1 194 heures économisées !

La mesure des pièces en machine avec le logiciel m&h 3D Form Inspect a permis à la société Peugeot PSA, à Mulhouse, d’économiser 1 194 heures de fabrication par an. Ce qui correspond à une économie de 78 000 euros pour un processus de fabrication plus rapide et de meilleure qualité. La capacité de production ainsi économisée n’est même pas prise en compte. Mention : à renouveler.

Dans l’usine de Mulhouse située en Alsace, non loin de la frontière allemande, le groupe PSA possède un site de construction de véhicules et de composants vendus sous les marques Peugeot et Citroën. Un grand site de fabrication possédant sa propre sortie d’autoroute laisse deviner qu’on y produit un gros volume de pièces et que le process de production doit être aussi peu dérangé que possible. Outre la production proprement dite, cela concerne également l’outillage où sont fabriqués, entre autres, des outils et matrices complets pour fabriquer et perfectionner des composants de voitures moulés et emboutis, tels que des bielles ou les composants de trains de roulement pour véhicules. La fabrication d’outils, en lots de 10 unités en moyenne et avec répétitions régulières dues à l’usure, équivaut aux petites séries. Comme c’est habituellement le cas dans les grandes entreprises, toutes les fonctions sont réparties en différentes compétences. Pour assurer la qualité, on applique chez PSA le « principe des 4 yeux », ce qui signifie que celui qui contrôle la qualité n’est pas celui qui fabrique. C’est pourquoi l’assurance qualité est toujours indépendante de la fabrication. Auparavant, il fallait débrider la pièce de la machine- outil, l’emmener à la machine de mesure et l’y faire mesurer. Puis, en fonction des résultats de mesure, on devait la ramener sur la machine-outil, la resserrer et retravailler la pièce pour la corriger. Comme pour les autres entreprises, le problème de disponibilité de la machine de mesure devint une impasse. La machine de production était elle aussi bloquée dans l’attente de la mesure puisque la pièce devait être reprise dans le même dispositif de serrage. Même sur les installations les plus affûtées, cela signifie toujours une perte de précision. Sachant qu’un grand nombre d’outils différents étaient fabriqués sur les six machines Huron et les quatre machines DMG, le temps ainsi perdu représentait un obstacle à la rapidité de production. « De concert avec l’assurance qualité, nous voulions accélérer le processus de fabrication et obtenir des tolérances plus précises », explique Francois Girardin, technicien responsable de la construction d’outils chez PSA.

Contrôler, détecter et corriger automatiquement

Production et Qualité se sont réunis en quête d’alternatives. Les techniciens ont d’abord évalué différents systèmes, en ont testé quelques uns et les ont comparés entre eux. Ils ont assez vite décidé d’adopter le logiciel m&h 3D Form Inspect d’Hexagon Metrology. Pendant la phase qui a suivi, ils ont contrôlé pendant quatre mois toutes les pièces avec 3D Form Inspect avec la machine de mesure.

Il s’est avéré que les résultats de mesure variaient en fonction de la machine et de l’état de la pièce. Cependant, à la fin, les différences étaient infimes. Cela vient du calibrage rapide intégré dans le programme de mesure, une procédure brevetée de m&h. Sur les machines à 5 axes, même les erreurs de pivot des quatrième et cinquième axes sont détectées et automatiquement compensées lors de l’évaluation des résultats de mesure. Chez PSA, les points à mesurer sont générés par la Qualité. « Désormais, nous mesurons toujours sur la machine d’usinage, nous ne contrôlons sur la machine de mesure qu’en cas de positionnement problématique, explique le collègue de la Qualité. Entretemps, nous avons même défini plusieurs groupes de points de tolérances différents ». Le logiciel 3D Form Inspect prend ces tolérances en compte et illustre les résultats dans la couleur correspondante pour une identification plus rapide. Les protocoles de mesure sont déposés dans le système interne PSA de gestion de la production et consultables par toute personne concernée.

