Programmation hors ligne

Un processus basé sur un logiciel destiné aux programmes de robot prêts pour la production : Exploiter de nouveaux potentiels pour l'excellence et l'efficacité de la fabrication

La création de programmes de robot prêts à la production dans un environnement de simulation virtuelle permet un gain de temps pouvant aller jusqu’à 80 % et impacte positivement l’efficacité de l’usine dans son ensemble. Réussir à intégrer la programmation hors ligne aux processus de production et d’exploitation existants garantit en outre à l’entreprise productrice un gain de productivité et de flexibilité tout en lui ouvrant de nouvelles possibilités techniques de fabrication.

Business potential

Intérêt commercial de la programmation hors ligne

Le processus numérique de programmation hors ligne stimule et renforce l’efficacité des investissements dans l’automatisation, car il garantit aux entreprises l’accès au plein potentiel de performance de leurs installations.

Le programme de robot est développé hors ligne dans un environnement logiciel sur PC. Le processus de production en cours n’est donc pas interrompu et la cellule robotisée reste productive.

Travaillant dans un environnement de simulation en 3D, les programmeurs hors ligne produisent des résultats beaucoup plus rapidement que dans le cas d'une programmation manuelle. Il rend ainsi possibles des objectifs de production exigeants, même pour des lots de petite taille et un plus grand nombre de variantes produits.

Le logiciel peut également apporter son assistance via des optimisations semi-autonomes et mobiliser l’intelligence artificielle. Ces caractéristiques de la programmation hors ligne et bien d’autres permettent aux entreprises de mettre en œuvre des processus de production innovants et plus complexes.

La réussite de l’intégration de cette procédure dans les processus en amont et en aval de la création du produit aura d’autres retombées positives pour l’entreprise, notamment en augmentant le rendement des données, en améliorant l’efficacité du travail et la qualité de la coopération.

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Programmation hors ligne de robots : approche et définition

Pour pouvoir évaluer l'impact de la programmation hors ligne sur la création de valeur, il faut d'abord définir le processus. En guise d'introduction, voici le scénario en bref : pour qu'une cellule de production puisse lancer un ordre de production, le ou les robots doivent au préalable avoir été programmés à partir des données relatives aux composants et connaître les étapes de fabrication requises. Cette étape peut être réalisée manuellement : lors de l’apprentissage ou de la programmation, le collaborateur ou la collaboratrice peut réaliser manuellement cette tâche via une interface directement connectée au robot.

Avec la programmation hors ligne, l’approche est différente : on a recours à une simulation numérique de l’installation. Dans l’environnement virtuel d'un logiciel, un programme de robot est créé pour le résultat d'usinage souhaité, avec une certaine qualité de fabrication, dans un laps de temps défini et en conformité avec la sécurité opérationnelle requise.

La programmation hors ligne consiste à créer des programmes de robot prêts à la production pouvant être directement téléchargés dans l'installation et utilisés immédiatement pour la production.

La programmation hors ligne (PHL) en quelques mots :

Création d’un programme de robot à partir d’une simulation 3D de la cellule de production réelle
Résolution de tâches d'optimisation combinées à l’aide du logiciel PHL : temps de cycle, qualité de fabrication, mouvements et coordination des robots, pose de dispositifs, garantie d’accessibilité
Test des différents scénarios dans un environnement sûr et contrôlé
Aucune interruption de l’ordre de la cellule de production réelle jusqu’au démarrage du nouveau programme de robot

En quoi la programmation hors ligne de robots est-elle essentielle aux entreprises ?

Sécurisation des investissements dans l’automatisation

La programmation hors ligne garantit une performance optimale des robots de votre parc de machines, dans le cadre d'une utilisation continue pour exécuter des tâches de production complexes. Vous sécurisez ainsi vos investissements.

Production porteuse d’avenir

Adaptez votre chaîne de production à la fabrication de pointe et aux nouvelles techniques de production. La programmation hors ligne permet à votre équipe de relever des défis de programmation uniquement possibles dans un environnement de simulation. Vous faites aussi par là un pas de plus vers la production à assistance numérique continue.

