Electronique Mag - Le journal de l'électronique.
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L’Internet industriel des objets (IIoT), élément clé de l’industrie 4.0, révolutionne le traitement des données à la fois au niveau de la production et de l’informatique. Il favorise ainsi l’émergence de nouveaux outils capables d’améliorer la planification globale ainsi que la maintenance et l’optimisation des usines.
L’IIoT intègre des protocoles de communication M2M standardisés puissants. Dans le secteur de la fabrication de produits électroniques CMS, ces protocoles servent désormais de base à une communication efficace entre les équipements automatisés de la ligne et les logiciels comme les systèmes de pilotage de la production (MES) et de gestion des ressources de l’entreprise (ERP). Cette amélioration est la bienvenue car, historiquement, l’absence de normes a limité les perspectives de communication avancée entre les différents systèmes et équipements.
Autre avantage, les changements dans la manière dont les machines partagent leurs données permettent désormais aux fournisseurs d’équipements CMS d’améliorer les outils logiciels mis à la disposition des équipes de production. Malgré la tendance à renforcer l’automatisation et à moins superviser la production en continu, la complexité des processus et des équipements CMS (dont la maintenance et l’optimisation nécessitent une attention régulière) implique une certaine responsabilisation des équipes de production.
La connexion entre les équipements de production et les systèmes informatiques, qui est l’un des fondements de l’industrie 4.0, vise à maintenir un lien entre les équipements industriels et les applications qui pilotent l’activité de l’entreprise. Elle permet aux logiciels de l’entreprise (par ex. MES) d’automatiser le contrôle des activités de fabrication. En parallèle, les données issues des équipements industriels alimentent des applications d’analyse qui guident la planification de l’activité et fournissent des informations utiles à l’amélioration continue.
Les technologies de l’IIoT intègrent désormais des protocoles et des API standardisés, par ex. le format JSON (JavaScript Object Notation) et l’API Web REST (REpresentational State Transfer), qui permettent aux équipements industriels et aux applications informatiques de communiquer. Sans ces plates-formes standardisées, la compatibilité entre les équipements et les applications est difficile et nécessite une collaboration coûteuse et chronophage entre les équipes de développement des différents logiciels.
Grâce à ces protocoles, les équipements et les applications peuvent désormais partager des données via une interface de communication relativement simple. Le fabricant de l’équipement peut ainsi créer et faire évoluer cette interface sans avoir à la personnaliser pour permettre la communication avec des applications informatiques données.
Prenons l’exemple d’YSUP-LINK, qui fait partie du système d’aide à la production YSUP de Yamaha. Il utilise REST pour permettre aux équipements d’une ligne de montage en surface, comme la machine de sérigraphie automatisée YSP10 et les dernières machines de placement YRM20, de se connecter à diverses applications de pilotage de la production tierces ou de l’industrie 4.0. Il gère également le contrôle et le recueil d’informations auprès des équipements de la ligne de production et se connecte au stockage intelligent des composants, tout en gardant la possibilité future de se connecter avec des équipements et des logiciels tiers.
En pratique, il fournit un kit de connectivité qui permet aux équipements industriels d’envoyer des informations sur leur statut à l’outil MES, afin que celui-ci puisse surveiller et gérer automatiquement les activités de production (Illustration 2).
Plusieurs machines comme l’YRM20 peuvent se connecter en même temps à cet environnement, de façon à ce qu’YSUP-LINK envoie des rapports à l’outil MES : mises à jour en temps réel du statut des matériaux utilisés sur chaque machine, rapports de raccordement lors des changements de bobines, etc.
L’ancienne interface SECS/GEM, qui facilite la communication entre le nouveau logiciel et les équipements, par exemple l’environnement de traitement final des semi-conducteurs, qui utilise les protocoles établis, est également prise en charge.
Mais si l’on se tourne vers l’avenir, il est également prêt pour le futur protocole d’échanges au sein d’une usine connectée IPC-CFX (IPC-2591), qui vise à établir une norme unique pour tous les aspects de la gestion des données et des communications dans les usines numériques.
