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Dossiers

Plus de données, moins de déchets

Publication: 16 février

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La réponse au problème des déchets de fabrication se trouve dans les données...
 

Pour faire évoluer le monde vers une nouvelle normalité post-pandémie, l’industrie doit exploiter la transformation numérique à un rythme accéléré. C’est déjà le cas : selon IBM, 67 % des fabricants ont accéléré le déploiement de leurs projets numériques depuis l’épidémie de COVID-19. Si l’amélioration de l’efficacité fonctionnelle explique généralement ces changements, l’industrie doit capitaliser sur la convergence de l’Industrie 4.0 et des objectifs environnementaux, sociaux et de gouvernance (ESG) pour consolider ses attestations de qualification en matière de durabilité. V R Vijay Anand, responsable de l’usinage numérique chez Sandvik Coromant, le leader mondial de la transformation des métaux, explique en quoi les données permettent de lutter contre le problème des déchets dans la fabrication.

Malgré l’adoption d’outils numériques, seulement 59 % des fabricants citent l’amélioration de la durabilité comme une raison de dématérialiser leurs opérations. Toutefois, le potentiel de la dématérialisation va bien au-delà de ses applications perçues. Les données recueillies par l’association suédoise des industries de la mécanique (Teknikföretagen) soulignent l’importance des outils numériques pour atteindre les objectifs de durabilité. En effet, l’utilisation des technologies informatiques dans d’autres secteurs, comme celui de la fabrication, pourrait permettre de réduire les émissions totales de CO2 de près de 20 %.

Il est essentiel d’accroître l’utilisation des outils numériques pour aligner l’activité de la fabrication sur l’Accord de Paris, optimiser l’efficacité des ressources et, surtout, réduire les déchets. À l’échelle mondiale, la production de déchets industriels est presque 18 fois supérieure à celle des déchets solides ménagers, selon les données les plus récentes de la Banque mondiale. Toute usine de fabrication génère des déchets, dont une grande partie pourrait être évitée.

La production de déchets est principalement due à la surproduction et aux défauts de production. Les installations qui fonctionnent avec des technologies anciennes sans la sophistication nécessaire pour relever les défis de la fabrication moderne sont beaucoup trop courantes. Pour autant, les fabricants ne doivent pas se résigner à ce que la production de déchets soit une conséquence inévitable de la fabrication. Les déchets industriels doivent être réduits, et les données peuvent jouer un rôle clé à cet égard, si les fabricants savent les exploiter.

Accroître l’efficacité fonctionnelle

Toute installation de fabrication, quels que soient sa taille, sa complexité ou son âge, génère chaque jour une quantité importante de données. Dans une usine intelligente, ces données englobent tous les aspects de la fabrication, des performances des équipements à la qualité des produits, et sont collectées par des capteurs installés sur chaque machine. La première méthode pour réduire les déchets à grande échelle consiste à commencer petit, avec les données de chaque machine.

Les petits changements apportés aux process individuels s’accumulent et, ensemble, ont un impact énorme sur l’efficacité fonctionnelle. La collecte et l’analyse des données provenant des machines de l’atelier permettent aux fabricants de surveiller les données des machines et d’agir en conséquence. Ensuite, ils utilisent ces données pour optimiser les process individuels des machines qui sont les plus consommateurs d’énergie. En analysant ces données, ils peuvent détecter les process inefficaces, rationaliser le planning de fabrication et de logistique et anticiper les futurs besoins de maintenance. Parce qu’elles améliorent l’efficacité énergétique de plusieurs petits process, les données servent à contrôler et à réduire la consommation énergétique globale.

Les inefficacités énergétiques peuvent être identifiées en temps réel, et les fabricants ont ainsi la possibilité d’identifier les raisons et les solutions potentielles. Par exemple, en analysant les données sur la consommation d’énergie, les fabricants peuvent repérer un équipement qui consomme beaucoup plus d’énergie que les autres. Grâce à ces informations, les fabricants peuvent ensuite identifier la cause de l’augmentation de la consommation d’énergie et appliquer des améliorations pour rationaliser l’efficacité des machines et réduire le gaspillage d’énergie.

L’analyse des données en temps réel, en continu, peut également contribuer à rationaliser la maintenance des machines. L’analyse des données permet d’identifier les problèmes imminents avant même qu’ils ne se produisent. Si une machine présente un problème ou si ses performances varient, elle peut fabriquer des pièces qui ne sont pas adaptées à l’usage auquel elles sont destinées et qui finissent par devenir des déchets. Les données sur les performances des machines peuvent permettre d’identifier des changements infimes dans le comportement des machines dès qu’ils se produisent. Les ingénieurs peuvent alors effectuer une maintenance prédictive avant que des produits défectueux ne soient fabriqués.

