La 4e révolution industrielle au service de la maîtrise sub-micrométrique

L’expression Industrie 4.0 est née de la réflexion d’un consortium d’industriels, d’académiques et de politiques allemands. Depuis sa première utilisation à la Hannover Messe en 2011, c’est la course aux informations, à la récolte de données en masse, à la mise en ligne des machines, au stockage à distance dans des nuages de serveurs, à la prise de décisions automatiques par des réseaux de neurones et à l’auto-organisation des flux de production. Dans le modèle américain, c’est la course aux innovations «disruptives», auxstart-ups, aux spin-offs, aux incubateurs, dont le but est avant tout de lever des fonds par dizaines de millions mais sans réel objectif de création de valeur par une commercialisation de produits  industriels. Mais est-ce vraiment ces nouvelles tendances qui apporteront une vraie valeur ajoutée aux entreprises suisses et plus particulièrement à l’industrie horlogère avec ses spécificités qui la rendent unique au monde ?

Si le choix de l’expression 4e révolution et son existence même sont questionnables  à cause du recul temporel insuffisant, la volonté de mesurer des indicateurs pour piloter les procédés de production horlogers en boucles fermées, celle d’optimiser les flux de production pour gagner en flexibilité et en temps de passage ou celle de mettre en œuvre une démarche idoine pour améliorer l’efficacité des productions horlogères sont justifiées. La maîtrise des procédés de production horlogers est un réel défi auquel les ingénieurs doivent s’attaquer. La remontée et l’analyse de quelques indicateurs bien choisis et statistiquement significatifs des fonctions à réaliser peuvent permettre des avancées significatives dans la maîtrise des performances, de la qualité et donc des coûts.

La 4e révolution industrielle va forcément provoquer des changements culturels dans les approches pour atteindre l’optimum de l’efficacité des productions horlogères. L’introduction de l’analyse fonctionnelle systématique, de la cotation fonctionnelle, du tolérancement centré, de la mesure de moyennes et du réglage en boucle fermée des moyens de production pilotés par le décentrage en sont autant d’exemples. Les  innovations apportées tant dans la démarche que dans les moyens de mesure permettent un changement de paradigme. Il est désormais possible de produire des pièces bonnes du premier coup sans pièce de réglage et donc de répondre efficacement aux exigences d’une production faite de petites tailles de lot.

C’est dans le domaine particulier de la mesure microtechnique dédiée à la production horlogère que les ingénieurs ont travaillé pour provoquer ce changement de paradigme. En effet, les récents progrès des technologies et des techniques permettent d’obtenir des dispersions de mesure inférieures au micromètre dans des environnements de production. Lors de la mesure du résultat d’une opération de production, seule la dispersion totale est accessible. Pour obtenir la dispersion des moyens de production, qui intéresse, une caractérisation de la dispersion du moyen de  mesure  est  nécessaire, p. ex. par un essai de répétabilité et de reproductibilité en appliquant la méthode dite du range. Ainsi, la mesure d’une même pièce plusieurs fois par un même opérateur permet de quantifier la répétabilité du moyen de mesure, tandis que la mesure d’une même pièce par plusieurs opérateurs permet de quantifier la reproductibilité de celui-ci. Le biais constant, ou offset en anglais, est une erreur de justesse facilement corrigeable par une simple soustraction de ce biais aux valeurs mesurées. En comparant les résultats pour trois moyens de mesure utilisés habituellement pour le réglage des machines de production avec la précision (sub-)micrométrique recherchée, l’inadéquation des jauges, des palpeurs et des systèmes de vision industriels conventionnels est mise en évidence.

Un Groupe d’Ingénierie Horlogère a analysé les causes de dispersions des moyens de mesure et a développé un banc de mesure dimensionnelle multi-capteurs utilisable dans un environnement de production pour le réglage des machines. Le point de démarcation de cet instrument est la combinaison des bonnes propriétés d’une mesure par caméra industrielle, p. ex. pour la mesure précise et répétable des entre-axes, avec celles d’un capteur de position haute résolution, par exemple pour la mesure des hauteurs relatives. Les performances de ce banc, d’au moins un ordre de grandeur meilleures et avec un coût concurrentiel par rapport à des solutions existantes sur le marché, en font un excellent démonstrateur du changement de paradigme dans le domaine des moyens de mesure en production.

Il est donc désormais possible de mesurer des cotes de quelques millimètres avec une erreur de justesse et une répétabilité inférieures au micromètre et ce, même dans un environnement de production.

Source : BD Chrono de la SSC

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