Dans l’industrie du ferroviaire, de nombreux équipements sont amenés à être testés. Les moyens d’essai portent notamment sur des équipements industriels ou encore des organes qui peuvent être mécaniques, électroniques Dans le secteur ferroviaire, Ametra travaille principalement aux côtés de grands exploitants français, tels que la SNCF et la RATP. Dans le cas de la RATP par exemple, il faut penser un moyen pour tester des blocs freins montés sur les métros. Comment s’assurer qu’ils tiennent l’ensemble des X ou Y kilomètres ? Comment concevoir le banc de test pour les exigences de sécurité ? Le travail du bureau d’études est de permettre des tests fiables qui assurent qu’un produit est conforme aux spécifications qui lui sont attachées. L’intervention dans le secteur ferroviaire peut se faire à deux niveaux : Au niveau de la partie maintenance : conception et réalisation de moyens d’essai ou d’outillage ; Au niveau des infrastructures : électricité, calculs, contrôle commande… Quelle est la force d’une société d’ingénierie comme Ametra dans ce contexte ? Notre valeur ajoutée vient s’exprimer à plusieurs niveaux. Nous pouvons notamment intervenir en tant que maître d’œuvre : par exemple, dans le cadre de la conception d’un banc d’essai après que le client ait défini le cahier des charges, AMETRA conçoit le banc avec une modélisation 3D puis se charge d’interagir avec le fabricant, d’installer le banc et de gérer l’ensemble du processus. Ce n’est pas tout : le secteur ferroviaire implique un degré avancé de connaissance sectorielle et des interventions qui s’inscrivent aussi dans le cadre d’une maintenance patrimoniale, dans le sens où la longévité des produits implique de s’assurer qu’ils continuent à tenir la route. Tout cela nécessite une vraie technicité qu’Ametra Group est à même d’apporter. Grâce à son expertise métiers et son expérience, notre société allie différents savoir-faire de manière harmonieuse : électronique, mécanique, électricité… et les met en musique pour apporter un livrable qui répond aux exigences de chaque client. Exemple d’un projet en maintenance ferroviaire : les bancs de dépollution et de test Attentes et caractéristiques d’un projet de banc Après un certain nombre de kilomètres parcourus et sur une base régulière, les trains roulants, par exemple les wagons et les locomotives, doivent faire l’objet d’opérations de maintenance sur les équipements. L’ensemble bogie est équipé de deux systèmes de freinage fonctionnant indépendamment l’un de l’autre : le premier est un système actif (freine sous pression hydraulique) et l’autre un système passif (freine en l’absence de pression hydraulique). Les freins faisant partie des équipements de sécurité, il faut les démonter intégralement, les nettoyer, changer les pièces d’usure ainsi qu’une série de manipulations pour leur assurer une “révision” complète. Une fois les étriers de freins remontés, il est essentiel de valider leur bon fonctionnement. Pour cela, il faut valider qu’il n’y ait pas d’impuretés dans le circuit hydraulique et vérifier le bon effort de freinage en fonction des modes de marche de ceux-ci. L’étrier est donc placé sur un banc de test : ce banc vient injecter de l’huile dans l’étrier et la fait circuler à haute vitesse et à haute pression pour enlever toutes les impuretés qui peuvent se trouver dans l’étrier et le circuit. Ensuite, afin de valider le bon fonctionnement de l’étrier, on vient y positionner un module de mesure pour évaluer les mesures d’effort et de déplacement de chaque piston à l’intérieur de l’étrier. Le banc de dépollution et de test Le banc propose deux fonctions principales : la 1ère est de dépolluer hydrauliquement le circuit hydraulique des étriers. La seconde est de valider, via des séquences de tests, le bon fonctionnement des étriers et de sauvegarder les rapports d’essais. Il est entièrement automatisé et réalise les séquences en fonction des demandes de l’opérateur. Sa composition est la suivante : une centrale hydraulique, qui permet le remplissage et les essais des étriers ; un kit de connexion des étriers sur le banc; une armoire électrique avec automate et panel PC pour la gestion du système et l’interface homme-machine L’expertise d’Ametra Group Régulièrement impliqué dans des projets du secteur ferroviaire, Ametra Group apporte son expertise auprès de clients spécialisés dans l’activité maintenance des trains roulants Plus récemment, Ametra Engineering s’est chargé de concevoir un banc de dépollution et de test pour étriers de freins hydrauliques : un banc de test plus performant que les précédents utilisés jusqu’alors. Il réunit en effet les fonctionnalités attendues en un seul banc. Cette conception a nécessité d’allier plusieurs expertises métiers : de la mécanique, de l’hydraulique, de l’automatisme et de l’électricité. Copyright @ametragroup La complémentarité des compétences et les synergies intra-entités ont permis aux équipes d’Ametra de porter ce projet dans son intégralité. Pour plus d’informations sur les métiers et le savoir-faire d’Ametra Group, consultez dès maintenant notre site officiel.
