L'ingénieur, 1 mai 1986, Mai - Juin

SI##- Mfti/Jufo 1906 72* année N» 373 Aéroplan.Au delà de l'analyse des statistiques et des théories, l'économiste doit travailler en étroite collaboration avec les leaders des gouvernements, des industries et des syndicats.Je suis membre du programme Aéroplan, parce que je voyage beaucoup au Canada et à l’étranger pour rencontrer consulter div ers spécialistes et participer à des conférences.En effet la dernière fois que j’ai assiste à un séminaire de l’OCDE à Paris, j’ai profité d’une prime vc >yage Aén >plan Selon moi, T Aéroplan est unique en ce qu'il m offre un plaisir supplémentaire de voyager.AIR CANADA TRANSPORTA R ( XUCIEl 9® SO* ANNIVERSAIRE D'AIR CANADA MEMBRE DE L'AI LIANCE CANADIENNE DES ASSOCIAI H -S'.Tot RiSTIQl I' Mane-Jotée Drouin, directeur general Institut Hudson.Montréal Le seul programme pour grands voyageurs à m’offrir Paris I ingénieur/mat-juin 1986 Mai Juin 1986 N° 373.72* année Éditeur Les publications lingénieur me Case postale 6980 succursale A Montreal (Quebec) H3C 314 Tel (514)340 4764 Conseil d'administration Jean Paul Gourdeau président Paul Maior vice président Comité exécutif Guy Droum président executif Jacques Lapomte vice president Jean Corneille, vice président Serge Tison, secrétage Claude Brulotte trésorier Yolande Grngras directeur généra?Administrateurs Michel Beüerose Adolphe Blach Claude Bourgeois Heiene Denis Roland Chevalier Marcel Des ardms Fernand DeSerres Daniel Fleury Roger Lessard Donat A Martmol Ovide J Podras Christ.an Tess.er Jean Claude Thernen Jean Verdy Directeur général Yolande Grngras Comité consultatif de rédaction Jean Lapomte directeur Gilles G Belanger Joseph Bouchard Jules Deiisie Hé^ne Denis Pierre Desrochers Yves Li/otte Paul Édouard Robert Rédacteur en chef Henr.Kélada Pudicité Robert Dumouchel Publications R A D enr 605 rue Fihatrault Suite 6 Samt Laurent (Québec) H4L 3V3 Te (514) 744 6019.744 6162 Composition Les Ateliers Chiora ne (514)341 4066 Imprimeur Presses Élite me (514)731 2701 Abonnements Canada 1 5 $ par année Étranger 20 S par année A l'umté 3 S Six (6) numéros par année Droits d'auteurs Les auteurs des articles publiés dans I INGÉNIEUR conservent i entière res ponsabilité des théories et des opinions émises par eux Reproduction permise, avec mention de la source on voudra bien cependant faire tenir à la Rédaction un exemplaire de la publication dans laquelle paraîtront les articles Engmee rmg Index Biol .Chem Sc.Abstracts.Penodex et Radar signaient les articles publiés dans ( INGÉNIEUR — ISSN — 0020 1 138 Courrier de deuxième classe Enregistrement no 5788 Sommaire 2 La fabrication assistée par ordinateur: une nécessité par Joseph A Bouchard, ing 3 Automatismes, CAO-FAO et robotique.par Rinaldo Somenzi 5 La commande numérique par Paul Marmion, ing.8 Les automates programmables par Roger Arbour, ing.13 La robotique au Québec par Michel Blouin, ing 25 L'atelier flexible par Louise Quesnel, ing.30 Organisation cellulaire des ateliers par Claude Olivier, ing.Photo couverture gracieuseté ASEA Inc.1 I ingénieur/mai-jum 1986 :c à?La fabrication assistée par ordinateur, une nécessité Le présent numéroest consacré à la «Fabrication assistée par ordmateur»(FAO) Il a comme premier objectif de sensibiliser les ingénieurs à l'importance de cette approche où l'on observe la pénétration en force de l'ordinateur dans les moyens de production Le deuxième objectif est d'apporter un éclairage particulier sur les problèmes que l'on peut rencontrer dans l'implantation de tels systèmes, non pas dans le but de dissuader quiconque sur la pertinence de l'introduction et de l'implantation de la FAO mais plutôt dans le but de partager le fruit de l'expérience des auteurs lors de la réalisation de tels systèmes La question qu'on doit se poser n'est pas de savoir s'il faut introduire la FAO mais plutôt quand et comment on doit le faire La survie des entreprises d'ici en dépend afin de pouvoir concurrencer les entreprises qui l'ont déjà fait ailleurs L'automatisation de la fabrication dont on parle dans ce numéro est évidemment l'automatisation flexible ou informatisée qui s'applique non seulement à la robotique, qui n’en est qu'une petite partie, surtout au Québec, mais à l'ensemble des processus de production, ensemble désigné maintenant sous le vocable de productique Cela comprend les systèmes de conception et fabrication assistées par ordinateurs CFAO, les machines-outils à commande numérique (MOCN), les automates programmables, les robots, les convoyeurs et autres organes de manutention Ces systèmes qui sont tous informatisés sont, pour la plupart, aujourd'hui encore isolés Ils seront à l'avenir de plus en plus reliés entre eux et intégrés au reste de l'usine pour tendre vers l’atelier flexible Cette intégration des activités sera facilitée par l'utilisation, entre autres, d'outils technologiques tels que les systèmes CFAO, l'organisation cellulaire et les systèmes de gestion informatisée de la production, ouuls qui sont décrits dans ce numéro.Jusqu'à ce jour, l'impact de ces technologies a été limité parce qu elles sont apparues au hasard des progrès technologiques, surtout ceux de l'électronique les MOCN, suivies des robots, puis des systèmes CAO/FAO des micro-ordinateurs et de l'ordinateur personnel Aujourd’hui, l'approche intégrée est enfin possible et accessible à la plupart des entreprises, y compris les petites et moyennes entreprises aux micro-ordinateurs et à la micro-informatique en général Les coûts reliés à l'achat, à l'implantation et à l'entretien du matériel informatique baissent continuellement tandisque les systèmes deviennent plus performants, plus fiables, moins encombrants et capables de communiquer entre eux Enfin, grâce à la FAO, et les Japonais l'ont bien prouvé, la fonction Production et le personnel qui y oeuvre, reprennent dans l'entreprise une place de première importance En effet, la production de biens ou de services de qualité à des coûts inférieurs à ceux d'un concurrent est la seule garantie de réussite, voire de survie d'une entreprise Tout entreprise doit penser et oeuvrer dans un contexte mondial de libre-échange où le consommateur devient plus exigeant, mieux informé et, de plus en plus, libre de choisir ses produits.Joseph A Bouchard coordonnateur M Joseph Bouchard est diplômé de I Université Laval en génie électrique II a œuvré pendant une quinzaine d années à la firme Sperry Rand dans la recherche et le développement des machines-outils à commande numérique et des robots industriels II œuvre actuellement dans renseignement et la recherche, il est professeur et directeur du département de Production automatisée à (École de technologie supérieure de l'Université du Québec 2 I ingénieur / mai-juin 1986 Automatismes, CAO-FAO et robotique.Rmaldo Somenzi Le développement de plus en plus rapide de l'électronique a permis l'émergence de techniques de production que l'on retrouve désignées sous le nom générique de «Conception et fabrication assistée par ordinateur ».CAO FAO ou CAD/CAM en anglais On y retrouve autant la capacité de concevoir par ordma teur que celle de produire en utilisant des automatismes de corn mande et de contrôle; ce qui comprend les automatismes lo eaux ou centralisés, les automatismes dédiés à des fonctions bien précises.les robots industriels ainsi que les ateliers et usines flexibles, actuellement en développement dans plusieurs pays Ces automatismes s'adressent à toute la gamme des activités que l'on retrouve dans une usine.des opérations d'entreposage jusqu'au contrôle de qualité Définir la robotique On oppose souvent la définition japonaise à celles plus limitées utilisées généralement en Amérique et en Europe Celles-ci sont axées sur les termes «reprogrammables» et «multifonctionnels» qui présupposent qu'un robot doit faire preuve — pour porter ce nom — d'une certaine versa-111ité Cependant même là, on s'aperçoit que les évaluations s'appuyant sur ces deux préalables varient parfois