Fabricant de machines d'assemblage automatisées sur mesure

Pour tripler sa production de systèmes de direction électrique, l'équipementier automobile allemand n'a pas investi dans de nouveaux robots. Il a plutôt opté pour une solution d'automatisation sur mesure couvrant l'ensemble du processus d'assemblage, de la première pièce métallique emboutie à la dernière unité testée et numérotée. Après 18 mois de développement, de la conception à la mise en service, il produit désormais un système de direction toutes les 12 secondes avec moins de 10 opérateurs en atelier. Malgré un investissement conséquent, le retour sur investissement a été excellent. Tout fabricant confronté à des défis similaires (lancement d'un nouveau produit, pénurie de main-d'œuvre, problèmes de qualité liés à l'assemblage manuel) devrait collaborer stratégiquement avec un concepteur de systèmes d'automatisation sur mesure. Identifier le partenaire adapté à vos besoins parmi les centaines d'intégrateurs et de constructeurs de machines présents dans le monde est la première étape, et sans doute la plus importante, de votre projet.

Qu'est-ce qu'une machine d'assemblage automatisée personnalisée ?

Une machine d'assemblage automatisée sur mesure est un type particulier de machine de production qui réalise une série d'opérations (alimentation, positionnement, assemblage, fixation, soudage, contrôle, étiquetage et emballage) sans intervention humaine. Contrairement aux cellules robotisées standard, réutilisables pour plusieurs produits, une machine d'assemblage sur mesure est conçue spécifiquement pour un seul produit ou une seule famille de produits. On peut comparer cela à un costume sur mesure : chaque poste, dispositif et capteur de la machine a été intégré précisément parce qu'il est nécessaire à la fabrication du produit. Les machines d'assemblage sur mesure sont construites par des sociétés d'ingénierie spécialisées qui proposent des solutions intégrant l'ingénierie mécanique, les systèmes de contrôle, les systèmes pneumatiques, les équipements robotiques, les systèmes optiques et les logiciels en une solution fonctionnelle et validée. Le produit final livré n'est donc pas un article de catalogue, mais une solution de production clé en main qui permet de produire dans les délais impartis (takt) et de respecter des critères de qualité et/ou de coût spécifiques. Pour une analyse approfondie des technologies sous-jacentes à ces systèmes, consultez notre guide sur Qu'est-ce que l'automatisation ? fournit un aperçu général.

Principaux fabricants de machines d'assemblage automatisées sur mesure

Le paysage mondial se compose d'un mélange de grands intégrateurs multinationaux de systèmes d'automatisation et de constructeurs de machines indépendants et spécialisés. Le tableau ci-dessous récapitule plusieurs acteurs reconnus, ainsi qu'un constructeur représentatif de milieu de gamme.

Pour les fabricants du secteur des dispositifs de protection électrique, un partenaire spécialisé comme Benlong Automation Technology Co., Ltd. Benlong apporte une ingénierie spécialisée qu'un intégrateur généraliste ne peut égaler. Basée à Wenzhou, en Chine, au cœur de la production mondiale de matériel électrique basse tension, Benlong conçoit et construit depuis 2008 des lignes d'assemblage et de test sur mesure pour disjoncteurs miniatures, disjoncteurs boîtier moulé, disjoncteurs à air, contacteurs, parafoudres et dispositifs connexes. Son offre comprend notamment des lignes de production entièrement automatisées pour disjoncteurs miniatures. Ligne d'assemblage automatique MCB, qui intègre plusieurs stations dans un flux continu unique. Pour un aperçu plus large des types de solutions automatisées disponibles pour la fabrication électrique, consultez notre présentation de meilleurs produits d'automatisation MCB couvre la gamme d'équipements qu'un constructeur spécialisé peut fournir.

Pourquoi les fabricants investissent-ils dans l'automatisation d'assemblage personnalisée ?