L’expérience client : la clé de la fidélisation
Qu’est-ce qui caractérise une bonne expérience client, en particulier dans un contexte technique ? S’il s’agit en priorité de faire en sorte que la solution proposée au client lui permette de satisfaire ses objectifs, l’idée est d’aller plus loin et d’adopter une démarche qualité qui vise à surpasser les attentes pour proposer une véritable expérience client, et non pas seulement une solution. Par quels facteurs et manières de procéder cela passe-t-il ? Quelle vision ou action faut-il adopter ? Mettre l’approche multisectorielle au service de l’expérience client Que ce soit au niveau des technologies, du mode de gestion de projet ou de la manière de travailler, la fertilisation croisée joue un rôle fondamental pour conseiller et satisfaire le client. Elle est utilisée pour transposer une approche ou une bonne pratique d’un secteur à un autre, afin de répondre au mieux à la problématique d’un client et de le conseiller en s’inspirant de projets différents réalisés avec succès. Cela permet non seulement de répondre à ses besoins, mais aussi d’aller au-delà des attentes pour délivrer plus (ou mieux). La solution initiale reste bien sûr souvent une option solide. Mais lorsque l’on est capable d’observer qu’une approche menée dans un autre secteur peut potentiellement faire gagner 1 mois sur les 6 budgétés, il est intéressant d’envisager d’opter pour une variante un peu plus onéreuse, mais plus efficace. Naturellement, pour assurer la satisfaction du client, il est important de bien partir de son besoin et de ne pas lui imposer de solution… le tout est de réfléchir en finesse à la problématique de chacun. Il est donc capital de bien comprendre les rouages de chaque projet, le fonctionnement et les technologies derrière chaque action, les spécificités du marché…Grâce à sa capacité de cross-fertilisation, Ametra apporte un regard neuf sur différentes problématiques. Cette approche multisectorielle et les synergies naturelles qui se mettent en place entre des équipes travaillant dans des secteurs ou des domaines d’expertise variés à l’intérieur d’un même bureau d’études, grâce à une excellente communication des équipes entre elles sont de vrais atouts pour l’expérience client. Cela permet de créer une émulation qui apporte une solution éprouvée et optimisée au client… tout en lui assurant d’être efficace d’un point de vue budget, délais et niveau de qualité. Avoir une vision différente de la relation client Pour construire une belle expérience client, il est important que la relation entre industriel client et ingénieriste soit de qualité dès la première prise de contact… et ce même si un projet n’aboutit pas ! L’idée n’est pas simplement de “faire du business” de façon très rapide et avec une vision à court terme. L’objectif est de répondre de façon qualitative, ce qui peut être soutenu par un process qualité. Il faut que chaque client se sente entouré et soit globalement satisfait de la prestation. Des enquêtes de satisfaction peuvent être régulièrement organisées pour suivre le jalonnement de chaque projet et s’assurer que le client est satisfait de l’avancement de la prestation. Cela permet aussi de s’inscrire dans une démarche d’amélioration continue. Assurer une bonne expérience quand tout ne se passe pas comme prévu Parce qu’il arrive que l’avancement d’un projet ne se passe pas aussi bien que prévu, il est important de savoir revoir les choses et de s’organiser pour que la satisfaction du client perdure malgré tout. L’expérience client est différente de la réussite d’un projet. Penser plus loin que la conception Pouvoir maîtriser un projet de la conception à la réalisation, via une approche globale, constitue aussi une forte valeur ajoutée en termes d’accompagnement du client. Cette vision permet d’aller plus loin et de travailler sur un produit en anticipant son industrialisation. En tant qu’apporteur de solutions, Ametra dispose de ce recul et est capable de concevoir des produits qui seront ensuite industrialisés, des préséries ou des prototypes. Il est nécessaire de réfléchir à la meilleure des solutions en lien avec un environnement et des problématiques spécifiques… Il y a une vraie notion d’échange dans cette manière de procéder, qui peut même aller parfois jusqu’au co-développement ! Dans tous les cas, une relation de confiance dans la durée passe par une collaboration forte entre les deux parties, afin qu’elles convergent tout au long de l’évolution du projet. Pour en savoir plus sur Ametra Group, ses expertises et métiers, rendez-vous dès maintenant sur le site officiel.
Ingénieurs : comment sauver la planète ?
La lutte contre le changement climatique nécessite la mobilisation de tous les acteurs possibles… dont les ingénieurs ! Dès la conception des projets, ces derniers ont en effet un rôle déterminant à jouer en pensant en amont à l’empreinte carbone des créations qu’ils contribuent à faire naître. Cet engagement a récemment été matérialisé par la signature d’une Charte de l’Ingénierie pour le Climat, lors de la cérémonie de clôture du Meet’Ingé, qui a réuni plus de 2 600 participants. Préservation de la planète : les ingénieurs apportent leur pierre à l’édifice L’écoconception contribuera-t-elle à atteindre les objectifs de la Stratégie Nationale Bas Carbone de la France et, plus généralement, à soutenir les efforts globaux liés aux enjeux socioéconomiques majeurs qui découlent du changement climatique ? Elle tend en tout cas vers cette direction. Pour rappel et d’après l’ADEME, Agence de l’Environnement et de Maîtrise de l’Energie, l’écoconception consiste à “concevoir une offre de produits (biens ou services) plus respectueux de l’environnement.” Cette manière de concevoir se répand depuis une dizaine d’années. Elle souligne aussi le rôle important qu’ont à jouer les ingénieurs, et ce dès les premiers pas d’un projet : quelle sera l’empreinte carbone d’une infrastructure ? D’un équipement ? D’un procédé industriel ou d’une nouvelle technologie ? Comment est-il possible de progresser vers la carboneutralité ? Comment porter des projets innovants autour des mobilités douces, de solutions bas carbone, de l’autonomie énergétique des bâtiments, ou encore des infrastructures multimodales ? Chaque entreprise d’ingénierie peut ainsi faire une différence dans sa manière de concevoir, tant au niveau des projets externes que de ses propres pratiques en interne. Comment l’ingénierie peut s’engager à 3 niveaux L’impact des ingénieurs ne se joue pas qu’au niveau de la seule conception, même si celle-ci est fondamentale. Trois niveaux d’action sont possibles et sont d’ailleurs pris en compte dans la charte signée : Le niveau des projets, que nous avons déjà cité. Dès le départ et avec l’écoconception en tête, les ingénieurs ont un rôle fort à jouer en matière de développement de solutions innovantes et éclairées. Ils ont aussi un rôle d’ambassadeurs auprès des décideurs finaux. Le niveau des activités de l’entreprise d’ingénierie elle-même : un ingénieriste peut contribuer à repenser la vie quotidienne et les pratiques internes pour réduire son empreinte carbone et inciter à de nouveaux comportements et façons de penser. Le niveau individuel : chaque collaborateur peut être force de proposition et source de réflexion sur l’impact climatique des projets. Cela implique une structure organisationnelle et des liens interpersonnels qui favorisent le dialogue, fluidifient les processus de décision et incitent à la co-création responsable. En outre, chaque collaborateur, une fois impliqué sur des sujets environnementaux dans le cadre de son travail, devient plus facilement un ambassadeur de la planète dans sa vie personnelle : dans ses comportements d’achats, dans ses gestes verts au quotidien, etc. Dans ce contexte, Ametra Group s’engage, et est l’une des premières entreprises signataires de la charte de l’ingénierie. Découvrez plus d’informations sur nos engagements et valeurs en consultant notre site officiel.