considérablement selon les sources L'importance de cette constatation apparaît cependant lorsqu'on tented'évaluer le nombrede robots actuellement en usage Selon les Japonais eux-mêmes, il y avait quelques 138000 robots dans ce pays en 1981 alors que les sources occidentales, plusconser-vatrices, les évaluaient générale- M Rmaldo Somenzi est diplômé en méca nique, il a suivi des cours en administra tion II est actuellement agent de dévelop pement industriel à la direction générale de I économie industrielle du Ministère de l'Industrie et du Commerce Avant de se joindre au ministère M Somenzi a travaillé dans plusieurs entreprises à I étranger et au Quebec ment à 50000 unités, ce qui est encore considérable Ceci explique l'éventail des produits auxquels on accole cette définition de robot On trouve effectivement, dans un ordre où l'on peut voir une progression dans la complexité des appareils, des manipulateurs à séquence fixe, des manipulateurs à séquence variable, des robots de type «play back», des robots à contrôle numérique et finalement des robots dits «intelligents», dotés de la capacité de saisir dans une certaine mesure, leur environnement Le robot est un instrument de production et.à ce titre, fait partie de l'ensemble des technologies de fabrication assistées par ordinateur (FAO).Avantages de la robotique Les avantages que l'on reconnaît généralement aux robots industriels sont de deux ordres Sur le plan de l'investissement, on s'entend généralement pour reconnaître que l'installation d'un milieu de travail propre au robot peut jusqu'à doubler le prix de celui-ci Comme on l'a déjà souligné, la hausse des coûtsde main-d'œuvre aide à justifier l’utilisation des robots, surtout si cette utilisation favorise un rendement investi intéressant sur le capital investi Sou-hgnonsqu'au Japon, ce rendement doit être de moins de 2 ans pour être justifié En outre, le robot ne travaille pas nécessairement plus vite qu'un employé mais son rythme de travail est plus régulier, de plus, il offre l'occasion de pouvoir allonger la durée de travail sans problèmes, ce qui se traduit par une meilleure constance dans la qualité des produits finis et une productivité plus élevée Quelles que soient les raisons invoquées, il n'en demeure pas moins que les robots, et les automatismes en général, ont démontré leur rentabilité à l'extérieur du Canada Ne prenons comme exemple que le Japon, où l'utilisation intensive d'automatismes a permis de produire des biens à faible coût et de qualité bien reconnue II n'y a qu'à voir le succès des produits japonais dans différents secteurs La situation au Canada et au Québec Chez-nous, l'intérêt a été très marqué au cours des dernières années; le gouvernement et l'industrie ont entrepris des actions concrètes afin d'adopter ces technologies et de participer à leur évolution Plus que la CAO, la FAO exige pour son application une expertise disponible et spécifique à la réalité des différents secteurs industriels, des divers clients Souvent la mise au point de produits complémentaires est essentielle au succès des implantations Et, comme on le sait, la mécanique, l'électronique et les logiciels y ont une importante part.Mentionnons, en outre, qu'avec l'avènement de la technologie CAO-FAO, il devient de plus en plus évident que la conception de l'usine est aussi importante que celle du produit De plus, l'évolution amènera graduellement l'incorporation de la technologie CAO-FAO dans des systèmes intégrés de conception et de production Enfin, les secteurs clés de l'économie devront suivre le rythme d'évolution des secteurs concurrentiels à l'échelle internationale en ce qui concerne l'utilisation de la CAO-FAO, sinon le secteur industriel risque de devenir encore moins concurrentiel qu'il ne l'est actuellement Facteurs à considérer Le futur utilisateur devra cependant tenir compte des avertissements lancés par nombre de spécialistes.On peut les résumer ainsi: 1 Plusieurs automatismes pourraient éventuellement remplir une même tâche, 2 Le coût d'installation d'automatismes dits «sophistiqués» comprend des coûts générés par d'autres considérations telles l'aménagement de l'espace, les équipements destinés à travailler avec ceux-ci, l'apprentissage et la mise au point lors des implantations elles-mêmes 3 On doit procéder au choix des automatismes sur la base d'une bonne connaissance de la tâche à automatiser 3 I ingénieur mai-jum 1 986 La compétitivité du secteur industriel est le principe de base qui doit demeurer l'objectif qui soustend l'action des différents intervenants Productivité du procédé Toutes les technologies robotique, CAO-FAO, productique et automatique concourrent à améliorer la productivité en automatisant le procédé Or un premier point à considérer lorsqu'on aborde l'automatisation est le suivant il faut éviter de centrer l'attention sur le robot industriel qui est un moyen de production c'est le procédé industriel dans son ensemble et les tâches où le robot peut constituer une alternative rentable qui méritent vraiment l'intérêt.Le robot industriel, la conception assistée par ordinateur, la fabrication assistée par ordinateur, les machines spécialisées, à contrôle numérique, plus ou moins supervisées par ordinateur, les asservissements mécaniques, hydrauliques et autres, les systèmes de fabrication flexibles, etc constituent tous des solutions à l'automatisation qui, en plus, peuvent être en concurrence Afin de tenir compte de ce point, nous proposons l'expression «automatismes industriels» avec la définition suivante On peut donc parler d'«automatismes industriels», définis comme des dispositifs permettant d'exécuter une opération ou un ensemble d'opérations avec peu ou pas d'intervention humaine L'automatisation industrielle fait appel, comme on l'a vu, à une certaine quantité de produits et de technologies Deux aspects sont à considérer — D'abord on remarque la gamme variée des disciplines qui touchent à ce domaine Ainsi on dit que la robotique est la con-jection de la mécanique, de l'électronique et de l’informatique; — Ensuite, on observe l'étendue de la gamme de produits Le problème est alors de déterminer l'alternativequi convient le mieux à une situation donnée et comment l'évaluer.Une démarche menant à l'adoption éventuelle d'automa- tisme devra tenir compte de ces faits Ceci est encore plus vrai pour les nouvelles technologies de production qui sont basées sur I'utilisation de l'informatique Le transfert de technologie Tout cela mène directement au problème du transfert technologique dans ce secteur Les nouvelles technologies dont on parle ont déjà un long historique dans d'autres pays, elles nous ont atteint surtout par diffusion, mais elles ont aussi attiré l'attention à cause des récentes difficultés économiques et de l’exemple du Japon qu'on se plaît à citer pour ses réussites économiques durant même cette période La dernière crise a donc mis une certaine urgence d'y orienter nos préoccupations comme société industrielle qui veut le demeurer Toujours est-il que nous accusons un certain retard dans l'utilisation de ces technologies L'évolution de ces technologies ne s'est pas faite du jour au lendemain, on parle parfois de 20 ans d évolution Cette évolution ne s'est pas faite sans une bonne dose d'expérimentation, il serait donc illusoire de reprendre à zéro ce que d'autres ont réalisé En effet, les produits offerts sont généralement jugés de bonnequalitéet efficaces par rapport aux tâches auxquelles ils se destinent Ce fait est compris au niveau international où les grands producteurs de ces technologies s'associent entre eux ce qui présente certainement un avantage pour la mise en marché, mais aussi vraisemblablement pour les échanges sur les expertises réciproques Pour répondre au plus grand nombre de situations possibles, il faut disposer d'un large éventail de produits et d'un service après vente rapide et efficace Ceci présente l'ensemble de la problématiquedu transfert technologique Elle peut être exprimée