La décision de mise en service d'une ligne d'assemblage sur mesure vise rarement à remplacer un seul opérateur. Elle est généralement motivée par la nécessité de résoudre un ensemble de problèmes complexes, dont beaucoup ne peuvent être résolus avec un équipement standard. Les raisons les plus courantes justifiant la mise en service de nouveaux équipements sont les suivantes :

• Complexité du produit qui rend l'assemblage manuel impossible. Comme un dispositif médical comporte de nombreuses petites pièces qui doivent être positionnées, orientées et assemblées dans une salle blanche, ce dispositif est un candidat idéal pour l'automatisation des processus d'assemblage.
• Des exigences de qualité qui dépassent la constance humaine. L'absence d'un joint torique ou un couple de serrage insuffisant d'un boulon peuvent engendrer des situations potentiellement mortelles à proximité des équipements de sécurité automobile. Un processus automatisé d'inspection des produits permet d'appliquer une force constante, de vérifier chaque opération d'assemblage et de rejeter tout assemblage défectueux.
• Disponibilité et coût de la main-d'œuvre. L'automatisation peut transformer un goulot d'étranglement dans la production en un atout – notamment en cas de prix élevés et/ou de pénurie de main-d'œuvre qualifiée pour l'assemblage.
• Exigences de débit. Pour honorer un nouveau contrat, la production moyenne par équipe devra passer de 100 unités à 500 unités par équipe. Une ligne de production entièrement automatisée, conçue pour produire le nombre exact d'unités nécessaires, permettra d'atteindre cet objectif.

Critères clés d'évaluation d'un constructeur de machines d'assemblage sur mesure

La capacité à créer une machine d'assemblage automatisée personnalisée et opérationnelle n'est pas offerte par tous les ateliers d'usinage. Il existe un écart important entre les compétences des fabricants généralistes et celles des véritables intégrateurs de solutions d'automatisation. Par conséquent, le choix d'un partenaire d'intégration peut aboutir à une machine incapable d'atteindre le rythme de production prévu, de répondre aux spécifications de qualité ou tout simplement de fonctionner correctement. Les critères suivants permettent de sélectionner un fournisseur adapté et d'éviter les erreurs :

• Expérience du domaine. Le constructeur a-t-il déjà livré des machines pour votre entreprise ? Les secteurs de l’automobile, des dispositifs médicaux, de l’électronique et des biens de consommation sont soumis à des réglementations, des exigences de propreté et de validation différentes. Un constructeur expérimenté saura tirer parti de son savoir-faire pour livrer des machines de qualité, ce qui vous permettra de maîtriser les coûts (en respectant votre budget).
• Expertise technique interne. Les compétences clés de l'entreprise devraient être la conception mécanique, la conception électrique, la programmation d'automates programmables, l'intégration de systèmes de vision et la robotique. Externaliser l'ingénierie des systèmes de contrôle désavantagera le constructeur lors du dépannage d'une séquence complexe ; il aura également tendance à rejeter la faute sur autrui pour tout problème survenant pendant le processus de débogage.
• Rigueur de la gestion de projet. Chaque ligne personnalisée constitue un projet indépendant, avec un périmètre, un coût et un calendrier définis. Le client a ainsi l'assurance que le fabricant est capable de construire l'équipement conformément aux spécifications, grâce à un processus linéaire comprenant un plan de gestion de projet complet, une revue de conception formelle, un test de réception en usine (FAT) et un test de réception sur site (SAT) chez l'utilisateur final. Si le contrat de projet ne définit pas ces étapes clés, tout retard sera imputable au fabricant, ce qui accroîtra les risques pour le client.
• Assistance après-vente et pièces détachées. Un approvisionnement supplémentaire en capteurs, actionneurs et pièces d'usure de rechange sera nécessaire pour une machine fonctionnant 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Si votre constructeur dispose d'un stock de pièces de rechange essentielles à proximité de la machine ou peut les livrer sous 24 heures, vous pouvez éviter l'arrêt complet de votre ligne de production en cas de défaillance d'une seule pièce.

Quels sont les facteurs qui déterminent le coût d'une machine d'assemblage sur mesure ?

