Systèmes de fabrication : 6 systèmes et processus communs utilisés dans la production

Chaque usine fonctionne sur la base d'un système de fabrication, même si ce n'est pas toujours le cas. L'agencement de vos lignes de production, la façon dont le travail circule et les outils sur lesquels vos équipes s'appuient au jour le jour, tout cela fait partie de votre système.

Le type de système que vous utilisez a des conséquences réelles. Il influe sur tout, des coûts et des délais à la qualité et à la flexibilité des produits. Que vous construisiez des moteurs à réaction, des produits cosmétiques formulés par lots ou des prototypes imprimés en 3D, votre système détermine la manière dont le travail est effectué.

Dans ce guide, nous allons décomposer six systèmes de fabrication largement utilisés, des systèmes discrets aux systèmes continus, et explorer les domaines dans lesquels chacun d'entre eux fonctionne le mieux. Vous découvrirez également comment les outils modernes, tels que les plateformes MES , modifient les possibilités de l'atelier.

Un système de fabrication est une combinaison d'actions et de processus utilisés tout au long de la production de biens. Bien que les entreprises aient développé différents systèmes et processus au fil du temps, ils sont devenus un élément de plus en plus important de tout environnement de production.

La mise au point d'un système adéquat permet de transmettre des commandes aux machines, de distribuer des ordres aux travailleurs et constitue un élément de plus en plus essentiel du contrôle de la qualité.

Les systèmes les plus couramment utilisés pour la fabrication sont les suivants :

• Fabrication discrète

• Fabrication répétitive

• Fabrication en atelier (personnalisation de masse)

• Fabrication par lots

• Fabrication en continu

• Fabrication additive

Dans ce billet, nous allons explorer ces différents systèmes et processus utilisés par les fabricants dans tous les secteurs d'activité à travers le monde.

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La fabrication discrète est un terme qui fait référence à tout type de processus d'assemblage qui aboutit à la construction de produits finis distincts, constitués d'un nombre quelconque de pièces ou de composants individuels. Le concept est souvent appliqué aux entreprises qui créent une variété de produits de tailles et de caractéristiques différentes, notamment la plupart des biens de consommation, les smartphones, les appareils médicaux, les voitures et les vêtements.

La fabrication répétitive peut s'apparenter à la fabrication discrète en ce sens qu'elle décrit la production ou l'assemblage de biens distincts qui peuvent être décomposés en leurs composants individuels, mais elle s'applique davantage aux processus ne présentant que peu ou pas de variations. Avec les procédés de fabrication répétitive, il y a moins de changements entre les étapes, ce qui améliore l'efficacité de la production. Les processus de fabrication répétitive se retrouvent souvent dans des environnements produisant des biens durables tels que des meubles et des appareils électroménagers, ainsi que de nombreux types de composants électroniques/électriques grand public.

La fabrication en atelier, également connue sous le nom de personnalisation de masse, est un processus qui combine la personnalisation des produits sur mesure, de plus en plus populaire dans de nombreux biens de consommation, avec les faibles coûts et l'efficacité de la production que l'on trouve dans les systèmes de production traditionnels. Contrairement aux processus de fabrication discrets et répétitifs, l'environnement d'un atelier de fabrication fait appel à des zones de production définies, par opposition aux chaînes de montage traditionnelles. Cela permet aux entreprises de fabriquer de plus petits lots de produits personnalisés, mais il peut être difficile de les automatiser en fonction du niveau de personnalisation. Parmi les secteurs où l'on trouve des processus de personnalisation de masse, on peut citer les vêtements et les meubles sur mesure, les automobiles spécialisées et tout bien de consommation qui permet au consommateur de personnaliser le produit final.

Un processus de fabrication par lots implique un ensemble d'ingrédients et une séquence d'une ou plusieurs étapes de production qui suivent un ordre prédéfini. Une quantité déterminée de produit(s) est produite à la fin de chaque séquence pour constituer un lot unique. Le traitement des lots suivants ne commence que lorsque toutes les quantités de produits définies ont été produites. Les processus de production par lots sont souvent utilisés dans les industries alimentaires et pharmaceutiques, car ils permettent un meilleur contrôle de la qualité, une meilleure traçabilité et des temps de production plus courts.

Un processus de fabrication en continu fait passer la matière première du début du processus à chaque étape de la production jusqu'au produit final. Plutôt que d'attendre que l'unité de produit soit complète (comme dans la fabrication par lots), la matière première est alimentée et traitée en continu pour produire des unités de produit supplémentaires. Les processus de production en continu se retrouvent principalement dans les industries où les installations peuvent fonctionner sans interruption, comme le raffinage du pétrole, la production de papier, la fabrication de produits chimiques et cosmétiques, et certains types d'aliments et de boissons.

L'impression 3D ou les processus Fabrication additive font partie des nouvelles formes de production qui n'ont cessé de gagner en popularité au cours de la dernière décennie. Par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles, l'impression 3D offre plusieurs avantages en termes de personnalisation, de complexité, de durabilité et d'innovation. Par conséquent, les processus Fabrication additive ont été adoptés par une grande variété d'industries, de l'aérospatiale et de la défense aux fabricants d'appareils médicaux et dentaires.

Le choix d'un système de fabrication ne consiste pas à rechercher le diagramme le plus efficace dans un manuel, mais plutôt à adapter les processus à la réalité. Ce qui compte, c'est le type de produit que vous fabriquez, le rythme que vous devez respecter et le mode de fonctionnement de votre entreprise.

Les éléments à prendre en compte dans votre décision

Volume de production
Si vous produisez des dizaines de milliers d'exemplaires d'une même pièce, les lignes continues ou répétitives sont généralement utiles. Lorsque chaque commande est différente, par exemple dix composants personnalisés pour dix clients différents, il est préférable d'opter pour un atelier de fabrication à façon ou une ligne additive.