La suite de produits CoroPlus ® de l’offre Usinage piloté par les données de Sandvik Coromant permet aux usines de fabrication d’améliorer leur efficacité, de réduire les déchets et d’augmenter leur productivité. Le système de surveillance des process CoroPlus® Process Control permet de surveiller l’usinage en temps réel et de mettre en place des protocoles prédéfinis. Si des problèmes spécifiques et prédéterminés surviennent, la solution déclenche automatiquement une action corrective, comme l’arrêt de la machine ou le remplacement d’un outil de coupe usé. Cette technique de maintenance permet d’améliorer l’efficacité fonctionnelle jusqu’à 89 % et de réduire les déchets car les fabricants peuvent analyser les données, surveiller les performances des machines et identifier les pannes avant qu’elles ne se produisent.

Prendre en compte l’ensemble du cycle de vie

Les données issues des analyses du cycle de vie (ACV) peuvent également contribuer à la réduction des déchets. Une ACV évalue l’impact environnemental d’un produit à chaque étape de son cycle de vie ; elle prend en compte l’extraction des matières premières, la quantité de ressources nécessaires, les matériaux et l’énergie utilisés lors de la fabrication, de l’emballage et de la distribution, les impacts de l’utilisation fonctionnelle du produit, ainsi que les déchets et la pollution créés à la fin de la vie du produit.

En analysant chaque étape du cycle de vie d’un produit, l’ACV ne laisse rien au hasard. Une fois l’analyse du cycle de vie terminée, les fabricants peuvent identifier les principaux problèmes de durabilité d’un produit, évaluer la durabilité des produits en cours de développement et concevoir de nouvelles solutions plus durables.

Ces problèmes de durabilité ne concernent pas uniquement les produits eux-mêmes mais également leur emballage. L’emballage est une nécessité, mais il soulève de nombreuses préoccupations environnementales en raison de sa consommation de ressources. C’est un problème mondial. Au Royaume-Uni, près de 44 millions de tonnes de déchets d’emballages sont produites chaque année par le commerce et l’industrie, tandis que 28 % du total des déchets solides ménagers aux États-Unis sont attribués aux emballages.

Sandvik Coromant est conscient du problème de l’emballage, même pour des produits comme les outils de coupe, et a récemment lancé son application de sélection d’emballage (PSA). L’application PSA utilise des données pour analyser un modèle CAO 3D du produit Sandvik Coromant à emballer, identifie ses points critiques et se sert d’un algorithme d’IA pour recommander la plus petite quantité d’emballage possible. Cette solution améliore l’ACV des outils de Sandvik Coromant en réduisant les déchets d’emballage produits pour leur distribution aux fabricants.

Circularité et transparence

Les données peuvent également permettre de mettre en place une chaîne de fabrication en circuit fermé, dans laquelle les déchets d’un process sont utilisés comme ressource dans un autre. Ce mode de fonctionnement est propice à la création d’une économie circulaire, dans laquelle la production de déchets est réduite autant que possible grâce à une réutilisation continue.

Avec les données d’une ACV, ainsi que les données des machines, les fabricants peuvent améliorer l’efficacité et la circularité de leurs produits grâce à des améliorations constantes des produits et des process. La mise en œuvre efficace d’un tel système de fabrication nécessite une stratégie de données solide. Pour créer une architecture de données solide, les fabricants doivent se doter d’une infrastructure numérique capable de synchroniser facilement les opérations, potentiellement sur plusieurs sites, et d’identifier les différentes possibilités d’utilisation des déchets qui, autrement, resteraient en silo. La suite CoroPlus ® de Sandvik Coromant, qui propose des solutions de connectivité des machines et d’outillage avec capteur intégré, facilite l’accès des fabricants à l’usinage numérique. Elle leur fournit des données d’une grande précision qui leur permettront de valoriser leurs déchets pour un fonctionnement plus durable.

Les données peuvent paraître insurmontables au premier abord : avec de telles quantités disponibles, il peut être difficile de savoir quoi en faire. Cependant, avec la bonne stratégie, elles peuvent s’avérer un outil extrêmement précieux de réduction des déchets industriels en améliorant l’efficacité, en facilitant la maintenance prédictive, en inspirant le développement de produits innovants et en rationalisant la gestion des ressources au niveau des machines, des installations et même des entreprises dans leur globalité.

https://www.sandvik.coromant.com/

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