Depuis plus d’un siècle, le tapis roulant donne le ton à la production automobile. Maintenant, il atteint de plus en plus ses limites. De nombreux dérivés et possibilités individualisées rendent les véhicules de plus en plus variés. Les processus et les composants des systèmes d’assemblage sont de plus en plus variables. Dans un processus rigide et séquentiel, cette complexité est de plus en plus difficile à maîtriser. C’est pourquoi Audi présente le premier système d’assemblage modulaire au monde dans l’industrie automobile en tant que forme d’organisation nouvelle et complémentaire. Les ouvriers assemblent les composants sur des « îlots de production » indépendamment du temps de cycle. De plus, en raison de la grande variabilité des composants, des véhicules à guidage automatique (AGV) fournissent aux stations les matériaux nécessaires conformément au principe de la marchandise à la personne.
La complexité croissante des produits et de la demande modifie les exigences de production. Elle doit s’adapter avec toujours plus de flexibilité aux besoins spécifiques des clients, aux évolutions du marché à court terme et aux enjeux de durabilité. Il est de plus en plus difficile de faire correspondre un ensemble de bande transporteuse conventionnel à cette complexité. Cette façon de faire est basée sur un principe de temps de cycle uniforme pour chaque produit à chaque lieu de travail dans une séquence fixe. En revanche, l’assemblage modulaire fonctionne sans ceinture ni rythme de travail uniforme.
Au lieu d’un tapis roulant rigide, les procédures dynamiques se déplacent avec une séquence variable de stations et des temps de traitement dépendant des variantes (tapis roulant virtuel). En vue de l’application en série ultérieure, l’équipe du chef de projet Wolfgang Kern du laboratoire de production d’Audi met en œuvre ce concept dans le pré-assemblage des panneaux de porte intérieurs à l’usine d’Ingolstadt. « L’assemblage modulaire est l’une de nos réponses aux futures exigences de production », déclare Gerd Walker, membre du conseil d’administration d’Audi pour la production et la logistique. « Nous utilisons la technologie numérique à dessein pour le bénéfice de nos employés, tout en réalisant un assemblage plus flexible et efficace », ajoute Walker. « En même temps, ce projet est un excellent exemple de notre culture d’innovation ouverte, où nous développons une production en réseau dans des équipes agiles. Dans le projet pilote, les experts confirment la faisabilité, d’une part, et le potentiel de l’assemblage modulaire, d’autre part, tout en forgeant simultanément une expertise supplémentaire.
L’un des principaux avantages du système flexible est qu’Audi peut employer des personnes qui ne peuvent plus travailler sur la ligne en raison de limitations physiques. « Nous sommes en mesure d’adapter l’environnement de travail à leurs conditions, ce qui n’est actuellement possible que de manière très limitée sur le tapis roulant », déclare Kern. « Nous utilisons une automatisation plus flexible dans le processus de production afin d’alléger le fardeau des personnes. » Grâce au temps de traitement dépendant des variantes au lieu d’un cycle uniforme, tous les employés bénéficient d’une charge de travail plus légère. Cela permet une adaptation ergonomique aux besoins individuels.
La logique de guidage garantit la flexibilité
En mode test, les tâches ne suivent plus une séquence uniforme. Au lieu de cela, ils sont structurés pour répondre à des besoins particuliers. Les véhicules à guidage automatique (AGV) amènent les panneaux de porte directement au poste où les composants doivent être assemblés. Par exemple, des ensembles d’éclairage sont installés avec des câbles et des éléments d’éclairage dans une station. En conséquence, les travaux qui n’ont pas de package léger contournent cette station. A un autre poste, un ouvrier assemble l’ensemble du store pare-soleil disponible en option pour les portes arrière. En raison de son rythme prédéfini, au niveau du tapis roulant, cette tâche devrait être répartie entre deux ou trois ouvriers, ce qui est inefficace et peut compromettre la qualité. Si les travaux s’accumulent à une station, les AGV conduisent le produit à la prochaine station requise avec le moins de temps d’attente possible. De plus, la configuration des espaces de travail est contrôlée et ajustée cycliquement. « Par rapport à la façon dont les choses sont organisées aujourd’hui, la flexibilité avec la logique de guidage sous-jacente est une avancée essentielle », souligne Kern. Contrairement à une bande transporteuse, les stations individuelles et le système de production modulaire ne sont pas conçus pour une demande stable (point de fonctionnement optimal). Au lieu de cela, ils peuvent être exploités efficacement dans un spectre particulier (plage de fonctionnement optimale).
Les processus logistiques et de qualité peuvent être efficacement intégrés
Là où la variabilité des composants est élevée, le principe du produit à la personne est la solution. Par exemple, les AGV apportent les bons types de faisceaux de câbles pour les panneaux de porte aux travailleurs qui prennent ensuite les pièces dont ils ont besoin. Les autres pièces identiques reviennent en position d’attente, car généralement une variante de composant différente sera nécessaire pour le panneau de porte suivant. La fourniture de pièces triées via des AGV rend la séparation en amont superflue. Les véhicules sont localisés au centimètre près via un réseau radio. Un ordinateur central pilote les AGV. De plus, l’inspection par caméra peut également être intégrée dans le processus de qualité. Les irrégularités peuvent ainsi être gérées plus rapidement et plus facilement que sur un tapis roulant. Cela permet d’éviter une main-d’œuvre supplémentaire imprévue. « Nous combinons le degré élevé de division du travail de la bande transporteuse avec un regard holistique sur les principes lean et les nouvelles possibilités qu’offrent les systèmes de production cyber-physiques », explique Kern.
Augmentation de la productivité d’environ 20 %
Le pilote de série produit des informations précieuses et permet aux ingénieurs de dériver des applications en série. « En réduisant le temps de production grâce à une orientation vers la création de valeur et l’autogestion, nous sommes en mesure d’augmenter la productivité d’environ 20 % », déclare Kern. La prochaine étape pour le chef de projet Kern et son équipe consiste à intégrer l’assemblage modulaire à plus grande échelle dans le pré-assemblage. C’est là que nous trouvons une variabilité et une dynamique élevées qui peuvent être gérées plus efficacement qu’il n’est actuellement possible. « La déconnexion des stations permet de reprogrammer les choses sans trop d’effort », explique Kern. Grâce au matériel flexible et aux véhicules guidés automatisés, il arrive souvent que seul le logiciel doive être ajusté. Les stations peuvent être adaptées aux produits et à la demande plus facilement que sur un tapis roulant interconnecté.
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