en quatre points l'information, la formation, la fabrication et l'utilisation L'information Les réussites et les échecs faits ailleurs sont peut-être la meil- leure source d'informations afin d orienter un choix de technologie Le premier robot à installer devrait être vue préférablement dans une optique d'apprentissage et non dans une optique de grande rentabilité Une enquête réalisée en France en 1982, montrait que les petites et moyennes industries (PMI) françaises qui entretenaient des intentions d'achat de technologies informatisées, incluant celle de production, étaient les entreprises qui avaient jusqu'à un certain point réussi l'implantation de ce type de technologie sous une forme ou une autre Enfin en 1983, une étude réalisée à l'université d'Ashton en Angleterre mentionnait, parmi les éléments facilitant une implantation réussie, l'importance d'une expérience préalable Cette étude sur l'adoption de robots industriels, a été menée auprès de 32 entreprises au cours des deux années précédentes La formation La formation préoccupe aussi les pays étrangers On s'y interroge sur l'enseignement à donner faut-il former à l'utilisation ou à la fabrication de ces technologies et comment?Comme aucun automatisme n'est d'application universelle, les deux avenues sont à considérer La tendance est fortement aux échanges d'expériences dans lesprincipauxforums internationaux Des ressources permettant de réaliser ce transfert technologique existent dans les milieux de l'enseignement, mais aussi dans l'industrie elle-même Utilisation des technologies Un quatrième aspect où l'on retrouve la nécessité d'un transfert technologique est celui qui semble le plus important, c'est celui de l'utilisation de ces technologies Un fait intéressant à noter est que ces technologies ont d'abord été réalisées pour répondre aux besoins de la grande entreprise, surtout dans les sec (suite à la page 15) 4 I ingénieur mai-juin 1986 À la société Pratt et Whitney La commande numérique par Paul Marmion, ing L'emploi de la commande numérique (CN) et de la commande numérique par calculateur (CNC} à la société Pratt et Whitney (Canada) remonte à la fin des années 50 Aujourd'hui, le parc de machines-outils à commande numérique (MOCN) de cette entreprise compte plus de 120 unités L emploi de ces machines ne se restreint pas aux opérations générales d'usinage telles que le tournage et le fraisage; il s 'est étendu récemment à la rectification (y compris celle des engrenages) et au soudage Les objectifs visés à l'origine — des temps de réglage et d'usinage plus courts qu'avec les machines-outils manuelles - ont été atteints Il ne faudrait pas cependant s'arrêter en si bon chemin.Ces dernières années, notamment.on a constaté que les MOCN permettent de rentabiliser certaines productions qui étaient déficitaires Dans cet article, nous observerons certaines tendances actuelles et proposerons des façons de les mettre à profit Avantages de la commande numérique Les premières MOCN avaient pour mission de produire, sur une seule et même machine, des pièces qu'il aurait fallu transférer surtroisouquatre machines-outils ordinaires Dans le cas des tours, les temps de réglage ont été ré-duitset les vitessesd'avance et de coupe ont été optimisées Quant aux centres d'usinage, des chan-gementsd'outil rapides ont permis l'usinage de nombreuses formes de pièce avec un seul et même montage Les arguments fman- M Paul Marmion est à l’emploi de Pratt & Whitney Canada Inc II y occupe le poste de chef de l’ingénierie avancée de production Ses responsabilités comprennent l'orientation à prendre dans l'introduction des techniques assistée par ordinateur Celles ci visent à aider les ingénieurs de produc tion dans leurs tâches et à implanter des techniques basées sur l’ordinateur dans les d.vers ateliers M Marmion est diplômé en génie mécanique, il est membre de l’ordre des ingénieurs du Québec ciers avancés pour justifier l'achat de ces équipements évoquaient — sans toutefois les quantifier — la normalisation de l'outillage et la réduction des délais de production Signalons que la diminution constatée depuis 5 à 10 ans dans la taille des lots de production s’est trouvée grandement facilitée par l’emploi de la commande numérique Coût de l'outillage Dans le cas des tours, des économies d'outillage ont été réalisées par l'abandon de nombreux outils de coupe non standard, surtout ceux à profil spécial, au profit de plaquettes universelles Dans le cas des fraiseuses, on peut maintenant usiner toutes les formes d'une même pièce avec un seul montage la commande de l'outil dans tous les axes permet l'usinage direct de nombreuses surfaces obliques, sans accessoires de montage complexes En même temps, il est devenu possible d'uniformiser les outils de coupe à un degré pratiquement inimaginable avec des machines manuelles aujourd'hui, le passage d'une pièce à une autre sur une MOCN ne demande souvent qu'un changement d'outillage très réduit La vitesse de cheminement d'une pièce dans l'atelier étant tributaire du nombre d'étapes d'usinage successives nécessaires, le nombre réduit de ces étapes sur MOCN raccourcit d'autant le délai de production L'impact de cette technologie sur les produits eux-mêmes est certes difficile à quantifier, mais est nettement perceptible Par exemple, la partie de la géométrie de la pièce matérialisée par le montage dans le cas d'une machine manuelle — notamment les surfaces obliques — l'est maintenant par la bande perforée, modifiable rapidement et à très faible coût II devient donc beaucoup plus facile et moins coûteux d'optimiser la forme de la pièce au coursdu programme de développement Deux autres facteurs ont aussi contribué à l'amélioration du produit Premièrement, la commande numérique a aidé les ateliers de production à atteindre à moindres frais des tolérances d'usinage données, l'entreprise a donc pu livrer des pièces de plus grande qualité et supérieures du point de vue fonctionnel sans allonger pour autant le délai de production Deuxièmement, les pièces très complexes, notamment à surfaces gauches, qu'il fallait naguère usiner à la main ont pu être produites de dix à vingt fois plus vite sur MOCN, et avec une géométrie rigoureusement identique d'un exemplaire à l'autre cette uniformité a souvent eu un effet tangible sur les performances des moteurs produits par cette société.Flexibilité des lignes de production Certaines orientations adoptées en même temps que la commande numérique ont conféré à l'atelier de production une plus grande flexibilité D'abord, on a cherché à donner aux contremaîtres de production la responsabilité complète d'un type de pièce, dans bien des cas, la polyvalence des MOCN constituait un préalable essentiel Ensuite, on a cherché à répartir entre les diverses lignes des machines ayant des mandrins, un outillage et des modes de commande semblables, de façon à ce que les pointes de production d'une ligne puissent être, au besoin, absorbées par une autre Enfin, on s'y efforce d'uniformiser le mode de commande des lignes de production afin d'aider l'opérateur à passer facilement d'une machine à l'autre.Préparation des bandes perforées Vers la fin des années 60, on a prisconscienceque la simple utilisation d'une MOCN ne suffisait pas en soi à matérialiser tous les avantages possibles de cette technologie.Trois secteurs méritaient une attention particulière les tâches de l'opérateur, la préparation des bandes perforées et l'ordonnancement de la production Avec l'avènement de la CNC, il est devenu clair que le calcul du point d'origine, la modification de la bande et aujourd'hui la production de la bande pouvaient se faire localement Dans un atelier de production, on suppose normalementque le processus est suffisamment optimisé pour que toute intervention de la part de l'opérateur contribue à allonger le délai de pro- 5 l'ingénieur mai juin 1986 duction On a néanmomséquipé la salle d outillage et l'atelier expérimental de machines permettant à l'opérateur de