ce ne sont pas moins de 110 produits par semaine qui sont réalisés sur ce cobot, pour plusieurs phases (environ 4 phases coupées par des phases de polymérisation pour la colle).

La flexibilité de la solution cobot choisie a permis à Eolane d’accueillir plusieurs produits différents sur cette même machine at ainsi  d’automatiser le changement de série.

La machine universelle

Et s’il existait une « machine universelle » ?

 

Pour optimiser le retour sur investissement d’un AMR, il est possible d’investir sur un seul et unique AMR avec plusieurs TOP MODULES.

 

Les TOP MODULES sont des outils complémentaires aux AMR et permettent une multiplication des cas d’usages (chariot, rouleau…). Ils offrent donc une standardisation de moyens.

 

La machine universelle répond toujours à ce même objectif : celui de ne plus investir sur des moyens dédiés à usage unique mais des moyens génériques qui s’adaptent à la diversité de production du client.

 

C’est la quête de nombreux industriels qui réalisent des petites et moyennes séries.

 

Les industriels veulent aussi être assez autonomes pour faire les adaptations nécessaires pour passer d’un produit à un autre facilement. Changement d’outil, reprogrammation… Le tout avec des temps d’immobilisation très courts pour passer à un nouveau produit.

 

C’est avec cette notion de machine universelle en tête que les équipes d’Eolane ont persuadées le top management d’investir ! L’ambition était de réutiliser tout le matériel pour d’autres produits en changeant seulement quelques outillages.

 

Intégration de nouveaux produits, nouvelles fonctions sur les machines des lignes de production, ajout de fonction de contrôle sur les lignes… La scalabilité ne s’applique plus seulement aux volumes !

 

Aujourd’hui, les volumes des projets d’industrialisation sont souvent incertains et la durée de vie du produit encore plus.  La demande de projets scalables (ou modulaires) est de plus en plus courante.

 

Dans ce contexte, l’objectif pour les industriels de la filière électronique est de limiter voir supprimer le risque industriel. Le risque industriel se matérialise par un investissement conséquent pour une machine qui devient obsolète une année seulement après l’achat. Du déjà vu chez certains industriels !

 

C’est pour cela que la machine universelle séduit : un produit standard puis des top modules pour multiplier les cas d’usage. Les industriels sont même parvenus à fabriquer des top modules par leurs propres moyens.

 

Le basculement de l’investissement dédié à un produit à des investissements mutualisés est effectué !

 

Cependant, pour être totalement autonome sur la programmation et le changement d’outil, il a été nécessaire pour Eolane de former ses équipes et d’embaucher des talents supplémentaires.

Miser sur la réduction du temps et l’optimisation des surfaces

Pour optimiser le ROI, il est aussi possible de miser sur la réduction des temps d’attente et l’optimisation des surfaces.

 

Au sein des EMS (Electronic Manufacturing Services), les lignes sont souvent dédiées à un unique produit. Ces lignes prennent une place importante mais leur taux d’utilisation reste faible.

 

Il y a donc une surface largement occupée mais des lignes sous utilisées et des process dupliqués. Cela entraîne un coût de maintenance et d’investissement plus élevé. L’optimisation peut donc s’effectuer sur la mutualisation de l’équipement.

 

Dans la petite série, il est possible de travailler par îlot. L’opérateur emmène le produit dans l’îlot et une fois les opérations terminées, tous les produits sont emmenés à un autre îlot. Ce processus prend de la place et oblige l’opérateur à effectuer de nombreux déplacements.

 

Avec les lignes automatisées, c’est dorénavant le produit qui vient à l’opérateur ou au cobot.

 

La ligne n’est donc plus en flux tiré, une méthode difficilement soutenable pour la production en petite et moyenne série. C’est un avantage colossal pour améliorer le temps de traversée des produits.

 

La surface peut également se gagner grâce à la mutualisation des équipements. Une seule machine ayant la capacité à effectuer plusieurs produits, l’espace occupé est finalement restreint !

En conclusion

Il n’est pas rare que les fabricants de solutions AMR affirment que le ROI d’un AMR peut s’obtenir en moins de 2 ans , et même moins de 6 mois !

 

Cet élément est sûrement valable pour les entreprises de taille importante. Mais cela peut également être le cas pour les entreprises électroniques qui réalisent de la petite série !

 

Lancer un projet d’équipements de solutions AMR nécessite une prise de recul pour être capable de généraliser l’investissement sur plusieurs productions : répondre à plusieurs cas d’usages avec une seule machine.

Le gain portera donc sur la manière de gérer le flux (one piece flow).

 

Le ROI peut aussi être optimisé en adoptant des TOP MODULES qui se changent seuls ou bien élaborés par les industriels eux-mêmes.

 

Aussi, pour que le projet soit un succès, prendre le sujet le plus en amont possible est un facteur clé . Dès la conception,  il faut prévoir des règles qui favorisent la mise en place de solutions cobotiques / AMR dans les processus de fabrication.

Vous souhaitez en savoir plus sur les solutions d’implémentation de cobots / AMR dans l’industrie électronique ?

Rejoignez-nous le 17 mars pour un techday « L’usine flexible et sécurisée : robotique mobile et cobotique pour la filière électronique »