Les fabricants du monde entier sont confrontés à des défis considérables alors que les industries deviennent de plus en plus numérisées et automatisées dans la poursuite de l’initiative « usine intelligente » dans le cadre de l’industrie 4.0.
Malgré la prolifération de la robotique et de l’interconnectivité machine/processus, de nombreux aspects de la production n’ont que marginalement adopté les initiatives de l’industrie 4.0.
Le pilier de l’usine intelligente est l’échange de données entre les processus de production et de distribution, qui communiquent entre eux à l’aide de l’Ethernet et de l’Internet industriel des objets (IIoT) basé sur le cloud.
Cela signifie essentiellement qu’un volume beaucoup plus important de données peut être recueilli à partir de processus multiples et mis à disposition dans un format commun pour permettre une utilisation et une analyse plus larges.
En coopération avec les humains en temps synchronisé, l’intégration cyber-machine/homme permet une connexion efficace et à distance des processus et de l’organisation dans l’environnement de production et de distribution.
Le besoin de solutions d’usine intelligente
Les responsables de la chaîne d’approvisionnement de pratiquement tous les secteurs sont confrontés à des défis considérables lorsqu’il s’agit d’équilibrer les cycles de production, les volumes de stocks et les délais de livraison.
Les responsables des opérations sont de plus en plus amenés à stocker davantage de produits dans les entrepôts existants, à les récupérer plus rapidement pour répondre à des volumes croissants de commandes « juste à temps », à utiliser plus efficacement la main-d’œuvre, à réduire la consommation d’énergie et à améliorer le rapport coût-efficacité.
Par conséquent, les fabricants examinent de plus près leurs modèles de production et de distribution et la manière dont ils peuvent mieux équilibrer leurs stocks par rapport à la production et à la livraison. La solution optimale englobe la connectivité de l’usine intelligente.
Dans de nombreuses usines, les solutions intralogistiques ne sont pas intégrées. Bien que de nombreux fabricants soient conscients des avantages de l’intégration de leurs processus d’entreposage, de picking, d’emballage et d’expédition, la complexité de l’intégration des systèmes propriétaires peut constituer un obstacle majeur. Les entreprises sont confrontées à la difficulté de trouver des solutions à des problèmes tels que :
- Manque de communication directe entre les équipements
- Saisie inadéquate des données
- Absence de dépannage sur place
- Programmation difficile
- Visibilité réduite
Le pilier de l’usine intelligente est l’échange de données entre les processus de production et de distribution
Stockage et traitement des petites pièces dans l’entrepôt de l’usine intelligente
Le stockage, le picking et le traitement automatisés de petites pièces et de produits finis sont au cœur de l’entrepôt de l’usine intelligente d’aujourd’hui.
Qu’il s’agisse du stockage de produits finis, de pièces détachées, de micro-pièces pour le commerce de détail, de caisses à outils ou de kits à assembler, un système de stockage et de picking automatisé pour le traitement des commandes de petites pièces est vital.
Le meilleur exemple d’un tel système est l’utilisation des magasins automatiques verticaux (VLM – Vertical Lift Module) et des carrousels horizontaux (HC – Horizontal Carousel), qui sont capables de gérer des milliers d’UGS différentes, ce qui permet de stocker, de prélever et d’emballer des stocks de petites pièces dans un espace très réduit, avec un niveau très élevé de rapidité et d’efficacité.
Les VLM et les HC possèdent une capacité unique de stockage dans un espace très compact, ce qui réduit considérablement l’espace occupé par les systèmes de stockage conventionnels jusqu’à 90 % et permet aux entreprises d’économiser un espace précieux et de concentrer les opérations dans une zone plus petite et plus proche de l’endroit où elles sont nécessaires, d’où l’optimisation du flux d’activités et la minimisation, voire l’élimination, du besoin de stockage hors site.