Le coût d'une machine d'assemblage automatisée sur mesure peut varier considérablement, ce qui rend impossible de fournir un chiffre précis. Par exemple, une cellule de placement de composants simple, installée sur un établi, coûte généralement autour de 1 400 000 £, tandis qu'une ligne d'assemblage de dispositifs médicaux entièrement automatisée et validée, équipée d'un système d'inspection visuelle à chaque poste de travail, installée en salle blanche et dotée d'un logiciel de traçabilité complet, peut coûter plus de 1 400 000 £. La liste suivante présente quelques-uns des principaux éléments qui contribuent au coût total :

• Nombre de postes d'assemblage et complexité de chaque opération. Chaque station ajoute une structure mécanique, des actionneurs, des capteurs et des commandes.
• Débit requis (temps de cycle). Une chaîne de montage produisant des composants toutes les trois secondes nécessite des actionneurs plus rapides, des systèmes de contrôle plus précis et des conceptions plus robustes qu'une chaîne de montage produisant des composants toutes les trente secondes.
• Exigences en matière de vision et d'inspection. Les lignes manuelles ne peuvent pas fournir les capacités de vérification qui peuvent être obtenues avec une résolution plus élevée des caméras, de l'éclairage et du matériel de traitement.
• Conformité réglementaire. Les coûts liés aux documents d'ingénierie et aux tests s'accumulent en raison de toutes les validations effectuées par la FDA, le marquage CE, la certification ATEX et autres exigences imposées par une organisation.
• Manutention et alimentation des matériaux. Les alimentateurs à bol, les alimentateurs à plateau et les systèmes de convoyage doivent être adaptés aux composants spécifiques.

Un investissement bien géré générera un bon retour sur investissement (RSI) après environ 18 à 36 mois grâce aux économies de main-d'œuvre, à la réduction des rebuts, à l'amélioration de la productivité et de la qualité. L'élément essentiel est de collaborer avec un entrepreneur général capable de fournir une estimation fiable des coûts de construction, basée sur un cahier des charges précis ; cette approche est bien plus pertinente que de se fier à une idée vague du résultat final.

Comment choisir le bon fabricant pour votre projet

Choisir un fabricant de machines d'assemblage automatisées sur mesure est un achat qui exige une attention particulière aux détails lors du processus d'approvisionnement. Adopter une approche systématique :

1. Définissez précisément vos exigences. Quelles sont les spécificités du produit et les exigences de performance associées ? Quand la production devrait-elle démarrer ? Quel sera le coût de production ? Quels types de contrôles qualité seront effectués ? Quel sera le budget opérationnel ? Si une demande de devis (RFQ) précise clairement les besoins, le fournisseur sera plus enclin à soumettre une proposition sérieuse.
2. Visitez les installations du constructeur. Bien plus enrichissant qu'une simple brochure, une visite d'usine vous permettra de voir les machines en cours d'assemblage et d'échanger directement avec les ingénieurs, et non seulement avec l'équipe commerciale. Assurez-vous également de voir en fonctionnement une machine similaire à la vôtre.
3. Vérifiez les références. Il est également important de parler aux anciens clients pour savoir comment la machine a fonctionné ; quel était le temps de cycle par rapport à la date de livraison réelle et si la machine a bénéficié d’un service après-vente.
4. Clarifier les critères d'acceptation. Le contrat doit définir les étapes clés des tests d'acceptation en usine (FAT) et des tests d'acceptation sur site (SAT). Cela inclut les types de tests effectués, les critères de réussite et les mesures à prendre en cas de défaillance d'une machine.
5. Évaluer le coût total de possession. Le prix d'achat initial ne représente qu'une partie des coûts liés à la possession d'une machine pendant 10 à 15 ans. Les autres coûts comprennent les pièces détachées, la formation à la maintenance et le support continu du fabricant.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre une machine d'assemblage standard et une machine sur mesure ?