Les capteurs intelligents
Les capteurs intelligents deviennent incontournables dans un nombre grandissant de projets. Ils ont un impact à la fois sur le monde de l’industrie et sur celui de l’embarqué. Il s’agit de capteurs permettant différentes mesures et capables de détecter, analyser et transmettre une information. Ils sont généralement intégrés dans des systèmes complexes. Par le passé, les capteurs classiques transformaient une force en tension. Désormais, avec la micromécanique et la micro-électronique, les capteurs intelligents embarquent tout dans un volume et un poids très restreints. Intégrant une unité de calcul, ce sont des capteurs complexes au sens où il faut savoir comment ils fonctionnent, s’ils permettent un autodiagnostic, quels sont leurs avantages et inconvénients… ou encore comment cela se passe lorsqu’ils tombent en panne. Leur usage s’appréhende donc de manière différente. On les trouve dans tous les secteurs, et notamment dans le contexte de l’usine du futur : fiabilisation des chaînes, meilleure communication entre les machines, transmission des données, augmentation de la productivité, détection des dysfonctionnements en amont, maintenance prédictive… Par exemple, un capteur va prendre une mesure physique et voir qu’elle commence à dériver, ce qui signifie qu’il peut identifier une panne estimée dans 1 mois, 6 mois, 1 an… autant d’éléments qui permettent d’anticiper précisément un problème ou une mise en maintenance plutôt que de les subir. Un traitement in situ qui marque une rupture avec les capteurs classiques Les capteurs intelligents embarquent de l’électronique. On peut aisément les brancher, connecter les données, les interfacer… Cela soulève bien sûr de nouveaux enjeux. En effet, l’architecture va devoir être pensée avec beaucoup plus de fonctions : il ne s’agit plus seulement de la transformation d’une valeur physique en une autre. S’il y a plusieurs années, cela impliquait par exemple d’avoir un long fil avec un convertisseur et d’anticiper tous les risques de perturbation, aujourd’hui le capteur intelligent fait cette conversion, cet empaquetage de données, voire leur correction in situ. Les données peuvent faire l’objet d’un pré-traitement. Il peut aussi transmettre d’autres informations, y compris sur sa propre santé; un grand nombre de capteurs disposent d’un outil d’autodiagnostic. On peut donc observer beaucoup plus de choses et être plus proches des facteurs à mesurer, ce qui conduit à une vision beaucoup plus complète de ce qu’il se passe. Les capteurs intelligents impliquent une gestion solide de la data L’un des challenges à relever est de prendre en compte la problématique de leur position et de leur intégration. Il faut notamment assurer une chaîne de données fiable et complète de bout en bout. La question de la data est donc intimement liée à l’évolution des capteurs intelligents. Ces capteurs peuvent même fonctionner en réseau, comme un relais d’information, ce qui amène à penser différemment les chaînes de mesures. Sur nos métiers touchant à l’électronique et aux bancs de tests, Ametra Group y est directement confronté. En installant des capteurs sur ces derniers, il est impératif de savoir gérer des flux de données. C’est d’autant plus important lorsque l’on doit être certain que les données arrivent avec une chronologie bien précise, pour s’assurer de la reproductivité de l’environnement réel et respecter au maximum ce que l’on pourrait constater dans la vraie vie. Dans plusieurs contextes et secteurs, cette question des données implique aussi celle de la cyber sécurité des sites et des réseaux de transmission. Ce qu’impactent les capteurs intelligents En plus d’augmenter la précision du monitoring, les capacités prédictives et le volume de données disponibles, les capteurs intelligents ont fait évoluer plusieurs dimensions : Plus de standardisation, en particulier dans la façon de se connecter et de connecter les données ; Une rationalisation relative de l’ensemble; Un traitement plus aisé de l’obsolescence, car l’on peut facilement changer un capteur et pas un autre. Cela est notamment rendu possible par le fait qu’on dispose de bus de données standardisés. Ils présentent donc beaucoup d’avantages, même s’ils sont plus complexes à prendre en compte et installer au début, tant dans l’environnement industriel que dans l’embarqué. Pour plus d’informations sur les métiers et le savoir-faire d’Ametra Group, consultez dès maintenant notre site officiel.