définir son programme, on a formé l'opérateur en conséquence II a toujours semblé utile de stocker le plus de commandes possible directement dans la mémoire des MOCN, c'est pourquoi on a cherché à exploiter les macro-instructions et les cycles fixes Toutefois, pour les matériaux qui sont à travailler, ces fonctions spéciales ne se sont pas révélées tellement utiles Le système de préparation des bandes perforées qui était à l'origine entièrement manuel, s'est doté au fil des ans de postprocesseurs «maison» puis de post-processeurs commerciaux (l'entrée des données demeurant manuelle), pour êtrp enfin intégré à un système de CFAO interactif Le but était d'épargner au préparateur le plus de calculs possible et de lui permettre d utiliser directement les données d'ordre géométrique issues du bureau d'études, en outre, il fallait que les bandes puissent être produites par n'im-porte quel préparateur puisque personne ne devait être employé a plein temps à leur préparation Comme on peut s'attendre à utiliser les MOCN pendant encore une vingtaine d'années, il est important — et très difficile, même aujourd'hui — de trouver un système de préparation de bandes perforées dont le matériel et le logiciel soient suffisamment indépendants pour être adaptables aux progrès constants de l'informatique Il est capital de savoir peser soigneusement les avantages à court et à long terme avant d'envisager tout changemet de cap à cet égard La commande numérique dans une grande entreprise Dans une entreprise de grande taille, la commande numérique suscite d'autres préoccupations A mesure que le parc de MOCN s'agrandit, la variété des machines augmente, on se retrouve alors avec plusieurs machines spéciales qui exécutent un travail impeccable, mais qui présentent des difficultés d'«mterfa-çage» Les unités de commande de ces machines sont souvent con- çues en fonction d’un système précis de préparation des bandes perforées, le tout exigeant un matériel informatique bien spécial Bien souvent, ce type d'équipement «plafonne» à une phase particulière de l'évolution de la commande numérique, ne fonctionne bien que pour une application très étroite et se prête mal à l'expansion ou à I intégration C'est d'ailleurs cette argumentation qui dans une certaine mesure a joué contre la généralisation de la comande numérique directe (CND), qui consiste à transmettre électroniquement les programmes d'usinage aux machines-outils La préparation de la bande perforée n'est qu'une des nombreuses étapes dans la définition de la piece et de sa gamme de fabrication, et représente donc un assezfaible pourcentagedu travail global de production d'une pièce Toutefois, comme la commande numérique exige du préparateur qu'il connaisse à fond le fonctionnement de l'atelier et les possibilités des machines-outils, son implantation a contribué à centraliser ces connaissances qui, il y a vingt ans, se situaient au niveau des opérateurs.L'avenir Quant à savoir quelle sera l'évolution future des machines à commande numérique, le mieux est d'observer l'évolution technologique actuelle à la lumière de l'expérience acquise Conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO) Les changements les plus marquants se situent dans le domaine de la CFAO La plupart des systèmes de CFAO offrent maintenant des fonctions suffisamment étendues et à un prix abordable pour une grande entreprise Comme la gamme d'usinage est étroitement liée à la définition géométrique de la pièce, il est vital de pouvoir intégrer toutes les données sur les produits dans une même base de données Le fait de pouvoir évaluer dynamiquement les performances, le poids et le coût de la pièce et établir un compromis optimal entre ces divers facteurs garantit des gains appréciables dans le développement des produits Aujourd'hui, plusieurs systèmes de CFAO intègrent la modélisation par éléments finis, ledessin et la préparation des programmes de commande numérique ces systèmes répercutent automatiquement sur le programme d'usinage tout changement apporté au dessin Un autre grand avantage de la CFAO est qu elle permet de raccourcir encore davantage les délais de production En poursuivant la rationalisation des outillages et en réévaluant avec soin certaines méthodes d'outillage, on peut réduire le délai de production de nombreux outils de 70 à 80 pour cent C'est là un gain très important, car la production de l'outillage entraîne de nombreuses at- 6 I ingénieur mai-juin 1986 tentes et peut représenter jusqu'à 60 pour cent du délai de démarrage de la production La CFAO permet non seulement de définir les modalités d'exécution d'une pièce nettement plus vite que les méthodes manuelles, mais aussi de réagir presque instantanément aux changements apportés au produit Un tel outil de travail, combiné à la flexibilité de la commande numérique, se révèle extrêmement précieux car il permet à l'information et aux matériels de circuler au même rythme à l'intérieur de l'entreprise Nouvelles possibilités d'usinage La puissance combinée de la CFAO et de la commande numérique, nous l'avons dit, facilite la réalisation de nombreuses sur faces gauches Au début des années 70.on a des systèmes intégrés d'analyse et de préparation de programmesd usinage spécifiques à certaines pieces, de tels systèmes, cependant, restaient généralement limités à une géométrie particulière De nos jours, les systèmes de CFAO calculent les trajectoires d'outil pour n'im-porte quelle surface et assurent une commande intégrale de l'outil, toutefois, les avantages concrets ne se sont matérialisés que très récemment, lorsque la commande numérique a atteint une puissance de calcul permettant de commander des incrémentsde mouvement très fins au moins aussi vite que le mouvement réel de l’outil Même dans le cas de fraiseuses lentes, c’est là un avantage très important.Ainsi, l'usinage de surfaces très complexes est devenu presque aussi abordable que l'usinage de surfaces simples Communication des données Une fois le programme de commande numérique créé par le système de CFAO, il reste à le communiquer à la machine-outil Ce n'est pas là chose difficile, toutefois, a-t-on suffisamment réfléchi à la nature même des données qu'il est utile de communiquer?Nous tenons pour acquis que ces données se limitent au programme (en APT ou en langage machine) Or, si on veut maintenir la flexibi lité actuelle, on doit être capables de transférer l'information d'une machine à l autre sans avoir à la «retraduire» sans cesse Du reste, à la société Pratt et Whitney (Canada), la taille des lots diminue, les produits évoluent plus vite et des changements peuvent être apportés à tout moment, jusqu'à la production finale Le préparateur doit donc passer plus de temps à la machine pour vérifier l'efficacité de son programme, et il deivent rentable de lui fournir un terminal à même la machine Les unités de commande CNC modernes sont très puissantes, certaines peuvent même faire de l'émulation de terminal, mais il reste encore des lacunes quant à la communication et à la structure de base de données décentralisée Dans les installationsde production, l'opérateur d'une MOCN a besoin du programme d'usinage ainsi que de divers paramétrés de base Une distribution efficace de ces données ainsi que la capacité de modifier entièrement celles-ci sont essentielles pour un système de CNC, sans oublier des moyens de contrôler l'ensemble des activités de production La nouvellegénération d'unités de commande offre plusieurs avantages pour l'opérateur de MOCN, toutefois, la plupart d'entre eux s'appliquent aux ateliers «hors production», c'est-à-dire à l'atelier expérimental et à la salle d'outillage Par ailleurs, le personnel d'entretien bénéficie d'un avantage important comme les programmes d'exploitation et de diagnostic peuvent maintenant résider sur disque, la machine peut être redémarrée sans délai, les changements dans le programme d'exécution sont plus faciles et les programmes de diagnostic fonctionnent plus rapidement