Les machines d'assemblage standard sont des plateformes pré-conçues permettant aux utilisateurs de s'adapter à de multiples produits, généralement dans certaines limites. À titre d'exemple, une table d'indexage dotée d'outillages interchangeables offre aux utilisateurs la flexibilité nécessaire pour assembler des produits de manière efficace et précise. Les machines d'assemblage sur mesure, quant à elles, sont conçues pour une application spécifique. Chaque mécanisme d'assemblage (station) et chaque dispositif d'assemblage (outil fixé au produit) est conçu en tenant compte de la forme, du matériau et de la méthode d'assemblage propres à ce produit.

Combien de temps faut-il pour construire une chaîne de montage automatisée sur mesure ?

Le délai de livraison varie d'un projet à l'autre en fonction de sa complexité. Un appareil à poste unique peut nécessiter un délai de 4 à 6 mois entre la demande et la livraison, tandis qu'un système multiposte entièrement automatisé, soumis à des tests et validations approfondis, peut nécessiter de 12 à 18 mois (voire plus) selon les exigences spécifiques du client. Le calendrier doit inclure les étapes suivantes : revue de conception ; approvisionnement ; fabrication ; tests d'acceptation en usine ; expédition ; installation ; et tests d'acceptation sur site.

Une machine d'assemblage personnalisée peut-elle être modifiée ultérieurement pour un nouveau produit ?

Dans une certaine mesure, oui. Une machine bien conçue offre une certaine flexibilité dans la configuration des dispositifs et des programmes. Cependant, cette machine est fabriquée sur mesure. Par conséquent, toute modification importante du produit (dimensions, nouveaux types de composants, etc.) nécessitera une refonte de la machine. Il est conseillé de consulter votre constructeur afin d'intégrer une certaine flexibilité dès la conception, car cela s'avérera moins coûteux que de les ajouter ultérieurement.

Quels secteurs industriels utilisent des machines d'assemblage automatisées sur mesure ?

L'automatisation sur mesure domine la quasi-totalité des industries produisant en série des biens matériels. Parmi les principaux exemples, citons la fabrication de composants automobiles et de moteurs électriques, de dispositifs médicaux et de consommables médicaux, d'électronique grand public, de dispositifs de protection électrique (disjoncteurs et disjoncteurs de puissance), d'emballages pharmaceutiques et de sous-ensembles utilisés dans la fabrication aérospatiale. En d'autres termes, presque tout produit dont la séquence d'assemblage est répétitive et/ou qui exige un certain niveau de constance en matière de qualité et de durabilité peut être automatisé.

Références

• ATS Automation Tooling Systems Inc. — Leader mondial en matière d'automatisation et d'intégration sur mesure pour les sciences de la vie, les produits pharmaceutiques et les biens de consommation.
• Automatisation Eclipse — Solutions automatisées sur mesure pour les secteurs médical, nucléaire et des transports.
• Arthur G. Russell Co. — Systèmes automatisés d’assemblage et de test à grande vitesse pour dispositifs médicaux à usage unique et produits de consommation.
• Société FANUC — Robotique industrielle, systèmes CNC et solutions d'automatisation d'usine.
• RōBEX — Intégration et automatisation de la robotique pour l'emballage, l'assemblage et la manutention des matériaux.

Mise en service d'un machine d'assemblage automatisée personnalisée L'investissement dans une machine est une décision capitale dont les répercussions se font sentir pendant une décennie, voire plus, au sein d'une entreprise manufacturière. La machine adéquate, conçue par le partenaire idéal, constitue un avantage concurrentiel indéniable : elle réduit les coûts, améliore la qualité et permet d'atteindre un rythme de production difficilement égalable par la concurrence. À l'inverse, une machine inadaptée représente un investissement coûteux et immobilisant un espace inutilisé. La différence réside dans la rigueur du processus de sélection : la clarté du cahier des charges, l'expertise du constructeur et la structure des étapes clés du projet qui encadrent sa construction. Benlong Automation est l'une des entreprises qui garantissent cette rigueur pour le secteur de la fabrication de matériel électrique, en traduisant des décennies de savoir-faire en lignes d'assemblage capables de produire des dispositifs testés et certifiés au rythme exigé par les marchés mondiaux.