Usine du futur : enjeux de l’Internet Industriel des Objets (IloT)
Selon une étude menée par IndustryARC, le marché de l’IoT Industriel devrait atteindre une valeur totale de près de 124 milliards de dollars d’ici à 2021, soit une croissance de 21% entre 2016 et cette date. Une autre étude de Strategy& PWC prévoit que d’ici 2020, quatre entreprises sur cinq auront numérisé leurs industries en Europe, avec un effort annoncé de 140 milliards d’euros par an. Qu’est-ce que l’IloT ? L’IloT désigne l’Internet Industriel des Objets. L’acronyme est né sur la base de l’Internet des Objets (IoT ou Internet of Things, IdO en français) appliqué au secteur de l’industrie. L’IloT comprend notamment le Big Data, le machine-to-machine ou M2M, à savoir la communication entre machines sans intervention humaine et grâce à une technologie tierce (RFID notamment), ainsi que le machine learning. source L’Internet Industriel des Objets consiste à faire communiquer entre eux et avec les personnes différents objets connectés dans la chaîne industrielle. Par exemple, une machine va pouvoir échanger avec un objet et savoir s’il doit être coupé, manipulé ou encore renvoyé vers une autre machine… simplement en communiquant avec lui ! Les objets peuvent être des pièces, mais aussi des matières premières ou ébauches, qui vont en dialoguant pouvoir indiquer quels traitements ils doivent recevoir. Sont donc concernés les machines et les différents terminaux communicants, mais aussi les infrastructures, les experts, les clients ou encore les fournisseurs qui interagissent avec les données. Les apports principaux de l’Internet Industriel des Objets L’Industrial Internet of Things peut apporter de nombreux atouts : Un gain important de productivité; Une vue à 360° sur les opérations; Un suivi des actifs en temps réel (montages, pièces, gabarits…); Une meilleure gestion des standards; Le diagnostic intelligent; Moins de gaspillage au niveau de la chaîne logistique (les stocks peuvent être gérés par capteurs); Une plus grande gestion des risques; Des possibilités de maintenance et d’analyse prédictive décuplées; Une amélioration de l’efficacité opérationnelle; Un meilleur traitement des données; Une plus grande traçabilité des produits; Une réduction des coûts; La possibilité de simulation de production Des capacités de maintenance en fonction de règles; Quelques challenges et enjeux L’Internet Industriel des Objets apporte des bénéfices notables, mais il soulève aussi des challenges spécifiques à relever. Parmi eux, on peut citer la problématique de la sécurité informatique (du code, du produit, du réseau et de la production) et la formation des personnes, ainsi que les besoins de la supply chain et la capacité de l’équipement. L’implémentation de l’IoT dans le secteur industriel demande aussi un certain nombre d’adaptations. Par exemple, il faut trouver les capteurs les plus adaptés, ainsi que le réseau et la plateforme de développement adéquats et organiser la maintenance opérationnelle (MCO). Enfin, il est fondamental d’intégrer la dimension de la sécurité dès la phase de conception et de design (approche “secure by design”). Dans ce contexte, l’ingénierie continue et agile est fondamentale pour le développement IoT : “Les principes de l’ingénierie continue et développement agile constituent l’essentiel de la réponse, en les renforçant par des frameworks agiles (…). L’ingénierie continue s’appuie sur des principes et des pratiques éprouvés conjuguant la systémique et l’ingénierie des systèmes, le développement de logiciels embarqués et d’applications IoT. Certaines de ses pratiques peuvent aussi être automatisées facilitant le travail des ingénieurs.” Vous pouvez consulter le livre blanc très complet d’IBM dont est extrait ce paragraphe pour poursuivre la réflexion sur ce sujet. Découvrez le groupe AMETRA et ses différents métiers en visitant le site officiel.
