La personnalisation de masse grâce aux jumeaux numériques

La personnalisation de masse est la symbiose entre des produits hautement personnalisés d'une part - et les avantages de qualité et de production de la production en série d'autre part.

Plus la taille des lots est petite et plus les tâches sont complexes, plus les automatismes performants deviennent indispensables. Les chaînes de temps "Time to Market" et "Time to Customer", c'est-à-dire la marge entre la commande individuelle et la livraison, se croisent au niveau de la fabrication dans la production effective.

L'ERP, le commerce électronique et les configurateurs modernes ont déjà considérablement accéléré les processus de gestion des commandes. Le commerce en ligne et le marché de détail montrent clairement comment une chaîne d'approvisionnement optimisée peut disrupter un segment de marché complet.

Étant donné que les processus réels n'ont pas encore pu être accélérés de manière aussi rapide et élégante que le commerce numérique, les progrès en matière de conception et de fabrication réelle sont encore considérablement à la traîne. En d'autres termes : un potentiel extraordinaire sommeille ici !

Pour les nouveaux composants, la construction se concentre traditionnellement sur la fonction et le design. Il est rare que les considérations relatives à la productibilité soient prises en compte dès le départ. C'est pourtant là que se cachent les pires gaspillages de temps.

Combien de fois le shop floor est-il laissé seul face à des questions existentielles, par exemple comment insérer l'assemblage dans la machine ou comment atteindre raisonnablement les trous de perçage avec une tête de perçage angulaire ? Les retours d'information et les boucles de rétroaction qui en résultent coûtent du temps et des ressources.

Pour la personnalisation de masse, le processus doit être constitué de boucles de contrôle flexibles et itératives. Sans une répartition intelligente des différentes étapes du processus et un retour continu des données à tous les niveaux de fabrication, rien n'est possible.

Une gestion efficace des données, de sorte que chaque processus reçoive exactement les données dont il a besoin, est essentielle. Si l'on veut réduire le temps de mise sur le marché, c'est ici qu'il faut agir. Les jumeaux numériques des installations, avec intégration SAP et connexion aux systèmes de CAO, ont fait leurs preuves en tant que concept viable.

Un nouveau produit est conçu, simulé et, dans un premier temps, produit virtuellement avec tous les détails. Le code de programmation des robots et des machines est généré numériquement à partir des données CAO, puis chargé sur les systèmes de commande virtuels où il est validé (Software-in-the-Loop).

La représentation fidèle à la réalité reflète exactement les problèmes et les modifications - mais beaucoup plus rapidement et sans interrompre la production en cours. Chaque modification et chaque nouvelle variante sont d'abord testées virtuellement sur le jumeau numérique.

Ensuite, on couple l'installation réelle au jumeau numérique (Hardware-in-the-Loop) et on injecte les nouveaux programmes directement dans les machines et les robots de la chaîne de processus.

La tendance à des produits de plus en plus individualisés entraîne une augmentation des variantes de produits et une diminution du nombre de pièces. L'utilisation d'applications robotisées va donc augmenter continuellement et concerner en particulier les petites tailles de lots jusqu'à la fabrication de pièces uniques.

Dans une production numérique de bout en bout, il n'est plus important de savoir si un processus implique l'impression, la séparation, l'assemblage ou le transport de matériaux. De même qu'il n'y a plus de différence si cette étape du processus est exécutée par une machine ou un robot.

Dans la fabrication additive, c'est-à-dire l'impression 3D industrielle, différents jumeaux numériques peuvent rendre de précieux services. La structure bionique et les structures en treillis dites "Lattice" permettent de concevoir des produits d'un tout nouveau genre. Il en résulte des composants extrêmement légers et très résistants.

Dans le contexte de l'impression 3D métallique, la fabrication hybride signifie la combinaison intégrative de procédés de fabrication additifs et soustractifs. Les pièces imprimées sont ensuite usinées et affinées mécaniquement, par exemple par fraisage, taraudage ou polissage.

On intègre alors généralement des données et des techniques d'installation très hétérogènes. L'approche hybride consiste à compléter judicieusement les avantages des deux méthodes tout en compensant leurs inconvénients respectifs.