Intégration au contrôle de la qualité Comme il a déjà été mentionné, la tendance est à intégrer la commande numérique à l en-semble des systèmes informatiques que ( entreprise Un des systèmes auxquels on compte intégrer la commande numérique est le contrôle de la qualité De nombreuses MOCN modernes offrent des fonctions de palpage de l'outil et de la pièce produite, certaines rectifieuses d'engrenages ne font pasque mesurer la pièce produite.maiscorrigent ensuite chacun des axes de façon à rapprocher la pièce suivante des cotes nominales Cette fonction, combinée avec la compensation d'erreur des vis-mères, contribue à la précision des pièces Ce qui semble manquer jusqu'ici, c'est la possibilité de mesurer et de contrôler en temps réel le processus d'usinage, la puissance de calcul adéquateest maintenant offerte à un prix abordable, mais les logiciels sont encore peu développés En mesurant les paramètres essentiels d'usinage et en asservissant la trajectoire d'outil aux résultats obtenus, on améliore la qualité des pièceset on réduit le besoin d'inspecter les pièces après leur production - c'est-à-dire trop tard La stratégie future La société Pratt et Whitney (Canada) fait des investissements notables à Halifax pour mettre à profit les avantages décrits ci-dessus Elle investit également dans ses installations de Montréal pour accélérer leur automatisation En conclusion La préoccupation essentielle des responsables est que les investissements importants que représentent les MOCN et la technologie annexe ne soient pas mis en péril par une obsolescence précoce.Ce n'est pas là une tâche facile plusieurs nouveaux produits offrent toutes sortes d'avantages, mais l'expérience montre que le fournisseur peut avoir disparu danstroisansou ne sera plus intéressé à assurer la suivi du produit C'est pourquoi, lorsqu'il s'agit d'intégrer les nouvelles technologies dans une entreprise comme Pratt et Whitney (Canada), il faut s'assurer que le matériel choisi s'inscrit dans une évolution rationnelle et qu'il ne s'agit pas d'une innovation spectaculaire mais non véritablement assimilable Cela dit, la commande numérique ouvre effectivement des perspectives très intéressantes, tant pour les méthodes de production que pour les performances des produits I iiii§€,üà€yi(i 7 / I ingénieur mai jum 1986 Les automates programmables Roger Arbour, ing L'industrie de l'alimentation et des boissons est très propice à l'automatisation Le procédé bras-sicole étant essentiellement un procédé «par lot» (batch), les étapes du procédé peuvent facilement être automatisées Cependant, cette industrie, qui a toujours été assez conservatrice, ne pouvait se considérer il y a quelques années à peine, à la fine pointe de la technologie Maintenant, grâce au nouveau contexte économique qui a forcé les brasseries à innover, ainsi qu'au développement rapide des technologies de contrôle de procédé, on a repris le terrain perdu La brasserie Molson a entrepris son programme de modernisation au début des années 80 À cette époque, les responsables avaient décidé de bâtir une nouvelle salle de brassage pour remplacer les équipements datant de 1954, de construire un groupe de réservoirs de fermentation extérieurs d'une capacité de 9000hl chacun et d'acheter un nouveau filtre final pour augmenter la capacité de production Ces investissements totalisaient environ quarante millions de dollars et avaient tous des échéanciers différents Le service d'ingénierie ne comprenait que six ingénieurs, dont deux en électricité et contrôles Il a fallu donc former des équipes de projets avec l'aide d'experts-conseils pour développer et assurer ia réalisation de ces projets Les critères de base qui ont été fixés sont les suivants M Roger Arbour est diplômé en génie électrique de l'École polytechnique de Montréal Il est aussi diplômé de l'Institut de technologie brassicole Siebel de Chicago, et détient des certificats dans le domaine brassicole, de l’Université du Wisconsin II a fait des études en gestion de projets Il travaille à la brasserie Molson où il a occupé plusieurs postes en génie et en production avant de devenir directeur du Service technique II dirige un programme de modernisation et d'expansion de la société Molson Il a participé à la Conférence d étude du Commonwealth au Canada en 1980 et a été conférencier à plusieurs colloques II est membre de I O I Q , de la M B A A .de la CSA et de la Chambre de commerce de Montréal — la technologie à choisir ne devait pas être périmée dans quelques années, — la technologie devait être fiable du point de vue performance, — la technologie devait être accessible aux ingénieurs, électriciens et opérateurs de l'entreprise, — on ne devait choisir que le niveau de technologie strictement nécessaire pour contrôler le procédé en question, indépendamment du fait qu'il existe des systèmes plus performants.— il fallait aussi pouvoir standardiser le plus possible les systèmes afin de réduire les besoins en formation, en pièces de rechange, etc , — on ne devait pas dépendre de ressources extérieures pour l'entretien des systèmes Les projets n étant pas amorcés en même temps, il a fallu prendre des décisions sur le choix des équipements avant que le plan d ensemble des nouveaux systèmes de contrôle soit terminé II reste qu'en rétrospective, en suivant les critères de base qu'on s'était fixés, on a maintenant un réseau de systèmes de contrôle de procédé qui est logique et fonctionnel Bien entendu, le résultat n'est pas celui qu'on aurait obtenu si on avait planifié la construction d'une usine neuve avec un système intégré Mais, ceux qui ont eu à changer, par étapes, les systèmes de contrôle d'une usine existante, tout en maintenant la production en marche, savent qu'il faut, dans ces cas, faire parfois des compromis Tableau 1 Caractéristiques du système Équipements et appareillage de contrôle — filtre «9 Automate programmable Écran graphique couleur Station manuelle de relevés Contrôleur programmable Imprimante Entrées continues Entrées analogiques Sorties «continues» Sorties analogiques Allen Bradley P L C ( 1 774) 12 K de mémoire Allen-Bradley Advisor Moore Fisher & Porter D C I Taylor 128 (position de soupapes indicateurs de pression, ) 12 (temperature débit, niveau, turbidité ) 90 (solénoides.démarreurs, ) 4 (soupapes de contrôle ) Module arithmétique Module P I D — 4 boucles Module communication Data Highway Programmation du filtre «9 7 500K de mémoire Séquences d'opération Séquence de début de semaine (eau) Séquence de production Séquence de fin de semaine (vider les lignes, nettoyage du filtre) Interconnexion avec autres filtres — Dispositifs d alarme niveau des réservoirs qualité du produit • • condition du procédé température U T F (turbidité) concentration 02 concentration C02 • débit • temperature • pression • pression différentielle — Surveillance et action Affichage graphique Vue d'ensemble — Graphiques spécifiques — Indicateurs analogiques et contrôleurs Représentation visuelle du stade de r opération en cours Commande du clavier par l'opérateur — Séquence — Choix de biere — Commande manuelle de moteur ou de soupape — Contrôleurs analogiques Sélection des graphiques Confirmation de réception du signal d alarme (acknowledgement) 8 ! ingénieur mat juin 1986 Application en filtration Jetons tout d abord un coup d'œil sur le procédé de fabrication Lorsque la bière a fermenté, la levure est extraite et la bière est filtrée deux fois Elle est filtrée une première fois et elle est entreposée pour une période d'environ une semaine, afin de permettre la sedimentation des matières protéiniques et d un restant de levure Elle est ensuite refroidie à 0CC et filtrée une seconde fois pour assurer une limpidité impeccable à la bière Au début, le projet était donc assez simple il s'agissait d'enle ver deux petits filtres secondaires et de les transformer en filtres primaires, puis d'acheter et d'installer un nouveau filtre secondaire automatique de capacité supé rieure Le filtre a