Maintenance facilitée par la réalité augmentée
La réalité augmentée consiste à superposer des éléments virtuels au monde réel. C’est ce que permettent par exemple les lunettes connectées et les casques de réalité augmentée. Loin d’être réservée aux domaines du divertissement comme le jeu vidéo, la réalité augmentée, de même qu’aujourd’hui la réalité mixte, trouve de nombreuses applications utiles dans différents secteurs, dont celui de l’industrie 4.0. Cette dernière y trouve différentes valeurs ajoutées, dont celle d’un réel apport en matière de maintenance industrielle. Les apports de la réalité augmentée pour la maintenance industrielle Une diffusion des informations en temps réel Le bon geste, au bon endroit et au bon moment : voilà notamment ce que permet la réalité augmentée, qui affiche des informations précises et localisées en temps réel. Avec son casque ou ses lunettes de réalité augmentée, l’opérateur n’a plus besoin de faire des allers-retours entre la situation réelle et les instructions à suivre. Il est de plus complètement libre de ses mouvements pendant la réalisation des tâches et voit sa charge cognitive considérablement réduite. De vrais gains de productivité Les doutes et ambiguïtés qui pourraient survenir pendant la maintenance sont levés, ce qui limite voire supprime les erreurs de manipulation. De plus, elle permet de gagner du temps sur certaines opérations d’identification ou de localisation d’éléments. Cela mène à des gains de productivité et une optimisation en profondeur des tâches de maintenance. L’ensemble de l’espace de production peut être modélisé en amont et donc exploité de manière optimale. Un autre point important est à prendre en compte en matière de productivité et de gain de temps : avec la réalité augmentée, les opérations de maintenance peuvent inclure une intervention à distance, ce qui peut éviter de devoir faire venir un expert sur place. Des interventions de maintenance en milieu hostile De nombreuses opérations de maintenance, c’est-à-dire dont l’environnement présente un danger pour l’homme, peuvent désormais être réalisées sans danger grâce à la maintenance industrielle assistée boostée par la réalité mixte et effectuées à distance. Une vraie évolution vers la “smart maintenance” La maintenance prédictive est un challenge important à relever. Avec des lunettes de réalité augmentée, il devient possible de visualiser des données en direct pour voir s’il est nécessaire d’agir sur un équipement ou une pièce. Avec, à la clé, une diminution des temps d’intervention et d’interruption, de meilleures performances, une plus grande sécurité des opérateurs et une diminution des erreurs possibles… Les autres avantages de la réalité augmentée pour l’industrie 4.0 Dans le cadre industriel, la réalité augmentée a d’autres apports. Elle permet notamment de faciliter la formation, le partage des compétences et l’apprentissage, de diminuer les temps de mise à jour ou encore de vérifier très rapidement la conformité d’un montage, ce qui améliore le contrôle qualité. Ci-dessous, l’exemple de Renault Trucks et de son utilisation de la réalité mixte : Avec un casque de réalité augmentée, les apprentis peuvent utiliser une machine virtuelle sans risques d’accident. Cela marche aussi pour l’enseignement, puisqu’une telle technologie permet de se former à de nouveaux processus métiers en suivant simplement les recommandations virtuelles sur une machine qui, elle, est bien réelle. Enfin, l’intégration est facilitée, puisque l’opérateur équipé de son casque peut par exemple visualiser le cheminement d’un câble dans son environnement, avant de venir le placer. La réalité augmentée permet également de vérifier très rapidement la conformité d’un montage et le bon positionnement des composants, tout en faisant remonter facilement les informations terrain vers le bureau d’études ou encore le contrôle qualité. Pour plus d’informations sur les métiers et le savoir-faire du groupe Ametra, consultez dès maintenant notre site officiel.
L’hybridation des procédés en fabrication additive
La fabrication additive (additive layer manufacturing ou ALM) marque une rupture importante avec les procédés de fabrication traditionnels, dans la mesure où elle consiste à superposer des couches successives de matière et non à en retirer (procédé de fabrication soustractive). Malgré ses nombreux avantages, dont la conception de formes complexes inenvisageables jusque-là, son adoption est restée moins importante que prévue, en particulier en raison de coûts prohibitifs et de contraintes diverses qui freinent les possibilités de production en grande série. Aujourd’hui, de nouveaux horizons se dégagent, avec l’essor de l’hybridation des procédés, qui consiste non pas à substituer la fabrication additive aux procédés classiques de fabrication, mais à l’utiliser de manière complémentaire. L’alliance des procédés de fabrication traditionnels et de la fabrication additive Pour être pleinement intégrée à la production et chercher à atteindre sa maturité industrielle, la fabrication additive va donc passer par l’hybridation, de manière à combiner les processus soustractifs et additifs pour être plus rentable et plus productif. On allie par exemple la dépose par laser et l’usinage/fraisage par contrôle numérique au sein d’un même dispositif. Cette approche est notamment rendue possible par une nouvelle génération de machines hybrides, telles que celles proposées par Matsuura ou encore DMG Mori. La fabrication hybride vient constituer une 8e catégorie qui s’ajoute aux 7 procédés principaux de fabrication additive (norme NF EN ISO 17296-2) que sont : La photopolymérisation en cuve La projection de matière La fusion sur lit de poudre La projection de liant L’extrusion de matière Le dépôt de matière sous énergie concentrée La stratification de couches. Il s’agit alors d’allier une méthode de fabrication soustractive (fraisage, usinage…) à l’un de ces 7 procédés. Cela se fait soit via des configurations de machine sur-mesure, soit via des systèmes modulaires qui s’intègrent aux machines-outils CNC. Ci-dessous, un exemple de fabrication hybride : L’hybridation des procédés permet de réaliser intégralement des outillages et pièces complexes jusqu’au post-traitement, d’ajouter des fonctions à une pièce ou encore d’effectuer une opération de réparation. Elle permet aussi de générer de nouvelles sources de revenus, en permettant la délocalisation de certaines unités de production indépendantes, rendues capables de livrer un produit fini hors du cadre de la chaîne traditionnelle de production. L’un des challenges à relever reste néanmoins le développement de solutions logicielles adaptées au processus, capables de prendre en compte les exigences de la fabrication additive et celles de l’usinage, en alliant les bases de données de matériaux et de paramètres aux outils de simulation de trajectoire. Deux catégorisations des procédés hybrides sont régulièrement proposées (source): Une définition “ouverte” : le processus de fabrication hybride combine 2 ou plusieurs procédés de fabrication, et les avantages de chaque processus peuvent être exploités en synergie ; Une définition plus “restreinte » : le processus hybride comprend une action simultanée de différents principes de production sur une même zone de traitement. Des applications dans différents secteurs Des développements sont déjà en cours, en particulier dans le secteur aéronautique. Dans son projet EOLE, Sogeclair a notamment réussi à hybrider procédés de fonderie et fabrication additive et gagné 30% de masse sur une pièce d’A350. C’est loin d’être la seule initiative. On peut aussi citer le projet MAMA (Metallic Advanced Materials for Aeronautics), un ambitieux projet de R&D porté par l’Institut de Recherche Technologique (IRT) Saint Exupéry de Toulouse, à l’initiative d’Aubert & Duval et aux côtés d’industriels de premier plan comme Airbus. Son objectif est de “coupler la métallurgie classique – matriçage à haute puissance ou forgeage – avec les techniques émergentes de fabrication 3D par dépôt de fils métalliques, pour développer de nouveaux procédés de fabrication des pièces aéronautiques en alliages de titane” (source). Au-delà de l’aéronautique, d’autres secteurs portent un grand intérêt à l’hybridation. On le voit à travers les programmes de recherche d’AMSYSTEMS, qui se concentrent sur la fabrication additive et hybride multi-matériaux dans 4 domaines d’applications : les applications médicales et dentaires , l’électronique, la haute technologie et l’alimentation. Pour l’heure, l’hybridation reste néanmoins une approche de niche, dans la mesure où sa viabilité économique est encore limitée. Néanmoins, l’évolution des machines et les efforts des constructeurs reflètent bien une tendance de fond visant à proposer des équipements fiables et intégrés dans le processus industriel. Une conception mécanique globale, avec une maîtrise experte de l’ensemble des procédés, est indispensable dans les bureaux d’études travaillant sur l’hybridation. La simulation numérique peut également en accélérer le déploiement : elle permet par exemple de comprendre quelles parties d’un produit, par calcul de résistance, peuvent être allégées en matière et donc fabriquées en 3D, ou bien de simuler les dépôts de matière pour optimiser certains procédés manquant encore de maturité.
