Elle favorise l'émergence de nouveaux outils capables d'améliorer la planification stratégique, ainsi que la maintenance et l'optimisation au sein de l'usine de production.
Les normes améliorent la connectivité :
l’IIoT intègre des protocoles de communication machine-à-machine puissants et normalisés. Dans la fabrication de composants électroniques montés en surface (CMS), ces protocoles constituent désormais le socle d’une communication efficace entre les équipements automatisés en ligne et les logiciels d’entreprise, tels que les systèmes MES (Manufacturing Execution System) et les progiciels de gestion intégrée (ERP). Cette évolution est cruciale car, par le passé, l’absence de normes et les coûts et efforts de développement logiciel nécessaires au maintien de la compatibilité ont freiné les perspectives d’une communication sophistiquée entre différents types d’équipements et de systèmes.
Autre avantage : l’évolution des modes de partage de données entre les machines permet désormais aux fournisseurs d’équipements CMS d’améliorer les outils logiciels mis à la disposition des équipes de production. Malgré la tendance générale à une automatisation accrue et à des périodes de production sans surveillance plus longues, la complexité des processus et des équipements CMS – qui requièrent une maintenance et une optimisation fréquentes – souligne l’importance de garantir leur bon fonctionnement.
Connexion des technologies opérationnelles (OT) et des technologies de l'information (IT) :
Principe fondamental de l'Industrie 4.0, la connexion des équipements OT d'une organisation à ses systèmes IT vise à créer un lien transparent entre les équipements de production et les applications qui pilotent l'activité. Ceci permet aux logiciels d'entreprise, tels que les systèmes MES, d'automatiser le contrôle des activités de fabrication, tandis que les données issues des équipements alimentent les applications analytiques qui éclairent la planification stratégique et fournissent les informations nécessaires à l'amélioration continue.
Les technologies IIoT intègrent désormais des protocoles et des API standardisés, tels que JSON (JavaScript Object Notation) et REST (Representational State Transfer), qui facilitent la communication entre les équipements de production et les applications IT. Sans ces plateformes standardisées, la compatibilité entre les équipements et les applications est loin d'être immédiate, nécessitant une collaboration coûteuse et laborieuse entre les équipes de développement logiciel de différentes parties.
Grâce à ces protocoles, les équipements et les applications peuvent partager des données via une interface de communication relativement simple. Le fabricant d'équipements peut créer et maintenir cette interface sans avoir à la personnaliser pour permettre la communication avec des applications logicielles spécifiques. YSUP-LINK, qui fait partie du système d'aide à la production YSUP de Yamaha, en est un exemple. Ce système utilise REST pour permettre aux équipements de montage en surface, tels qu'une imprimante automatisée YSP10 et les dernières machines d'assemblage YRM20 sur une ligne de production, de se connecter à diverses applications MES tierces ou à d'autres applications Industrie 4.0. Il assure également la surveillance et la collecte des informations provenant des équipements de la ligne de production et se connecte au stockage intelligent des composants, tout en prenant en charge l'intégration future avec des équipements et logiciels tiers.
Figure 1. YSUP-LINK exploite des protocoles standard de l'industrie pour connecter l'automatisation de l'usine aux logiciels d'entreprise.
En effet, il fournit une solution de connectivité permettant aux équipements de production d'envoyer des informations d'état au MES, permettant ainsi à ce dernier de surveiller et de gérer automatiquement les activités de fabrication (Figure 2).
Figure 2. YSUP-LINK assure la connectivité nécessaire à la gestion automatique de la production par un MES.
Plusieurs machines comme la YRM20 peuvent se connecter simultanément à cet environnement, permettant à YSUP-LINK d'envoyer des rapports au MES, tels que des mises à jour en temps réel sur l'état des matériaux utilisés sur chaque machine ou des rapports de réapprovisionnement lors du changement de bobines.
Il prend également en charge l'interface SECS/GEM existante, facilitant la communication entre le nouveau logiciel et les équipements tels que l'environnement de traitement des semi-conducteurs, qui utilise des protocoles établis.
D'autre part, en se tournant vers l'avenir, elle est préparée au futur protocole d'échange d'usines connectées IPC-CFX (IPC-2591), qui vise à établir une norme unique pour tous les aspects de la gestion des données et des communications dans les usines numériques.
Amélioration des communications OT :
Le système d’assistance à la production de Yamaha comprend un système d’information sur les matériaux (SIM) qui centralise la gestion des informations relatives aux matériaux et les met à disposition des logiciels de production pour des activités telles que la surveillance des lignes et la vérification/navigation des configurations. Ce système offre des avantages aux équipes de production, notamment des temps de réponse plus rapides aux demandes d’informations sur les bobines et des sauvegardes de données plus rapides.
La gestion est centralisée grâce à la synchronisation en temps réel entre le SIM et les systèmes informatiques de l’entreprise.
Sur le terrain, il est essentiel de veiller à ce que les équipes opérationnelles soient informées de l’état des équipements et de la production et qu’elles soient habilitées à prendre les mesures correctives nécessaires.
Grâce au serveur de transmission, un opérateur travaillant sur une machine peut envoyer simultanément une instruction à toutes les autres machines de la ligne. Toutes les machines peuvent partager des opérations de base telles que le contrôle de fonctionnement et les modifications de programme, tandis que les équipements YRM de dernière génération permettent le partage de fonctionnalités comme le chargement des cartes, l'affichage à l'écran et l'état des machines et des cartes.
De plus, le logiciel YSUP fournit un tableau de bord en temps réel offrant des analyses avancées pour faciliter l'optimisation et le dépannage en temps réel. Cet outil inclut des fonctions analytiques telles que l'analyse des impressions, l'analyse de l'alignement du placement, la prise en charge des processus de vision, l'intégration des coûts de rebut et la génération de rapports améliorés qui facilitent les activités de maintenance et contribuent à améliorer la productivité. Il
intègre également une analyse de la collecte des composants, permettant d'identifier et de corriger les causes profondes des défauts d'assemblage courants. Ce système a déjà donné des résultats remarquables pour certains clients. En affichant simultanément les taux d'erreur d'entraînement par chargeur et par tête d'impression, le tableau de bord aide l'équipe à identifier précisément un problème d'entraînement dû à une défaillance de ruban adhésif, ce qui aurait pu prendre environ 6 heures avec les outils traditionnels. La figure 3 compare les processus de diagnostic des deux approches et montre comment le tableau de bord a réduit le temps de résolution du problème à environ 40 minutes.
Figure 3. Résolution de problèmes basée sur les journaux d'erreurs traditionnels (à gauche) et la nouvelle analyse du tableau de bord (à droite).
De même, un autre client a utilisé les informations du tableau de bord pour réduire de plus de 100 000 le nombre d’erreurs de préparation mensuelles, ce qui représente des économies potentielles de 12 000 $ à 120 000 $ par an en pertes de composants.
Conclusion :
Les technologies IIoT permettent une communication plug-and-play sophistiquée entre les équipements de montage en surface, les logiciels de production et le système d’information de l’entreprise. D’une part, elles constituent le pont tant attendu entre les domaines informatiques et opérationnels de l’entreprise, permettant d’automatiser la gestion de la production et d’accroître l’efficacité. D’autre part, elles jettent les bases de logiciels de production améliorés, offrant une meilleure visibilité aux opérateurs et accélérant le dépannage et l’optimisation des processus afin de maximiser la productivité.