été acheté sans les contrôles II fallait donc faire la programmation pour pouvoir le mettre en opération Lors de l'étude des plans préliminaires, le service de brassage exprimait le désir de profiter de ces change ments pour améliorer la flexibilité de production, le but était de pou voir filtrer toutes les marques de bière en passant par n’importe quel filtre, selon les besoins Auparavant, la tuyauterie était installée de manière à ce que les deux mar ques principales alimentaient un filtre secondaire existant, toutes les autres marques alimentaient les deux petits filtres, sans possibi -lité de transfert en cas de panne ou de besom de capacité additionnelle Comme chacune des neuf marques de bière brassées est entreposée dans plusieurs celliers de plusieurs réservoirs, en incluant les réservoirs intermédiaires, on peut comprendre la multitude de combinaisons possibles pour alimenter les deux filtres Il n'y avait alors qu'une solution à ce problème, celle d utiliser les soupapes double étanchéité avec arrangement en matrice Cet arrangement est le plus flexible et permet l'automatisation de la manière la plus simple, tout en occupant le moindre espace pos sible Comme équipement de con trôle, l'automate programmable de Allen Bradley a été choisi de même que l'écran d affichage gra Bénéfices et avantages Coût raisonnable de (équipement — Fiabilité du système Reproduction exacte du procède Centralisation de tous les dispositifs de contrôle au même endroit Contrôle sur le procède Modifications faciles à faire Dispositifs d alarme intégrés au système de contrôle Valorisation accrue des opérateurs et des techniciens Statistiques et informations importantes pour les gestionnaires Bien que les avantages de l automatisation soit considerables elle ne se réalise pas sans difficultés Tableau 2 phique Advisor comme moyen de supervision Ceséquipementsper-mettent maintenant de choisir, à partir du clavier, la marque de bière que l'on veut filtrer, le cellier disponible et le filtre que l'on veut utiliser Les opérations se déroulent par la suite automatiquement Les opérations peuvent être commandées manuellement de deux façons avec le clavier, ou avec les sélecteurs et les contrôleurs du panneau de commande Inconvénients et contraintes Résistance au changement Appréhension devant la nouvelle technologie Besoins substantiels en formation Complexité technique Nouveau type de compétence rendu nécessaire — Coût du développement de la programmation Modifications trop faciles a faire (abus) Documentation des systèmes (logiciels) et gestion de l information Avancement rapide de la technologie d ou désuétude à brève échéance La technologie progresse si rapidement qu'il est difficile de suivre son rythme Le nouveau système Ce nouveau système (tableau 1) fait partie d'un programmed automatisation du brassage qui sera terminé en 1987 et qui fera en sorte que le procédé du brassage sera contrôlé à partir de trois salles de contrôle Le procède de brassage comme tel, de l'arrivée des matières premières jusqu'au refroidissement du moût, est contrôlé par un ordinateur Tay- Sc.héma 1 9 I ingénieur mai-juin1986 lor, modèle 3106 Un système A P I Allen-Bradley avec Advisor contrôlera la levure et la distribution du moût refroidi aux celliers de fermentation (ce projet est en cours) Les schémas numéros 1 à 5 montrent d'une façon simplifiée l'évolution de la technologie de contrôle de procédé depuis 1970 Vers la technologie de 1990 Comment passe-t-on maintenant de la technologie de 1 985 a 1990?Nous n'avons pas encore trouvé la solution En trois ans, parallèlement au développement du nouveau système, sont nées des nouvelles générations de matériels et de logiciels* Le principal problème, est que les nouveaux produits ne sont pas compatibles avec les anciens Ainsi, pour un automate qui est utilisé à pleine capacité, si l’on veut ajouter de nouvelles opérations, l'achatd'un modèle de capacité supérieure exige un nouveau langage de programmation On ne peut transposer la programmation qu'on a développée, il faut tout refaire Ceci requiert un nouvel apprentissage tant pour le personnel a qui est confiée la programmation et que pour le personnel affecté a l'entretien de l'équipement Formation Comme dans tous les autres domaines, il faut donc continuer a évoluer avec la technologie et investir régulièrement dans ce domaine, autant dans I achat d'équipements que dans la formation des employés C'est un phénomène irréversible La formation est indispensable si l'on veut intégrer les employés au processus de transformation de l'usine Àtitred'exemple, pour le projet de la salle de brassage, on a dû préparer treize sema:nes-homme de cours en mécanique, quinze semaines-homme pour les électriciens et six semaines-homme pour les opérateurs Le projet de filtration a demandé dix-sept semaines-homme de formation au total et le projet des réservoirs extérieurs quinze semaines-homme La fermentation, l'entreposage aux réservoirs extérieurs et 10 CENTRE de CONTROLE DES MOTEURS PANNEAU DE CONTROLE rj— >w*0MAT( [ i> A -, «.OuSTBC, A * Af ACC i(S COA^'CU^S A S »Cl A S CTC f T I m ni l ' -J i ü|f==^==| IM r=g=ÿ=.== l^-dJ • 0*t«ATCU« üTlLISe S CO**T»OcC5 *AO«Tfs »u* .A oc *Atru»c OU ?Anne AU MOTEURS SOUPAPES CAPTEURS •CAuCOU* OC COWOo TS CT OC F\»M CENTRE DE CONTROLE DES MOTEURS PANNEAU DE CONTROLE SOUPAPES CAPTEURS CENTRE DE CONTROLE DES MOTEURS MOTEURS ECRAN GRAPHIQUE COULEUR PANNEAU DE CONTROLE SOUPAPES CAPTEURS Schémas 2 à 4 I ingénieur mai-juin 1986 CENTRE DE CONTROLE DES MOTEURS blir des systèmes de contrôle fiables qui assurent une supervision constante du procédé pour donner un produit de haute qualité 8 I graphiques COULEUR + Lt *- DC CONTROLE « l ' .NTf^ 'OCMCE CIT :rz> 'Op un- MOTEURS HH RM! *4 *4 À S e s E E SOUPAPES CAPTEURS Ces nouveaux systèmes de contrôle permettent d'obtenir des brassins beaucoup plus uniformes, car les paramètres sont mieux contrôlés L'information sur la situation du procédé est immédiate et exhaustive Elle permet à l'opérateur et au brasseur de prendre rapidement des mesures pour éviter des pertes Grâce aux bus de communications (data highways), nous voyons pour l'avenir la possibilité de raccorder lessytèmes pour centraliser l’information et générer des rapports automatiques de production qui seraient d'une grande utilité.Schéma 5 la filtration jusqu'auxcelliersd'embou-teillage sont contrôlés par des A P I Allen-Bradley à partir de la salle de contrôle du secteur de la filtration D'aures équipements sont également contrôlés par des automates programmables Par exemple, les soutireuses, pour remplir les bouteilles de bière, ainsi que les palettisateurs Le tableau 2 résume les avantages et les inconvénients de ce système Documentation et support De tout ceci il ressort que l'outil le plus important pour l'entretien des systèmes d'opération est le système de documentation des logiciels Le rapport normal fourni par l'A P I est inutile sans les annotations appropriées que l'on doit ajouter au moyen d'un autre logiciel permettant d'effectuer la mise à jour du programme (editing) Celui qui a été choisi fonctionne sur un ordinateur IBM PC Il faut aussi prévoir des stocks de pièces de rechange, car les API deviennent le coeur de l'opération Conclusion Pour conclure, lesautomates programmables ont permis d'éta- Les sytèmes automatisés permettent aussi aux gestionnaires d'obtenir des renseignements fondamentaux pour prendre les bonnes décisions afin d'assurer un produit de la plus haute qualité, qui permette à l'entreprise de contrer la concurrence à l'échelle mondiale CIMENT ST-LAURENT INC.Lors de sa dernière réunion, le Conseil d'administration de Ciment St-Laurent inc.a nommé monsieur Walter F Penny au poste de président et chef de la direction.Monsieur Penny, qui compte 30 ans de service au sein de l'entreprise, y remplissait les fonctions de président et chef exécutif des opérations depuis 1981 Chef defile de l'industrie cimentière, monsieur Penny fait partie des conseils d'administration de Holderbank Financière Glaris SA en Suisse, de Portland Cement Association aux États-Unis et de Ciment St-Laurent inc.dont le bureau de direction est situé à Ville Mont-Royal, Québec.Premier cimentier de l'est du Canada et important exportateur canadien de ciment vers Walter F Penny r\ 1 A 1 les États-Unis, Ciment St-Laurent inc.dessert le Québec et les Maritimes, l'Ontario et 14 états américains par l'entremise de ses 5 cimenteries, 33 centres de distribution, 66 usines de béton et 31 carrières et sablières.L'entreprise offre également des produits et des services reliés à l'industrie de la construction 11 H Ü1 » LES ROBINETS JENKINS.