Se préparer à l’ALM : les différentes étapes et une nouvelle manière de concevoir
La fabrication additive marque une rupture importante avec les procédés traditionnels, puisqu’elle consiste à superposer des couches de matière plutôt qu’à en retirer (fabrication soustractive). Se préparer à l’ALM (Additive Layer Manufacturing) implique donc de repenser son approche de l’ingénierie. Les avantages de la fabrication additive Le premier relève d’une liberté de conception exceptionnelle. Avec la fabrication additive, les limites classiques de conception sont repoussées. Cela implique d’avoir une vision fonctionnelle qui ne s’encombre plus des mêmes restrictions au niveau de la fabrication : De nouvelles combinaisons de matériaux sont rendues possibles; La conception de formes n’est pas limitée par le passage d’outils de soustraction; Il devient possible de concevoir des systèmes aux géométries innovantes; Le coût de fabrication n’est plus lié à la complexité géométrique. La disparition des limites techniques liées à l’usinage, à l’injection ou encore au moulage offre donc un champ de conception remarquablement étendu. L’avantage majeur est le fait d’obtenir des structures de pièces qui seraient absolument inenvisageables avec d’autres méthodes de production. La fabrication additive libère de certaines contraintes de construction. On peut concevoir des structurations d’une taille millimétrique, voire plus petites, pour une structure alvéolaire par exemple. C’est intéressant dans de nombreux secteurs, comme l’aéronautique et le médical (prothèse); dans ce dernier cas, on peut imaginer une porosité égale à celle d’un os, sur laquelle les parties organiques pourraient venir se greffer. Un autre atout est l’instantanéité de la fabrication. Il suffit de cliquer sur imprimer pour qu’une pièce sorte. En prototypage, cela peut être très utile, mais il faut impérativement respecter plusieurs règles de conception. On ne peut pas faire tout et n’importe quoi en additif; la pièce doit avoir été conçue pour un but précis. Les challenges de l’ALM : coût, dépendance et ajustage de la pièce La démocratisation s’est faite du côté de l’impression 3D plastique, mais la situation est différente pour la fabrication additive métal par fusion, qui reste techniquement complexe, onéreuse et difficile sur le plan des certifications. Ce sont des obstacles d’autant plus gênants que les gains ne sont pas forcément tangibles. Tout dépend bien sûr du secteur d’activité concerné. Par exemple, dans l’aéronautique, une pièce chère mais plus légère a le potentiel d’être vite rentabilisée, ce qui peut faire de la fabrication additive une bonne solution pour les acteurs qui y ont recours. Aux États-Unis, elle est de plus en plus utilisée pour remplacer des pièces en maintenance sur les porte-avions militaires, bien que ces dernières soient utilisées à perte et avec un faible cycle d’utilisation (plus faible en tout cas que ce qui est prévu en usinage normal). Ce type d’initiative “force” l’industrialisation et pousse à des méthodes et protocoles différents. Mais il faut véritablement ce type d’accélérateur financier et technique pour que la fabrication additive avance. Elle s’impose d’ailleurs de plus en plus en matière de maintenance, tant dans l’aéronautique que dans le ferroviaire. Le coût est un facteur explicatif majeur dans le fait que cette méthode ne soit pas aussi répandue qu’elle pourrait l’être aujourd’hui. La qualification des matériaux viendra lorsque le prix sera plus acceptable. En France, Michelin est gros pourvoyeur d’additif. Il dispose de l’un des plus gros parcs de machines additives, où la société fabrique les moules de pneus par ce procédé. En 2015, le groupe Michelin s’est d’ailleurs associé à Fives pour créer AddUp avec la joint-venture “Fives Michelin Additive Solutions”. Il s’impose comme un acteur incontournable de l’impression 3D métal. C’est en surpassant la partie coût grâce à de forts volumes que le gain financier devient supérieur au coût intrinsèque de l’additif. Dans le cas de Michelin, ce dernier permet d’ailleurs de faire de la recharge de moules et de développer de nouveaux pneus qu’il faut tester en petites séries. Un autre challenge est important à prendre en compte avec la fabrication additive. Une fois la machine achetée, son exploitant est généralement obligé d’acheter la poudre auprès du même fournisseur, en raison des réglages complexes de la machine pour la taille et la finesse des poudres. En créant sa propre filiale, comme Michelin a pu le faire, il devient possible de sortir de cette relation de dépendance, voire de réutiliser ses poudres. Dans un contexte classique, la poudre non utilisée doit souvent être renvoyée au fournisseur, car peu de machines permettent de les réintégrer et de les retraiter. Le 3e challenge est la multiplicité des passages nécessaires. Ce défi n’est pas propre à la fabrication additive, puisque c’est un impératif dès lors que l’on fait de la production. Un premier passage permet d’obtenir une ébauche grossière, qu’il faut remettre dans la machine pour fignoler et ajuster la pièce. Il est indispensable d’intégrer une phase d’ajustage. Il faut que la pièce soit fonctionnelle : par exemple, les zones d’interfaces et de fixation n’ont pas un état de surface conforme en sortie d’impression, ce qui implique une reprise