Exploiter les données pour une chaîne d'approvisionnement connectée

Le monde de la fabrication d'aujourd'hui continue de croître et de se diversifier, et les individus au sein de l'industrie travaillent à élargir son horizon. Les organisations qui cherchent à améliorer la productivité, à réduire les coûts ou à construire un meilleur piège à souris se tournent vers la fabrication intelligente ou l'industrie 4.0 comme moyen potentiel d'atteindre ces objectifs.

Qu'y a-t-il au cœur des techniques de fabrication les plus intelligentes ? Données. C'est la puissance et le carburant qui permettent à une organisation d'atteindre son objectif.

À cette fin, America Makes a lancé AMNOW en 2019 en collaboration avec le National Center for Defense Manufacturing (NCDMM) pour établir une chaîne d'approvisionnement de fabrication numérique robuste pour soutenir la préparation de l'armée. Le programme s'est depuis étendu à un éventail d'industries et d'organisations, avec pour mission d'établir et de démontrer la valeur d'une chaîne d'approvisionnement connectée numériquement et la capacité d'extraire des données du processus de fabrication.

Le programme apporte de la valeur aux fabricants et à leurs clients. Pour le fabricant, la disponibilité des informations de processus en temps réel ouvre la porte à tous les avantages attendus de la fabrication intelligente. Pour le client, l'accès aux données de processus de fabrication permet une plus grande confiance dans le fait que les pièces fonctionneront comme prévu. De plus, une organisation qui peut collecter et fournir des données de processus de fabrication en tant que produit livrable avec son matériel aura un avantage commercial significatif sur ses concurrents.

AMNOW interagit directement avec les membres de la chaîne d'approvisionnement, aidant chaque organisation à comprendre la puissance des données et à qualifier quelles données étaient déjà à leur portée. La prochaine étape consiste à marcher avec eux dans le domaine de la fabrication intelligente. Pour ce faire, l'équipe fournit à chaque fournisseur un accès à un appareil de l'Internet industriel des objets (IIoT) conçu pour recueillir des données sur les processus de fabrication à partir de leur environnement de production.

Dans les projets précédents, des vitesses et des flux simples étaient rassemblés, mais ce n'était que le début. Aujourd'hui, la consommation d'énergie, l'environnement, les vibrations, les vibrations, l'humidité, la température du processus et tout ce qui pourrait affecter les résultats étaient surveillés en temps réel. Les données en main, le fournisseur pourrait alors les stocker pour une interrogation ultérieure ou fournir ces mêmes données dans le cadre d'un package livrable au client.

Avant d'interagir avec l'AMNOW, la plupart des fournisseurs pensaient recueillir des informations sur leurs processus. Mais cette activité n'était pas complète, complétée sporadiquement et/ou conservée par un seul membre de l'équipe qui est alors devenu un point de défaillance unique. De plus, il y avait une capacité minimale à stocker et à analyser les données, sans parler de les utiliser pour améliorer l'efficacité des systèmes. Cette dernière partie est essentielle, car les données doivent non seulement être collectées mais également rendues réutilisables pour fournir une valeur réelle.

La collecte de données présente un autre avantage important pour une organisation qui a été démontré à maintes reprises dans le cadre du programme AMNOW : c'est un catalyseur qui peut être utilisé pour justifier le changement et remettre en question l'idée que "c'est ainsi que nous l'avons toujours fait". Ce défi peut être difficile à surmonter, en particulier lorsque de jeunes ingénieurs et opérateurs sont amenés dans un environnement de fabrication. De nouvelles idées et une nouvelle perspective peuvent être soutenues par des données concrètes pour conduire la transformation, même au sein des processus les plus inébranlables.

Une fois que le programme a démontré sa capacité à collecter des données sur les processus, l'étape suivante consistait à valider comment il pouvait améliorer l'efficacité opérationnelle. Plusieurs fournisseurs participant au programme AMNOW ont pu rapidement exploiter les informations collectées pour apporter des modifications simples qui ont immédiatement porté leurs fruits.

Par exemple, un fournisseur a découvert que le simple fait d'échelonner ses activités de réapprovisionnement d'outillage sur deux lignes de production permettait une économie immédiate de 15 %. Une autre organisation a compris l'intérêt de surveiller à distance les températures des petits bains liquides au lieu de placer un opérateur dans la pièce pendant le processus. Une autre société encore a trouvé utile de suivre à distance le poids d'une station de remplissage de tubes et de fournir cette information à l'opérateur ; il a permis à l'opérateur d'ajuster la ligne selon les besoins pour assurer un remplissage précis et constant du produit, réduisant ainsi les déchets et les temps d'arrêt.

La surveillance externe des machines n'est qu'un des moyens utilisés par le programme AMNOW pour collecter des données. Les machines de fabrication additive et avancée produisent et collectent automatiquement une montagne de données de processus. Le programme AMNOW peut aider à puiser dans ce magasin de données à bord des machines et à le fournir à l'opérateur en temps réel, mais cela nécessite souvent la création d'interfaces entre le dispositif périphérique IIoT et le contrôleur de la machine. Pour certaines machines, le processus est aussi simple que d'activer un protocole. D'autres nécessitent l'installation d'une interface par le fabricant d'équipement d'origine (OEM). Comme pour tous les systèmes, certains sont plus matures que d'autres. Une partie de la mission du programme AMNOW est de ramener ce besoin vers la communauté OEM et de faire pression pour de nouvelles avancées d'interface.