Résilience et agilité sur le marché

L'ordre en cours n’est pas terminé que le nouveau est déjà en préparation et peut ainsi être effectué directement à la suite. La programmation hors ligne vous permet d’être proactifs et de réagir rapidement. Les limites de coûts et les échéances peuvent être programmées et observées de manière fiable.

Conseils personnalisés

Création de valeur

Valeur ajoutée de la PHL dans le processus de fabrication de produit

Efficacité de l’utilisation des données

La programmation hors ligne est essentiellement une numérisation des processus qui permet une augmentation correspondante de la valeur ajoutée dans le processus de fabrication du produit.

Voici quelques avantages d'une utilisation efficace des données. La définition du processus s’effectue directement sur le modèle en 3D, ce qui réduit considérablement le besoin en schémas de fabrication chronophages (1 à 2 jours par schéma de fabrication en moyenne). Cette approche permet en outre d’éviter les pertes de données, les redondances et les incohérences. Si l’entreprise a déjà établi un concept 3D-Master d’envergure, certaines zones d'usinage comme les joints de soudure et les contours de découpe peuvent être directement reprises à partir du composant.

La PHL contribue à une production sans papier : les paramètres des processus et les valeurs technologiques sont enregistrés dans le logiciel. Étant donné que l’ensemble du processus est numérique, la documentation de la programmation peut également être affichée d'un simple clic. Un avantage non négligeable pour les audits !

La possibilité de charger les programmations créées au préalable dans le logiciel les rend ainsi bien évidemment réutilisables. Les collaborateurs peuvent s’appuyer sur cette base pour progresser, éventuellement avec le concours futur de l’IA.

Amélioration des conditions de travail et de l’efficacité du travail

La programmation hors ligne fait partie des technologies qui réduit directement la charge de travail de vos collaborateurs. Ils n'ont plus besoin de rester des jours durant à programmer la machine sous pression et peuvent élaborer rapidement le nouveau programme de robot sur PC alors même que le robot est encore en fonctionnement. Le logiciel PHL les aide non seulement grâce au champ de vision à 360 degrés de la simulation,, mais également, en fonction de sa conception et du degré d'intégration, avec des règles et des fonctionnalités basées sur la technologie permettant la génération semi-autonome de séquences au moyen de règles et de fonctions liées à la technologie pour la génération semi-automatique de flux de travail (par exemple, mouvements optimaux d'approche et d’arrêt).

D'un point de vue commercial, il s'agit d'un atout majeur dans un contexte de pénurie généralisée de main-d'œuvre qualifiée : l’utilisation de paramètres et méthodes standardisés permet au personnel ne disposant pas de connaissances spécifiques d'obtenir rapidement de bons résultats. Le savoir est enregistré dans les systèmes et non plus seulement dans les cerveaux, le mettant à portée de clic. C’est également un atout pour les projets internationaux réunissant des collaborateurs de différents pays.

Combinaison des effets de processus connexes

La création d'un programme de robot est liée à de nombreux autres processus impliqués dans la fabrication de produits et, dans cette mesure, la programmation hors ligne a donc évidemment un impact plus large.
L'utilisation précoce d’un environnement de simulation permet par exemple de prendre de meilleures décisions et d’améliorer la flexibilité de planification :

Le contrôle d’accessibilité dans l’environnement de simulation donne des informations sur la possibilité de fabrication d'une pièce sur l'installation prévue.
Les analyses géométriques des zones d’usinage permettent une estimation des durées de processus probables.
La dissociation de la planification des processus et de la préparation à la mise en service physique améliore la flexibilité dans la planification globale des tâches.
La possibilité de programmer les robots de plusieurs fabricants avec le logiciel de PHL offre plus de flexibilité dans l’affectation des collaborateurs.
Les résultats de la simulation 3D améliorent l’efficacité lors de la fabrication du dispositif, jusqu’à trouver des solutions sans l'intervention du département de conception.

L’environnement virtuel de simulation 3D, un espace d’innovation

La programmation hors ligne ouvre un large champ d’expérimentation pour la recherche du meilleur programme de robot. L’espace virtuel offre une vue panoramique et des perspectives impossibles dans la réalité. Les manipulations de déplacement peuvent être effectuées directement et sans risque pour les personnes ou la machine. On peut ainsi trouver la meilleure solution à de nombreux processus en procédant par tâtonnements.