Le système d’aide à la production de Yamaha comprend également un système de gestion des informations sur les matériaux, YSUP-MI, qui centralise les informations sur les matériaux et les transmet aux outils logiciels de l’usine dans le cadre d’activités comme la surveillance de la ligne et la vérification/navigation de la configuration. Les équipes de production y trouvent des avantages, notamment une réponse plus directe aux demandes d’information des opérateurs sur les bobines, ainsi qu’une sauvegarde plus rapide des données. La gestion est centralisée grâce à la synchronisation en temps réel entre le système de gestion des informations sur les matériaux et les systèmes informatiques de l’entreprise.
Il est essentiel de veiller à ce qu’au sein de l’usine, les équipes opérationnelles soient bien informées du statut des équipements et de la production, de façon à prendre les mesures correctives qui s’imposent.
Grâce au serveur relais, un opérateur qui travaille sur une machine peut envoyer simultanément une consigne à toutes les autres machines de la ligne. Toutes les machines peuvent partager les opérations de base (contrôle du fonctionnement, changement de programme, etc.), et les équipements YRM de dernière génération permettent d’échanger des informations sur le chargement des cartes, l’affichage de l’écran et le statut des machines/cartes.
En outre, le logiciel YSUP fournit un tableau de bord en direct qui propose une analyse approfondie, afin de faciliter l’optimisation et le dépannage en temps réel. Cet outil comprend des fonctions d’analyse (par ex. résultats de la sérigraphie, placement, mauvais alignement, processus de vision, agrégation des coûts de perte) et de reporting avancées qui facilitent les activités de maintenance et contribuent à améliorer la productivité.
L’analyse de la prise des composants permet quant à elle d’identifier la cause des défauts d’assemblage les plus courants et d’y remédier. Certains clients ont déjà obtenu des résultats remarquables grâce à ces outils. Le tableau de bord, qui montre simultanément le nombre de défauts de prise par chargeur et par tête, a permis à l’équipe de faire le lien entre un problème de prise et un problème de raccord de bande, qu’il aurait auparavant fallu 6 heures à repérer à l’aide des outils traditionnels. L’Illustration 3 compare le processus de diagnostic selon ces deux approches et montre que le tableau de bord a permis de réduire le délai de résolution du problème à une quarantaine de minutes seulement.
Autre exemple, un client a pu tirer parti des informations du tableau de bord pour éviter plus de 100 000 défauts de prise par mois, d’où une économie potentielle de perte de composants de 12 000 à 120 000 $ par an.
Les technologies de l’IIoT permettent une communication plug-and-play avancée entre les équipements de montage en surface, les outils logiciels de l’usine et l’informatique globale de l’entreprise. D’une part, elles constituent la passerelle tant attendue entre les services informatiques et opérationnels de l’entreprise, dans le but d’automatiser la gestion de la production et de gagner en efficacité. D’autre part, elles servent de base pour que de meilleurs outils logiciels d’usine offrent une visibilité accrue aux opérateurs et accélèrent le dépannage et l’optimisation des processus afin d’accroître la productivité.
La section CMS (montage en surface) de Yamaha, une sous-division de l’unité Motor Robotics de Yamaha Motor Corporation, propose une gamme complète d’équipements d’assemblage électronique en ligne à grande vitesse. Cette « 1 STOP SMART SOLUTION » inclut des machines de sérigraphie, de placement de composants, d’inspection en 3D de la pâte à braser et des cartes de circuits imprimés, de placement hybrides, de dépose de colle, de stockage de composants intelligent et un logiciel de gestion.
Ces systèmes mettent à profit le savoir-faire de Yamaha dans le secteur de la fabrication électronique et privilégient les interactions intuitives avec les opérateurs, la coordination efficace entre tous les processus en ligne et la modularité afin d’aider les utilisateurs à satisfaire aux nouvelles exigences de fabrication. Les connaissances du groupe en matière de commande de servomoteurs et de reconnaissance d’images pour les systèmes de vision (caméras) garantissent une précision extrême à haute vitesse.
Le portefeuille de produits comprend actuellement la dernière génération d’équipements YR, dotée de fonctions automatisées avancées pour la programmation, la configuration et les changements de production, et le nouveau logiciel de gestion YSUP avec sa technologie graphique de pointe et ses analyses de données intégrées.
La section CMS de Yamaha offre à ses clients et partenaires une grande efficacité opérationnelle et un accès facile à l’assistance, de la conception au service aprèsvente, en passant par l’ingénierie, la fabrication et la vente.