Il est également essentiel que les informations sur les expériences réussies soient recueillies pour démontrer la valeur de l'approche, puis partagées par ceux qui ont vécu ces histoires de fabrication et qui ont peut-être vu leurs croyances dans les processus internes remises en question. Et une fois mise au défi, l'organisation doit permettre à ces équipes de mettre en œuvre les efficacités opérationnelles qui peuvent leur avoir fait allusion. Voici quelques exemples de la manière dont le programme AMNOW a rendu cela possible, chacun d'entre eux offrant des avantages liés à des connexions étendues, à une commercialisation améliorée et à une collecte de données améliorée.

Basée à Dallas, Allegheny Technologies Inc. (ATI) est une société mondiale de matériaux spécialisés de 4,1 milliards de dollars dotée d'une solide chaîne d'approvisionnement intégrée verticalement capable de produire des alliages, des formes et des composants finis capables de résister à des températures extrêmes, à la corrosion et aux contraintes.

La combinaison de l'offre de technologie de fabrication avancée d'ATI avec des processus de fabrication et d'usinage traditionnels a fait de l'entreprise un partenaire idéal pour l'AMNOW. ATI fait partie du programme depuis septembre 2020.

Dans le cadre du programme, AMNOW a aidé ATI à s'engager avec de nouveaux post-processeurs et d'autres membres de la chaîne d'approvisionnement. Ce réseau élargi de fournisseurs a donné à l'entreprise une flexibilité accrue pour répondre aux besoins des clients. ATI a également utilisé sa participation à AMNOW pour promouvoir ses capacités à répondre aux besoins du DOD.

De plus, le programme AMNOW a fourni un dispositif IoT pour la collecte automatisée des données de processus. L'expérience d'ATI dans l'utilisation de l'appareil a suscité l'intérêt pour la manière dont les employés peuvent exploiter les données en interne pour un meilleur contrôle et une meilleure performance des processus. Le résultat est une augmentation attendue de l'efficacité et une diminution des coûts de production globaux.

Entreprise détenue par ses employés, Penn United Technologies a été fondée en 1971 sous la forme d'un petit atelier d'outillage et de matrices près de Saxonburg, en Pennsylvanie. L'entreprise est passée d'un atelier à service unique à une opération de fabrication de haute technologie avec plus de 700 employés/propriétaires offrant une grande variété de solutions de fabrication. L'entreprise fait partie du programme AMNOW depuis février 2020.

Penn United a élargi ses capacités matérielles avec deux alliages supplémentaires d'aluminium et d'inconel, des matériaux que la société n'avait pas utilisés avant son implication dans l'AMNOW. L'expérience a également ouvert la voie à l'expansion vers le titane.

Penn United avait mis en place un solide processus interne de développement de paramètres additifs avant de s'impliquer dans l'AMNOW. Grâce à l'exécution du projet AMNOW, la société a démontré et validé davantage ce processus.

AMNOW exige que les données de processus soient collectées dans le cadre d'un livrable numérique, et a donc fourni un dispositif IoT qui permet la collecte automatisée de données. L'utilisation de cet appareil pour capturer plus efficacement les données a aidé Penn United à mieux comprendre son processus AM et à améliorer sa capacité à prévenir ou à corriger les problèmes de processus.

Product Evaluation Systems Inc. (PES) est un laboratoire d'essais indépendant à service complet. Son laboratoire de Latrobe, en Pennsylvanie, abrite des installations d'essais mécaniques, chimiques, non destructifs et métallurgiques, ainsi qu'un atelier d'usinage bien équipé.

L'entreprise fait partie du programme AMNOW depuis août 2019, après avoir participé au processus pilote d'évaluation des fournisseurs. Depuis lors, PES a réalisé plus de 2 300 tests de coupons à l'appui des projets d'intégration et de démonstration des participants.

AMNOW a donné à PES l'opportunité d'établir de nouvelles relations basées sur la clientèle grâce à un article publié qui présentait ses services de test sur des pièces ayant subi une opération de test en vol exemplaire du matériel de l'armée américaine. PES a intégré ces pratiques pour améliorer ses offres commerciales.

La participation a permis à PES de s'étendre au-delà des services traditionnels en exerçant toutes ses capacités au sein d'un seul projet. Cette exécution complète a également fourni au personnel une exposition plus approfondie aux tests de pièces AM.

Fournisseur de programmes éducatifs, d'équipements et de services d'assistance avec une équipe de 10 personnes, Vista AST LLC conçoit et fabrique des imprimantes 3D de bureau à filament fusionné et des technologies connexes spécifiquement pour l'éducation et le développement de la main-d'œuvre. La combinaison de l'offre de technologie AM de Vista AST avec des services d'assistance expérimentés a fait de la société basée à Youngstown, dans l'Ohio, l'un des premiers partenaires fournisseurs d'AMNOW.

De plus, la société affiliée de Vista AST, AST2, est un entrepreneur certifié 8a fournissant des services exclusivement au gouvernement américain. L'entreprise fait partie d'AMNOW depuis mars 2020.

AMNOW a permis à Vista AST d'établir de nouvelles relations avec une installation d'essais et de recherche. Ce réseau de fournisseurs étendu offre à Vista AST une flexibilité accrue pour répondre aux besoins des clients.

Vista AST a élargi et optimisé ses capacités matérielles avec un polymère supplémentaire qui n'avait pas été utilisé auparavant avant son implication dans l'AMNOW. Cela a également conduit à une capacité accrue en matière de communication des spécifications des matières premières.

La participation au programme AMNOW a amélioré les processus de qualité d'impression de Vista. Cela inclut une compréhension élevée des caractéristiques des matériaux avec des normes de contrôle de la qualité pour les futurs clients et projets commerciaux.

Pour plus d'informations sur AMNOW et sur la façon dont votre entreprise peut participer, veuillez appeler l'équipe du programme America Makes au 330-622-4299 ou visitez https://www.americamakes.us/amnow-successes ; pour plus d'informations sur le NCDMM, visitez https://www.ncdmm.org.

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