À LA CONQUÊTE DE L’INFAILLIBILITÉ.Vous pouvez spécifier Jenkins en toute sécurité, sachant que vous avez choisi la marque la plus fiable dans le monde de la robinetterie.Le nom Jenkins est synonyme de qualité, de durabilité et de disponibilité.Notre réseau de distribution est à l'échelle du Canada pour assurer que les produits et le service Jenkins soient toujours à votre portée.Renseignez-vous auprès de votre représentant Jenkins. • mgérueur mai juin 1986 La robotique au Québec Michel Blouin, ing Les robots industriels tardent à venir au Québec La croissance de la population des robots au Québec ne semble pas suivre la courbe des autres pays et prend un retard important par rapport à l'Ontario Nous pouvons visualiser cette croissance dans les courbes du tableau 1.La première courbe indique le nombre de robots industriels introduits dans nos usines depuis 1980 En 1983, on a introduit 10 robots à l'usine de CGE à Bromont, ceci a substantiellement augmenté la population de ces «collets d'acier» On compte actuellement 47 robots en opération dans l'industrie québécoise Quoique la deuxième courbe montre un total de 50 robots installés dans l’industrie il faut noter que trois robots ont été retirés parce qu'ils n'étaient pas rentables Selon ASEA, cette société aurait vendu 11 5 robots en Ontario en 1985 contre 2 pour le Québec Évidemment ces robots sont en majorité utilisés dans l'industrie automobile Les robots pour le Québec sont en voie d'installation, ils ne sont pas inclus dans les courbes Les espoirsétaient grandsen 1984 de voir une centaine de robots installés vers 1 987 à l'usine de la General Motors à Boisbriand Mais ces espoirs se sont envolés dernièrement et l'on pourrait même perdre les quelques robots actuellement en opération à cette usine! Si l'on ajoute à ces robots industriels ceux qui sont installés dans les institutions d'enseignement ou dans les centres de recherche, le total de leur population s'élève alors à 64 robots II faut noter que les petits robots didactiques spécialement conçus pour l’enseignement ne sont pas inclus dans ces statistiques En 1985ces groupes ont acquis 8 robots et la courbe de croissance semble être beaucoup plus prononcée que celle que l'on voit dans l'industrie Selon M Michel Blouin est ingénieur II est directeur à la société ADS Robotique Inc la quatrième courbe on compte actuellement 17 robots dans ces institutions Contrairement au Québec la croissance aux États-Unis semble s'accentuer En 1 981, on prévoyait une population de 32,000 robots en l'an 1990 Cette prévision a été modifiée dernièrement à 90,000 robots en l’an 1990 par la RIA (Robotic International of America), tel qu'illustré dans le tableau L'introduction des robots au Québec semble beaucoup plus lente que ne l’avait prévu les experts au début des années 80 Plusieurs raisons peuvent expliquer ce retard La curiosité et l'intérêt soulevé au début des années 80 par la robotique a laissé croire aux experts que les industriels étaient prêts à acheter ces systèmes.les robots sont coûteux et demandent une connaissance technique assez avancée — il est très difficile de justifier un projet robotisé dans une industrie qui opère seulement 8 heures par jour, ce qui est le cas de la grande majorité de nos entreprises — les employés craignent l'effet de la robotique sur leur emploi, et les employeurs hésitent à discuter de ce sujet de peur de créer des conflits avec leurs employés Les employeurs ne savent pas encore faire face à ce genre de situation et très peu possèdent l'information nécessaire pour entreprendre un dialogue sur le sujet avec les employés — la situation économique des industries a également participé au ralentissement de l'entrée des robots II est en effet plus facile de congédier des employés si les ventes baissent que se débarrasser d'un robot — plusieurs industriels ont été découragés par les problèmes rencontrés par leurs confrères lors de la mise en route de systèmes robotisés La situation face à la robotique ne semble pas à notre avantage actuellement si l'on considère le nombre de robots dans nos industries, la robotique est une nouvelle technologie développée principalement autour de l'industrie automobile Nos industries different beaucoup des industries américaines.Il faudra donc prendre le temps d'adapter la robotique à nos industries et d'y trouver des applications et de les développer nous-mêmes Les robots offrent de la souplesse, de la rapidité, de la force, de la ténacité et on ne peut les ignorer dans une approche d'automatisation et de rentabilisation des industries Le cheminement sera plus long et probablement plus difficile mais on se doit d'y recourir Ils ouvrent la porte aux modifications de modèles, aux productions en petites séries et à cette nouvelle technique de production qu'est le zéro-stock Nous avons déjà quelques experts dans le domaine et, nos institutions d'enseignement se sont dotées de systèmes à la fine pointe de la technologie et préparent une importante «force d'attaque» Nous devons, cependant, coordonner les efforts de tous les intervenants industriels, experts, enseignants et profiter au maximum de l'expérience acquise grâce aux systèmes en opération Une usine peut être à la fine pointe de la technologie et ne pas utiliser les robots On a tendance à croire que la robotique est la seule porte permettant à une industrie d'être à la fine pointe de la technologie De fait la robotique n'est qu'unefaçon d'automatiser une ligne de production et représente probablement pas plus de 10% du domaine de l'automatisation En 1978, on a limité l'utilisation du mot «robot» à des manipulateurs multifonctionnels et reprogrammables.Une machine à contrôle numérique représente une façon d'automatiser la fabrication mais n'est pas qualifiée de robot Pourtant les mêmes éléments de base, tels que moteurs, encodeurs, ordinateurs de contrôle et tableaux de programmation y sont utilisés.13 NOMBRE D UNITÉS (x 1 OOO) NOMBRE D UNITÉS NOMBRE D UNITÉS I ingénieur/mai-juin 1986 18 17 -16 -15 ROBOTS INSTALLÉS PAR ANNÉE DANS L INDUSTRIE QUÉBÉCOISE ROBOTS INSTALLÉS (CUMULATIF) DANS L INDUSTRIE QUÉBÉCOISE ANNÉE ANNÉE ROBOTS INSTALLÉS CHAQUE ANNÉE ENSEIGNEMENT ET RECHERCHE - k\ ROBOTS INSTALLÉS (CUMULATIF) ENSEIGNEMENT ET RECHERCHE 83 ANNÉE INSTALLATION DE ROBOTS USA SELON BHSS INC (1981) 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 ANNÉE ROBOTS INSTALLÉS AUX USA SELON PRÉVISION RIA 1984 80 81 82 83 84 85 86 87 ANNÉE 89 90 14 I ingémeur/mai juin 1986 Les robots ont actuellement plusieurs limites du point de vue du poids, de la vitesse etc .il est dans certains cas préférable de concevoir une machine spéciale et spécifique à la production Un manipulateur avec deux degrés de liberté peut être suffisant pour plusieurs opérations dont la sortie des pièces des machines à injection Ces manipulateurs sont moins coûteux et plus facile d'entretien Dans le cas de la pallettisa-tion des boîtes pour le transport on peut utiliser, évidemment, un robot et obtenir toute la souplesse dans la façon de palettiser II est possible de prendre les boîtes en désordre sur un convoyeur avec un système de vision relié au robot Mais il peut arriver que toute cette souplesse ne soit pas requise si l'on a qu'un seul produit à manutentionner Une machine spécifique dans ces cas peut s'avérer plus rentable On peut