Cela signifie une liberté d'essai et permet d'obtenir très rapidement des résultats. La programmation manuelle, qui durait plusieurs jours, est maintenant réduite à quelques heures. Les propriétés décrites rendent également les procédés de fabrication les plus complexes réalisables.

Si la maturité numérique est suffisante, le potentiel de ce dispositif d’essai virtuel pourra encore être amélioré. Dans ce cas, la programmation hors ligne deviendra le jumeau numérique parfait de l'unité de production.

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Transformation

Axes de transformation

Quelles sont les conditions préalables ?

Il faut d’abord vérifier si les installations robotisées existantes sont prêtes à la programmation hors ligne. Cette étape nécessite un étalonnage garantissant qu'il n’y a aucune différence entre la simulation et l'installation réelle. En outre, les données du composant doivent être disponibles dans le logiciel de CAO en 3D. Il est avantageux pour l'entreprise d'utiliser un 3D-Master, qui garantit un échange de données constant entre le développement et la production.

Le rôle transformation de la programmation hors ligne

Étalonnage de l'installation robotisée
Connectivité numérique continue entre le département fabrication et le département développement

Comment adapter le processus ?

La mise en œuvre d'un processus de la PHL implique des changements qu’il s’agit de gérer. Davantage d'informations concernant les tâches de planification sont générées plus tôt dans le processus. Les procédures standard seront modifiées et la coopération entre les différents départements sera repensée. L’automatisation d'une étape de fabrication jusque-là manuelle implique un changement radical de l'ordre d’assemblage, de la planification des processus et des capacités, des étapes de fabrication, etc.

Ces changements permettent dans tous les cas un agencement plus efficace des processus et une meilleure utilisation des données. La première étape consiste à établir un processus stable offrant un potentiel intéressant de réduction des coûts et des délais. On s’appuiera dans un second temps sur cette base pour aborder la continuité avec la conception, avec la fabrication de dispositifs d'une part et avec la production et la documentation des processus d’autre part, pour exploiter d’autres bénéfices potentiels.

Tous ces changements de technologie et de processus devront être compris par les collaborateurs, la formation et le renforcement des compétences sont donc indispensables.

Conseils personnalisés

Comment adapter la technologie et le système informatique ?

La mise en œuvre de la programmation hors ligne doit tenir compte des installations, procédés, technologies et standards existants. Pour garantir une intégration parfaite de la programmation hors ligne au processus d’exploitation, il faut prendre en compte l’environnement de production ainsi que les processus en amont et en aval. L’essentiel est l’adéquation du logiciel choisi au type de fabrication, à l’état du parc de machines et au modèle commercial (fabrication en sous-traitance, fabrication à la commande ou en série).

Solutions

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Niveau suivant

Une production en phase avec son temps

Votre département fabrication a pour objectif de fabriquer des produits et non pas des programmes de robot. La programmation hors ligne est ici un atout, car elle permet un agencement très efficace des étapes menant au programme de robot prêt à la production et offre de nouvelles possibilités de fabrication de produits innovants qui répondent aux souhaits des clients.

En choisissant ce processus numérique, vous investissez dans une amélioration continue de la qualité de vos produits, de votre production et des différentes séquences, ce qui accroît en retour la satisfaction client et votre résultat d’exploitation.

La programmation hors ligne est un jalon dans l’amélioration numérique de la production. Cette étape s'inscrit dans le cadre de concepts d'utilisation intégrée des données tout au long du cycle de vie du produit, comme le jumeau numérique.

Cela montre bien qu'il est urgent de repenser les processus de programmation.

Promouvoir la numérisation

En mettant en œuvre la PHL, les entreprises améliorent leur maturité numérique en matière de production, permettant ainsi une optimisation des processus, une augmentation de la productivité, un gain de temps et une réduction considérable des coûts.

Une position d’avenir

La PHL participe à la mise en place d'une gestion entièrement numérique du cycle de vie des produits et permet des innovations efficaces également plus faciles à mettre en œuvre pour des non-spécialistes ou de nouveaux collaborateurs.