Le service Qualité vérifie ces protocoles et se base dessus pour autoriser la production des outils concernés. Généralement, cela comprend la fabrication des moules et outils de découpe des composants automobiles. Pour les ébauches, environ 20% des géométries sont contrôlées avec 3D Form Inspect.

Pour la finition, toutes les cotes repérées dans le dessin sont contrôlées. Mais, en atelier, tous les opérateurs peuvent fixer eux-mêmes d’autres points et les mesurer à tout instant. Il suffit pour ce faire de cliquer les points souhaités sur le modèle CAO à partir de l’ordinateur de l’atelier, puis d’affecter à chaque point une fonction de mesure par un nouveau clic de souris. Le programme de mesure, selon la machine correspondante, est automatiquement créé en arrière-plan par 3D Form Inspect. Avant de l’envoyer à la machine, il est simulé à l’écran avec le contrôle automatique des collisions selon les dimensions de la pièce usinée, garantissant ainsi la bonne exécution des fonctions de mesure. Le système bloque automatiquement les mesures impossibles. Pour cela, les cotes exactes des différents palpeurs utilisés sont déposées dans le système et prises en compte dans le contrôle de collision et le programme de déplacement. Cela évite des erreurs et garantit la sécurité du processus.

Rassurer les opérateurs et leur faire gagner un temps précieux

Alors qu’auparavant les contraintes de la tridimensionnelle étaient subies, la pièce encore bridée peut maintenant être mesurée à tout instant. Ce qui rassure les opérateurs et leur permet de gagner un temps précieux. Quand il fallait amener la pièce usinée à la machine de mesure, au moins une heure de production était perdue. Il fallait souvent attendre que la machine de mesure soit disponible. L’organisation de la fabrication chez PSA impose que deux pièces soient toujours usinées en même temps sur la machine. D’où une énorme économie de temps. Aujourd’hui, un contrôle de ce type prend moins de cinq minutes et tout le monde connaît immédiatement l’état réel des pièces. Ce qui accélère considérablement le déroulement du process.

En cas d’écart constaté par rapport aux valeurs théoriques, le personnel peut immédiatement réagir et corriger l’erreur. Opérateurs machines et techniciens qualité peuvent immédiatement décider de mesures éventuellement nécessaires sur la même base de données. Le post-usinage éventuellement requis est directement réalisé sur la pièce encore bridée dans la machine. Tout est documenté et consultable à tout instant dans le système de PSA. Après de nombreux tests et contre-tests, cette procédure a été officiellement adoptée. « Avec 3D Form Inspect, la mesure sur et avec le moyen de production est vraiment possible, confirme même la Qualité de PSA. Les nombreux tests comparatifs avec les machines de mesure ne montrent que de faibles écarts qui viennent généralement de différences de température des pièces ».

Gagner sur tous les tableaux

La mesure est réalisée sur six machines Huron. Les quatre machines DMG doivent bientôt être, elles aussi, équipées de cette procédure. En effet, le travail sur les six machines a apporté d’excellents résultats. Pour justifier cet investissement, les personnes concernées chez PSA ont saisi toutes les données temps pendant une année entière et comparé la nouvelle méthode avec la situation antérieure. Sur les six machines, les résultats ont prouvé une économie de 1 194 heures en un an. Cette évaluation en heure machine correspond à une économie de 78 000 euros dans l’année !

Et ce n’est pas tout. PSA met en avant la nette harmonisation du fonctionnement en entreprise et la bonne collaboration entre la Production et la Qualité. Tous se réjouissent en outre de la documentation et de l’intégration des rapports de mesure dans le système. Collaborateurs motivés, fonctionnement harmonisé, fiabilité du process, augmentation de la précision et, pour couronner le tout, une économie de plus de mille heures ou 78 000 euros. Que demander de plus ?

Karl-Heinz Gies, Stuttgart

N° 73 février 2016