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Comment structurer vos données issues des processus de Fabrication Additive pour gagner en productivité ?

By 26 février 2020 No Comments

La Fabrication Additive au cœur des processus industriel est un enjeu des métiers de demain. Le marché mondial a poursuivi la tendance croissante de 20 % annoncée en 2019, pour atteindre les 13 milliards de dollars. Une grande part des investissements réalisés a été consacrée à l’acquisition de machines et l’approvisionnement en matériaux, mais la majorité est dédiée au développement de nouvelles méthodes et procédés. La technologie reste relativement nouvelle à l’échelle du monde, et l’essor rapide du développement de la fabrication additive se heurte à un enjeu déjà crucial à la fin des années 2010 : comment structurer la donnée acquise, grâce à la fabrication additive, dans une optique de rentabilité optimale ?

Transition de la manufacture discrète à la manufacture de série

La fabrication additive a ouvert une nouvelle dimension pour l’industrie. En s’appuyant sur un raisonnement croisé entre design, procédés et propriétés des matériaux, cette technologie permet la production de pièces et de produits uniques.
En 2016, le plastique et le métal étaient les principaux matériaux utilisés par les entreprises pour l’impression en 3D. Mais l’émergence de besoins de production de plus en plus spécifiques a poussé le développement exponentiel de biomatériaux et matériaux spécialisés (cire, laywood, polymères…). Ce faisant, l’apparition de nouveaux matériaux a fini d’achever la transition opérationnelle des entreprises : la production peut s’opérer en série, et non plus uniquement en production discrète.
Grâce à cela, de nouveaux secteurs ont pu s’approprier des applications pour les transposer à leurs cœurs de métier. Par exemple, la pharmacie et le biomédical en tête, ces secteurs d’activités pourraient générer jusqu’à 20 % du taux de croissance pour le marché de la fabrication additive. Notamment grâce à l’explosion de la demande des applications pour les soins, afin de soulager économiquement les procédures liées aux chirurgies complexes.
Mais alors, plus que l’enjeu d’industrialisation du processus de fabrication à définir, c’est véritablement la capacité des entreprises à s’adapter à la technologie qui est challengée. Cela afin de tenir compte de la quantité énorme de données qui gravitent autour de la fabrication additive. Car, logiquement, un essai qui aurait échoué, c’est une pièce qui s’effondre, c’est une perte de temps et de matière, donc d’argent. Face à cela, il est nécessaire de structurer ses processus de fabrication afin de ne pas refaire deux fois les mêmes erreurs.

Deux enjeux du workflow additif : communauté et sécurité

De par sa nature disruptive, il facile de voir que la fabrication additive est une activité transversale au sein des entreprises. Depuis les données issues d’essais du laboratoire, en passant par les simulations des ingénieurs calculs et métrologie, jusqu’au traitement des retours d’expériences des experts matériaux. Alors, l’entrecroisement de nombreux services, souvent cloisonnés dans leurs missions respectives, pousse à l’élaboration de nouveaux modes de fonctionnement.
Dans un premier temps, étant donné les natures très diverses des acteurs intervenant dans le processus de fabrication additive, il est important de garder une vue d’ensemble de ce processus. En effet, de nos jours, l’exécutant d’une tâche doit savoir équilibrer autonomie et interconnexion. Dès lors, il a besoin de savoir « Quoi faire ? » et « Comment le faire ? », mais également « Pourquoi ? ». Donc la notion de logique produit introduit une vue des concepteurs sur leurs missions au sein du processus. En ce sens ils leurs est possible d’identifier les différents services, et sites impliqués, et le cas échéant décloisonner les informations à toute personne ayant droit à en connaitre.
En mettant en place une communauté autour des informations à (ré-)utiliser, le concepteur pourra investir du temps pour s’approprier la connaissance prescriptive transmise par un expert, afin de l’appliquer. Ainsi, dans une problématique d’efficacité et de rentabilité, la structuration décloisonnée de l’information permet :

  • Une optimisation de la production grâce à la compréhension de l’articulation des fonctions.
  • La capitalisation des retours d’expériences d’experts, notamment sur les défaillances potentielles.
  • D’éviter les doublons dans un contexte hautement stratégique.
  • De mettre à jour, au fil de l’eau, les bases de données matériaux.

Toutefois, devant l’intégration de tous ces acteurs au sein du processus, d’aucuns pourraient s’inquiéter de la sécurité des données, puis des connaissances tirées, issues de la fabrication additive. Comme évoqué précédemment, la compétition sur ce marché n’est que grandissante. Le principe même d’adaptabilité de la fabrication additive renforce l’enjeu de sécurité, surtout dans le développement de matériaux spécialisés. Souvent issues de « recettes maison », c’est parfois le plan R&D à moyen terme qui se retrouve exposé.
Dans ce cas, l’ouverture de l’information à tous les partis prenants a son corollaire. Plus précisément, le partage des fonctionnalités globales, les résultats de tests et d’analyses et les connaissances d’experts ne doivent pour autant pas compromettre la confidentialité de données à forte valeur ajoutée. Dès lors, un référentiel unique, disposant d’une fine gestion des droits est une nécessité, afin de combiner sécurité et collaboration.

Dans un contexte de révolution industrielle, grâce à l’Industrie 4.0 et le tout connecté, les applications ne sont limitées que par l’imagination. Bien entendu, aujourd’hui le paramétrage des machines est complexe, et les cycles de fabrication relativement longs. Mais au-delà de l’aspect économique, cette technologie pousse l’innovation à, inlassablement, progresser. Aux dernières nouvelles, le MIT travaille sur l’impression 4D, dans le but de réaliser des objets capables de changer de forme ou de propriétés au cours du temps.

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