La conception modulaire et évolutive des VLM et des HC leur permet de fonctionner dans des environnements à plafond haut ou bas et dans des installations aux configurations inhabituelles. Ces systèmes peuvent facilement s’étendre ou se contracter en fonction des besoins pour s’adapter aux changements dans le nombre de UGS et les volumes de production. Il est possible de stocker des produits à température ambiante ou à température contrôlée entre 2 °C et 25 °C.
Les VLM utilisent la hauteur du bâtiment du sol au plafond, ce qui permet de stocker des articles jusqu’à 16 mètres de haut sur une surface très réduite, maximisant ainsi l’utilisation de l’espace vertical au sein de l’établissement. Les HC sont conçus pour être utilisés là où la hauteur du plafond est limitée.
La dernière évolution des VLM et des HC a toutefois dépassé ces capacités en offrant un niveau d’intégration et de connectivité permettant de soutenir le fonctionnement d’une usine intelligente. Prenons, par exemple, les solutions de stockage et de récupération automatisées fabriquées par Modula.
Les VLM et HC de Modula offrent une approche unique, rationalisée et simplifiée pour l’picking automatisé de petites pièces et le traitement des commandes dans le cadre de la distribution de l’usine intelligente 4.0, comme en témoignent deux capacités distinctes :
- En intégrant les articles et les stocks provenant à la fois du stockage automatisé et des rayonnages statiques via une plateforme WMS intelligente et dédiée, les VLM et les HC offrent une connectivité Ethernet complète avec le WMS de l’usine et l’ERP de l’entreprise. Cela permet une visibilité et une optimisation en temps réel de toutes les fonctions de stockage, de picking et d’emballage de petites pièces.
- Les VLM et les HC sont compatibles avec le cloud IIoT, ce qui permet de réaliser des diagnostics et des analyses complets du système afin de garantir que les VLM et les HC continuent de fonctionner au maximum de leurs performances, minimisant ainsi les temps d’arrêt pour l’entretien.
La connectivité WMS comme solution d’usine intelligente
Pour la gestion des VLM et des HC, un WMS (Warehouse Management System) dédié et plus holistique, c’est-à-dire un système qui se concentre uniquement sur la réception, le picking et le rangement des produits pour le traitement de petites pièces, est le scénario idéal.
Les VLM et les HC offrent une connectivité Ethernet complète avec le WMS de l’usine et l’ERP de l’entreprise.
L’un de ces systèmes est le WMS Modula – un logiciel complet de gestion des stocks conçu pour faire fonctionner les VLM et les HC, et pour intégrer de manière transparente les stocks dans les rayonnages statiques de l’entrepôt manuel traditionnel.
Une caractéristique essentielle du WMS est qu’il est conçu pour s’intégrer en temps réel avec le WMS hôte de l’entrepôt via Ethernet, ce qui garantit que le WMS hôte connaît l’emplacement de chaque article à prélever ou à réapprovisionner. Le WMS des VLM et des HC s’interface avec pratiquement toutes les plateformes WMS, DMS, MRP et ERP, ce qui rend les processus tels que la réception, le picking et le rangement des produits plus rapides et plus précis. Le WMS des VLM et des HC permet au WMS hôte de contrôler directement les unités VLM et HC.
Chaque VLM et HC est équipé d’une console Copilot à écran tactile couleur connectée à Modula WMS via Ethernet, qui facilite l’utilisation et la demande d’articles spécifiques ou l’exécution de commandes.
Chaque VLM et HC est équipé d’une console Copilot à écran tactile couleur connectée à Modula WMS via Ethernet
La visualisation graphique de l’agencement des plateaux montre clairement à l’opérateur où se trouve l’article souhaité dans le VLM ou le HC. La console Copilot affiche également toutes les informations nécessaires aux opérations de picking ou de stockage, telles que le code de l’article, la quantité et les notes sur l’article.
Un WMS dédié et connecté pour le stockage et le picking de petites pièces avec des VLM et des HC offre des avantages inhérents à la visibilité en temps réel des stocks et à la gestion des opérations de picking et d’emballage.