Complexité du produit
Plus votre produit est varié et configuré, plus le système doit être flexible. C'est là que les ateliers, les installations de traitement par lots ou les systèmes additifs excellent. Si votre produit est hautement standardisé, un flux continu est souvent l'option la plus propre.

Délais d'exécution
Les systèmes continus et répétitifs sont conçus pour produire des pièces rapidement. Les ateliers et les additifs peuvent vous permettre d'avancer plus vite au début, mais ils ne maintiennent pas toujours ce rythme lorsque la demande augmente.

Pression sur les coûts
La rentabilité des unités favorise généralement les systèmes continus ou répétitifs lorsque vous produisez à grande échelle. Si chaque centime compte et que les volumes sont élevés, ces systèmes sont les plus performants.

Espace et infrastructure
Les systèmes continus nécessitent un espace au sol dédié, un support utilitaire et un investissement à long terme. Les installations de production par lots et additives sont plus faciles à déplacer, à étendre ou à reconfigurer.

Intégration numérique
L'automatisation et le MES ont tendance à s'intégrer plus facilement dans les systèmes répétitifs, continus et certains systèmes discrets. Ce sont ces installations qui bénéficient le plus des outils numériques avancés.

Adapter les systèmes aux situations

• Nécessité d'une mise à l'échelle rapide sur plusieurs sites avec peu de variations : Répétitif ou continu

• Fabrication de produits personnalisés à faible volume : Atelier de fabrication ou additif

• Exécution d'une demande saisonnière ou de produits mixtes : Lot

• Vous cherchez à automatiser et à vous connecter par le biais de MES: répétitif, continu ou discret

• Prototypage ou développement précoce d'un produit : Fabrication additive

• Réduire les coûts unitaires à grande échelle : Continu ou répétitif
  
  

L'étape suivante consiste à examiner comment les approches hybrides commencent à combiner ces modèles pour répondre à des demandes plus complexes et changeantes.

Dans la plupart des usines d'aujourd'hui, vous ne trouverez pas un seul système de manuel fonctionnant d'un bout à l'autre. Ce que vous verrez, ce sont des combinaisons, un cycle continu pour le remplissage des bouteilles, puis un passage à la gestion des lots pour l'étiquetage. Ou encore une ligne discrète qui a été boulonnée avec quelques imprimantes 3D pour les pièces personnalisées. Ces installations ne sont pas conçues pour remporter un prix de design, mais pour assurer la continuité du travail sans avoir à tout démanteler lorsque la demande évolue.

Pourquoi les ateliers mélangent-ils plus souvent les modèles ? Parce que les outils ont changé.

Les capteurs sont aujourd'hui omniprésents. Les machines peuvent signaler des problèmes et modifier leurs propres réglages avant même qu'un opérateur ne s'en aperçoive. Les ingénieurs utilisent des jumeaux numériques pour élaborer des scénarios de simulation sans toucher le sol. La Apprentissage machine s'insinue dans la qualité et la maintenance, aidant les équipes à cesser de chercher les problèmes après coup. Et l'automatisation n'est plus réservée aux installations géantes. En effet, les petites entreprises peuvent brancher des robots modulaires sans avoir à réécrire l'ensemble de leur processus.

Tout cela modifie la façon dont les systèmes sont conçus. L'ancienne hypothèse selon laquelle une fois qu'un processus était établi, il restait verrouillé, ne tient plus aujourd'hui. Les lignes de produits tournent plus rapidement. Les clients veulent plus de variations. Les réglementations ne cessent de changer. Le système doit s'adapter, sinon il s'effondre.

C'est cette lacune que Tulip tente de combler. Au lieu d'un grand MES qui s'attend à une certaine stabilité, Tulip vous propose des modules plus petits que vous pouvez insérer là où vous en avez besoin. Commencez par une seule application sur une ligne pilote, puis ajoutez-en d'autres au fur et à mesure que l'opération évolue. En fin de compte, les processus hybrides ne fonctionnent que si votre logiciel peut s'y adapter.

La fabrication moderne ne se cantonne pas à une seule case. Qu'il s'agisse de gros volumes, de variations complexes ou d'un mélange des deux, le système doit correspondre à la façon dont le travail se déroule réellement dans votre atelier. Atelier de fabrication, production par lots, fabrication additive, production continue : chacun a sa place, et de nombreuses usines les combinent. Le véritable test est de savoir si vos outils numériques peuvent suivre le rythme. UnMES composable vous offre cette flexibilité - commencez là où vous en avez besoin, et développez au fur et à mesure que les choses changent.

Au cours de la dernière décennie, le nombre d'éditeurs de logiciels entrés sur le marché pour automatiser les systèmes de fabrication et résoudre les innombrables cas d'utilisation et défis rencontrés chaque jour dans les environnements de fabrication a explosé.

Selon Allied Market Research, le marché mondial des Logiciel de gestion opérations de fabrication devrait atteindre 15,2 milliards de dollars d'ici 2026. Alors qu'une grande partie de cette croissance sera constituée de solutions existantes, y compris des solutions ponctuelles cloisonnées et des systèmes traditionnels d'exécution de la fabrication (MES), nous pensons qu'une nouvelle génération de solutions sans code, IoT, ouvrira la voie et capturera un pourcentage croissant de parts de marché.

Avec la plateforme TulipFrontline Operations, leader dans l'industrie, les fabricants sont en mesure de configurer une solution holistique et flexible, quel que soit le(s) système(s) en place dans l'atelier. Que vous fabriquiez des produits sur des lignes d'assemblage, dans des ateliers ou par lots, la bibliothèque d'applications de Tulippeut vous aider à résoudre tous les défis existants dans votre environnement.

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