de l’usinage après impression. Ce n’est jamais un produit fini qui sort ; il y a toujours des reprises de l’ajustage, mais aussi des finitions, comme l’usinage par soustraction d’éléments indispensables à la stabilité de la pièce pendant l’impression est inutile à l’utilisation…et cela même dans le cas de l’impression 3D plastique. Enfin, il est important de bien organiser la protection lorsque l’on s’approche des matériaux utilisés dans la fabrication additive, afin d’éviter l’inhalation de poudres métalliques ou même le contact avec la peau de nano-poudres. Bien que l’évolution des technologies additives soit en marche (comme le montre bien le site d’AddUp), ce type de fabrication reste réservé à de grands acteurs capables d’absorber à la fois les contraintes financières et celles des délais de fabrication, tout en maintenant leur indépendance. Les étapes de la fabrication additive Qu’il s’agisse d’une fabrication nouvelle ou d’un rechargement, les contraintes liées à chaque étape varient. Les bases restent néanmoins les mêmes. Conception assistée par ordinateur (CAO 3D/ format STL) afin de modéliser le composant et piloter la fabrication (géométrie, matières utilisées, phases du processus, intégration des données de l’optimisation topologique). Préparation des fichiers : état
Build-to-spec vs build-to-print : quelle approche privilégier ?
La méthodologie que vous choisissez pour la fabrication de vos pièces et systèmes peut avoir un impact significatif sur la qualité, l’efficacité, et le coût de votre production. Un outsourcing stratégique passe par le choix d’un bon prestataire, tant pour un projet build-to-spec que pour une approche build-to-print. Mais de quoi parle-t-on concrètement ? Quelles sont leurs différences et principaux avantages ? Build-to-spec et build-to-print : définitions et différences Le build-to-print consiste à faire fabriquer une pièce ou un système par un sous-traitant à partir des plans, dessins d’assemblage et spécifications exacts du client, sans notion de co-développement (le sous-traitant joue un rôle purement manufacturier). Dans le cadre du build-to-spec, qui consiste à construire selon les spécifications, une expertise supplémentaire est recherchée pour la conception technique. Le prestataire est alors plus autonome que dans le cas précédent et doit faire preuve d’un véritable savoir-faire et d’une capacité d’innovation placés au service du projet client. Comment choisir entre build-to-spec et build-to-print ? Tout dépend du besoin de conception sur-mesure de chaque client, de ses capacités en interne et de la méthode de fabrication la plus adéquate. Le build-to-print est efficace dans certains cas précis, comme lorsqu’une pièce dispose déjà d’un design spécifique à répliquer à l’identique. Il faut dans ce cas que les plans soient bien établis et ne nécessitent aucune modification. Dans la plupart des cas néanmoins, le build-to-spec va apporter beaucoup plus d’avantages. Il est particulièrement approprié lorsque vous avez besoin d’une solution personnalisée ou lorsque vous cherchez à optimiser un design existant. C’est également l’option à privilégier lorsque vous souhaitez bénéficier de l’expertise du prestataire en matière de conception technique. Les principaux avantages d’une approche build-to-spec L’apport d’une expertise sur-mesure À la différence du build-to-print, le build-to-spec permet de s’allier le savoir-faire et l’expertise des ingénieurs du prestataire, une force dont le client ne dispose pas forcément en interne et qui arrive en renfort des compétences dont il dispose déjà. Via son expertise, il revient au fournisseur de s’assurer que le design final répond bien aux spécifications initiales : besoins, budget, fonctionnalités attendues… L’approche est donc celle de l’engagement de résultat, du sur-mesure, là où le build-to-print “se contente” de répliquer l’existant ou d’appliquer au millimètre ce qui a été fourni. L’optimisation des coûts Déléguer la conception et toute la réflexion autour du design, des matériaux et des coûts permet de mieux maîtriser le budget du projet : plus besoin de développer en interne, de gérer le poids financier du recrutement d’experts ou de réviser son budget de développement à mi-parcours. En effet, un prestataire comme Ametra, grâce à son expérience et son expertise, est souvent mieux placé pour estimer précisément le coût de chaque aspect du projet. Il peut également identifier et proposer des alternatives moins coûteuses sans compromettre la qualité ou la performance du produit. De plus, en externalisant la conception, le client peut réduire ses coûts fixes et variables, tels que le recrutement et la formation d’ingénieurs experts, l’achat et la maintenance de matériel de conception et de test, ou encore l’amortissement des coûts de développement sur une longue période. Une plus grande responsabilisation du prestataire Suivi de la qualité de la conception et des pièces, connaissance précise des procédés de fabrication et du monde industriel, capacité à garantir l’industrialisation dès sa conception, gestion de l’expertise en matière de conception et de fabrication… le prestataire n’est pas un simple exécutant, bien au contraire. Il joue un rôle très important et doit dès le départ s’affirmer comme un partenaire de choix, capable de travailler avec une part