Voici quelques-uns de ses avantages :
- Élimination de la saisie manuelle
La saisie manuelle est sujette à l’erreur humaine, même lorsque des processus définis sont en place. La saisie manuelle peut être évitée en utilisant des codes-barres et d’autres solutions automatisées et intégrées avec les VLM et les HC pour gérer les stocks de petites pièces. - Stocks dans les rayonnages
De nombreuses opérations de fabrication et d’entreposage utilisent des équipements de manutention et des WMS sophistiqués, mais conservent encore des milliers d’UGS sur des rayonnages, dans des plateaux et des boîtes à outils, qui sont stockés et prélevés manuellement. Tous les WMS ne sont pas conçus pour faciliter l’intégration, le suivi de l’état, la gestion et l’établissement de rapports sur les articles conservés dans des entrepôts non automatisés.
Un WMS dédié au stockage et au picking de petites pièces avec des VLM et des HC a la capacité d’intégrer numériquement les stocks dans les rayonnages statiques avec les VLM et les HC, et de rendre ces données accessibles via Ethernet à l’ERP et au WMS hôte. - Tableau de bord piloté par l’information
Le tableau de bord peut être personnalisé en fonction des besoins et des préférences de chaque utilisateur. Les vues personnalisées comprennent la possibilité de filtrer et de trier les données, de personnaliser la présentation des informations, de configurer des alertes et de créer des rapports personnalisés. Cette fonction de personnalisation permet aux responsables d’avoir une visibilité en temps réel sur les indicateurs de performance clés et de prendre des décisions fondées sur des données afin d’optimiser les opérations de leur entrepôt. - Suivi et traçabilité d’identifiants uniques
La possibilité de suivre des identifiants uniques tout au long de la chaîne d’approvisionnement est une exigence qui émerge rapidement pour les fabricants, les détaillants et les distributeurs, et ce en particulier pour ceux qui proposent des produits de petite taille et de grande valeur. Le suivi et la traçabilité font référence à un ensemble d’outils de suivi numérique qui sont utilisés pour s’assurer que les autorités de régulation et les entreprises peuvent vérifier l’authenticité, l’identité et l’emplacement d’un produit spécifique. La plupart des systèmes de gestion d’entrepôt (WMS) ne disposent pas des fonctionnalités nécessaires pour gérer les exigences d’identification spécifiques liées au suivi et à la traçabilité, surtout pour les produits pharmaceutiques. Au contraire, les WMS des derniers VLM et HC offrent cette possibilité et sont bien adaptés à la gestion numérique des stocks nécessitant des capacités de suivi et de traçabilité. Ils peuvent également partager en toute transparence les données pertinentes avec l’ERP et le WMS hôte par le biais de la connectivité Ethernet. - Installation et connectivité rapides
Contrairement à de nombreux WMS dont l’installation nécessite un temps considérable, les WMS les plus récents, tels que le WMS Modula, permettent un processus d’installation rapide. Il est livré avec un ensemble standard d’interfaces pour la connexion avec l’ERP de l’entreprise, comme SAP, Baan, Oracle, Microsoft Dynamics NAV, Epicor et d’autres.
Modula fournit des modèles pour la création d’interfaces standard avec des protocoles tels que ASCII, ODBC, XML et REST API (Webservices). L’accent est mis sur une intégration et une connectivité rapides et sûres avec les systèmes existants afin de permettre une gestion transparente des commandes et des stocks entre l’ERP et le WMS hôte via Ethernet.
La visualisation graphique de l’agencement des plateaux montre clairement à l’opérateur où se trouve l’article souhaité dans le VLM ou le HC
Rapports à distance basés sur le cloud en tant que solution d’usine intelligente
L’une des fonctionnalités uniques des derniers VLM et HC est le reporting en temps réel des performances et des mesures du système via la connectivité cloud IIoT. Cela est clairement mis en évidence dans Modula Cloud, une plateforme d’analyse et de reporting à distance qui recueille des données statistiques de chaque unité de stockage et de déstockage automatisée, où qu’elle se trouve.
Modula Cloud collecte et analyse les données de chaque VLM et HC, puis transfère automatiquement les informations vers la plateforme cloud sécurisée de l’utilisateur. Grâce à une authentification avancée, les utilisateurs peuvent accéder aux données – pour un VLM ou un HC individuel, ou pour plusieurs unités situées à différents endroits – sur le portail de l’utilisateur, qui est accessible depuis n’importe quel appareil et n’importe quel endroit.
Une carte interactive permet à l’utilisateur de voir où le VLM ou le HC fonctionne, et d’un simple clic sur la carte, l’utilisateur peut accéder à des rapports de performance en temps réel pour chaque unité individuelle.
Rapports et fonctionnalités de Modula Cloud
Mesures de performance
Modula Cloud suit les informations et les activités provenant des entrepôts – même sur plusieurs systèmes et dans différentes villes et pays – de sorte que les données de chaque VLM ou HC sont disponibles. Ces données couvrent le nombre total de missions, le nombre de missions par jour ou par période, la saturation des plateaux, les cycles de travail et l’état de l’entrepôt en ligne/hors ligne.
Les utilisateurs ont accès à des rapports détaillés sur l’efficacité de l’utilisation des plateaux d’une machine et sur l’état des plateaux, par exemple s’ils sont déséquilibrés et s’il faut réaffecter des articles. Les opérateurs peuvent voir combien de cycles ont été effectués et combien d’énergie a été consommée, ainsi que d’autres données pertinentes.
Entretien
Les opérateurs savent immédiatement si une machine fonctionne correctement, si elle est hors ligne ou si elle rencontre un problème qui doit être traité.
À l’aide de logiciels, d’algorithmes et d’informations recueillies auprès de capteurs IIoT, les VLM et les HC peuvent signaler eux-mêmes leurs besoins en matière d’entretien. Cette fonctionnalité analyse les données de chaque VLM ou HC pour créer des calendriers d’entretien optimaux et évaluer quand des interventions sont nécessaires.
La surveillance à distance fournit des informations critiques par le biais de tableaux de bord personnalisés, d’alarmes et de notifications prédictives. Ces informations peuvent être utilisées pour générer automatiquement des bons de travail associés aux activités d’entretien.
Accessibilité et sécurité des données
Les données sur les performances et les mesures des VLM et des HC sont collectées et téléchargées dans le cloud via un protocole de communication et elles sont accessibles aux utilisateurs autorisés par le biais de noms d’utilisateur et de mots de passe uniques.
Pour assurer la sécurité des informations, Modula Cloud a été entièrement développé avec la technologie Microsoft et est hébergé sur la plateforme Microsoft Azure. Microsoft étant l’un des principaux fournisseurs de services publics, son cloud est équipé de toutes les dernières certifications de sécurité pour la gestion de l’information, ainsi que de systèmes de cryptographie pour l’authentification et l’échange de données.
La seule condition préalable pour le client du côté informatique est une connexion Internet stable et continue à partir du poste de travail PC Modula Server.
Essentiellement, ce système de diagnostic et de reporting basé sur le cloud fournit une visibilité complète et en temps réel de chaque aspect du fonctionnement du VLM ou du HC.
Modula Cloud vous permet de surveiller votre entrepôt, où que vous soyez
Vers l’industrie 4.0 et les solutions d’usine intelligente
L’obtention du plus haut niveau d’efficacité de production est l’objectif de la mise en œuvre d’une initiative d’usine intelligente.
Pour y parvenir, les fabricants doivent développer des solutions intralogistiques complètes et personnalisées qui offrent à la fois sécurité et flexibilité pour les mener en douceur vers leur avenir numérique.
Un élément essentiel est l’exploitation de solutions d’automatisation interconnectées à travers de multiples processus de distribution, ce qui est nécessaire pour permettre un flux de production plus homogène. L’utilisation de VLM et de HC intégrés pour le traitement automatisé des petites pièces est un pilier de cette évolution.
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