importante d’autonomie, voire de faire preuve d’initiative. Cette responsabilisation du prestataire peut être bénéfique pour le client, car cela garantit que le prestataire est pleinement investi dans la réussite du projet. De plus, cela permet au client de se concentrer sur son cœur de métier et de déléguer la gestion complexe de la conception et de la fabrication à un spécialiste. Plus d’agilité et d’innovation Le build-to-spec permet d’obtenir un regard extérieur et une expertise pointue qui, nous l’avons vu, n’est pas forcément disponible en interne. Le Groupe Ametra est par exemple capable de faire bénéficier à chacun de ses clients des retours d’expérience nés de la fertilisation croisée entre différents projets et secteurs. Cela permet d’être plus agile, de challenger l’existant et de renforcer la capacité à innover, ce qui constitue une forte valeur ajoutée pour le client. Par exemple, si une nouvelle technologie émerge ou si les attentes évoluent, le prestataire peut rapidement ajuster la conception pour intégrer ces nouvelles données. Cela permet d’obtenir un produit qui reste toujours à la pointe et qui répond parfaitement aux besoins actuels du marché. Comment réussir son projet build-to-spec ? Réussir un projet de conception mécanique, électrique ou encore électronique implique de bien choisir son prestataire. Voici nos conseils : Une application méthodique du cycle en V; Comme vous le savez déjà, le cycle en V est une approche couramment utilisée pour gérer les projets d’ingénierie et de développement. Elle met l’accent sur un processus rigoureux de spécification des besoins, de conception, de test et de validation. En appliquant méthodiquement chaque étape du cycle en V, vous vous assurez de suivre une méthodologie éprouvée qui garantit que le produit final répond à toutes les spécifications requises. L’identification des besoins de chaque client, et ce dès les premiers échanges ; Comprendre précisément les besoins de chaque client dès le début du projet est essentiel. Cette compréhension nous permet d’orienter efficacement le développement et d’assurer que le produit final répond à toutes les attentes. Une capitalisation sur la valeur ajoutée d’un ingénieur intégrateur ; Un ingénieur intégrateur est un professionnel qui possède des compétences à la fois en ingénierie mécanique, électrique et en programmation. Il est capable d’aborder le projet dans son ensemble et de comprendre comment toutes les parties s’intègrent pour créer le produit final. L’ingénieur intégrateur peut jouer un rôle clé pour assurer que toutes les parties du projet sont bien coordonnées et fonctionnent ensemble de manière efficace. Un
Ferroviaire : Ametra décroche un contrat-cadre avec la SNCF
© Ametra Group Le 29 avril 2019, Ametra Group a signé un accord-cadre national avec le groupe SNCF. Le Groupe est désormais référencé auprès de ce dernier pour intervenir auprès de l’ensemble des techniciens en France sur tous les métiers de l’ingénierie du matériel roulant et de l’outillage de maintenance. Jusqu’à il y a peu, Ametra intervenait sur des projets ponctuels dans le secteur ferroviaire, tels que des bancs de tests et moyens d’essai ou encore les tapis de voie pour le compte de la RATP dans le cadre de l’automatisation de la ligne 4 du métro. Ametra Engineering a également réalisé des études et outillages pour la SNCF. Le bon déroulement des projets, dont le travail accompli avec le technicentre de Chambly, a permis au Groupe d’être référencé plus facilement via cet accord cadre. Ci-dessous, le technicentre de Chambly, un centre spécifique qui fait la maintenance des rails. Ametra Engineering y a développé les moyens permettant le réassamblage des rails, en travaillant sur l’ergonomie des installateurs et sur les normes et en facilitant le travail des opérateurs. © Ametra Group © Ametra Group La mécanique est assez proche de ce que nous réalisons dans l’aéronautique et fait souvent appel à des compétences et typologies similaires. Par exemple, et bien qu’un train ne soit bien sûr pas un avion, dimensionner des objets mécaniques implique d’être fiable (maintenance), ce que l’on attend aussi de la conception d’un moyen industriel, qui doit être fiable et utilisable. L’innovation est aussi au centre des attentes : nouveaux matériaux, recherche du confort passager, connectivité, allègement… la recherche d’efficacité est un objectif primordial, dans un contexte de plus en plus soumis à la concurrence. Ametra Group capitalise donc sur son savoir-faire complet pour répondre aux exigences d’un marché en pleine expansion, qui inclut notamment le besoin de renouvellement des technicentres SNCF, les attentes liées au Grand Paris et des sollicitations en région. Ametra apporte aussi sa capacité à générer de nouvelles idées, à être capable de ne pas se contenter du besoin tel qu’il est compris. Idées neuves, innovation, cross-fertilisation, nouveaux inputs… le Groupe apporte son caractère dynamique et compétitif au secteur ferroviaire, notamment pour tout ce qui touche à la rénovation du matériel roulant. Il faut trouver de nouveaux moyens, les imaginer et les spécifier, établir un scénario pour faire cette maintenance, et répondre à de nouveaux besoins. Découvrez le Groupe Ametra et ses différents métiers en consultant le site officiel. Article de Michel & Thomas