également utiliser des systèmes plus simples comme les manipulateurs qui permettent à de opérateurs de déplacer des charges sans efforts physiques La décision de robotiser une entreprise doit être soutenue par une étude sérieuse des besoins techniques, économiques et humains.Ces trois aspects sont aussi importants et ne sauraient être dissociés Des contacts avec des experts et des visites d'entreprises utilisant ces techniques pourront faciliter la décision et en assurer le succès.La robotique est à l'image de l'homme avec des qualités et des défauts, pleine de secrets et de surprises elle ne demande qu'à etre apprivoisée applications efficaces de ces technologies.Ces applications exigent une bonne définition préalabledes problèmes et des solutions, au moyen d'études de faisabilité technique et financière C'est alors seulement, que l'on peut considérer sérieusement l'application de solutions techniques vraiment adaptées aux contraintes financières et opérationnelles de chaque entreprise L'état d'avancement des nouvelles technologies, leur orientation marquée vers la grande entreprise, surtout celle qui oeuvre dans le travail du métal, leur coût souvent très élevé et leur relative complexité rendent difficile leur intégration dans les secteurs industriels oû l'on retrouve surtout des PME Ces entreprises possèdent trop peu souvent les ressources techniques et humaines nécessaires à l'installation et à l'utilisation d'équipements ultra-modernes.Ces ressources spécialisées sont d'ailleurs encore peu nombreuses à l'extérieur de ces entreprises et elles se retrouvent le plus souvent chez les fabricants mêmes de ces équipements.CIMENT ST-LAURENT INC.(suite de la page 4) teurs du travail du métal, que l'on pense aux fabricants d avions, d'électroménagers et d'automobiles Il est aussi intéressant de noter qu'en 1983, en pleine crise économique, une représentante d'une entreprise de New York, spécialisée en études de marché, prévoyait la fin des achats à la pièce de robots industriels et l'aube des achats massifs par la grande entreprise On peut en conclure qu elle terminait sa période d'apprentissage Dans plusieurs projets des erreurs ont été faites, suivies de réorientations coûteuses Les prévisions mentionnées ci-dessus se réalisent actuellement, ici même au Québec.Ce processus d'apprentissage, la petite et moyenne entreprise doit aussi l'amorcer mais dans un contexte qui tiendrait compte de son organisation, des ressources internes ou externes disponibles, de ses produits, de sa production et de sa capacité financière Les besoins des PME sont encore relativement mal définis, l'un des risques encourrus par l'utilisateur, sera de posséder des équipements performants mais ne répondant pas nécessairement à son principal problème Conclusion L'objectif important de la CAO-FAO est d'augmenter la compétitivité de l'industrie québécoise, d'où la nécessité de procéder à des Le 1 2 mars dernier, monsieur Pierre Viger, premier vice-président de Ciment St-Laurent inc.division du Québec, était reçu «fellow» de la Société canadienne de génie civil Ce titre honorifique lui a été conféré pour souligner sa contribution à la cause du génie civil au Québec Bien connu dans le milieu des affaires de la vieille capitale et chef de file de l'industrie québécoise du béton, monsieur Viger a occupé les potes de président directeur général du groupe Béton Québec, vice-président de Ci tic nt St-Laurent inc , et depuis 1981, il remplit les fonctions de premier vice-président de Ciment St-Laurent inc , à titre de responsable de l'ensemble des exploitations du Québec et des Maritimes Pierre Viger La division Québec de Ciment St-Laurent inc., qui regroupe 1100 employés et dispose d'un actif de 148 millions de dollars, exploite 2 cimenteries, 8 centres de distribution de ciment, 26 usines de béton et 21 carrières et sablières T.-H, M.fsJL*.J t i 11 f .,JV.; C\EDS: visez juste pour ui j)lus souple des éléments finis.Grâce au système d'ingénierie assistée par ordinateur f ! \FI)S* d'IBM, l'analyse des éléments finis devient beaucoup moins fastidieuse.Pour des pièces ou des zones à la géométrie complexe, vous créez automatiquement un quadrillage amélioré et vous pouvez contrôler le niveau de quadrillage pour chaque zone.Kn outre, l'interface directe entre GAI.I)S et les systèmes IBM de conception graphique G VDAM* et ( M l \* permet d'entrer la géométrie des pièces directement à partir de l'un de ces deux systèmes.Vous évitez ainsi d introduire les données manuellement.I ne fois les conditions de chargement et les conditions limites entrées de façon interactive et graphique, CA K DS soumettra votre » modèle à un analyseur : Finite Klement Solver (I KS).MS( N AST RA N*, \\S\S*.ou tout autre analyseur de votre choix.Notez que F K S, * analyseur propre à CA K l)S, est moins coûteux pour le> problèmes linéraires.de loin les *< \H» f»l un*- markin' Structural I)vnanti* - K • >mmen e de I >igital Equipment (à *p< >rati< >n r Aide memoirt* 1 ¦ Comment suivre l’évolution de vos dessins techniques.Jusqu ic i.la gestion des dessins, des schémas et des cahiers de c harges a toujours posé des problèmes aux services d'ingénierie en raison des c hangements fréquents qui v sont apportés.Digital offre maintenant un produit logic iel qui vous aidera à mieux gérer vos données techniques de CFAO.il s agit du VAX F DCS ( Engineering Data Control System ): il vous permettra de consacrer plus de temps aux ac tiv ités d ingénierie proprement dites et de passer moins de temps à assurer la gestion des fichiers.Ce système fait le suivi des révisions, fournit les versions les plus récentes des fichiers, tient les membres d une équipe au courant des changements importants qui ont été apportés, protège les fichiers contre tout accès ou toute mexiification non auu irisés et fournit une analyse rétrospec tive de toutes les opérations effectuées avec les données qu'il gere.si vous voulez couper court aux fonctions de gestion de fichiers, renseignez vous sur le VAX El)CS de I )igital en écrivant à Digital ___ Equipment du Canada Limitée, CP.911, succursale l .Toronto (Ontario) MHZ si*;.mwm IIH.IUI IPMLVT M AM IJMIITi Aujourd’hui, la solution.c’est Digital GÉNIE-TECHNIQUE-PRODUCTION INGÉNIERIE DIRECTEUR DE L'EXPLOITATION Industrie métallurgique $ 40,000 ?Notre client, petite usine de 150 employés, subsidiaire d'une multinationale œuvrant dans la transformation métallique par moulage et forgeage, recherche les ser vices d'une personne avec expérience à titre de directeur d exploitation Les candidats retenus posséderont une formation universitaire de préférence en génie et auront à leur actif 7 à 10 années d expérience dont 3 à 5 en gestion Le titulaire sera responsable des activités de production, gestion des stocks, entretien, achats L environnement linguistique est bilingue, très stimulant et prometteur INGÉNIEUR EN ÉLECTRICITÉ $ 35 - $ 45,000 Important manufacturier recherche un ingénieur en électricité Les responsabilités incluent la préparation et I accomplissement de projets électriques, entre autres commandes et contrôles d équipements électroniques, alimentation de moteur CA/CC, analyse visant à l'amélioration de la production et contrôle de l'équipement à vitesse variable Personne avec 3 à 10 ans d expérience dans l'industrie lourde Membre de l'O I Q Pour consultation: Yvan Lachance ST.AMOUR ET ASSOCIÉS LTÉE 666 ouest.rue Sherbrooke, 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département d'ingénierie mécanique et électrique, nous retrouvons des produits comme Dynapar, Stearns, Fiabilité Chez Rumble, nous introduisons la fiabilité dans nos contrôleurs afin d'assurer à nos clients une plus grande productivité de leurs machines Fabrication au Canada Rumble est en affaires depuis plus de 40 ans et manufacture au Canada des entraînements à vitesse variable depuis plus de 12 ans.Dynamatic, Robotique, etc.Rumble peut vous aider à concevoir votre ligne de production selon vos besoins spécifiques.(§) Relcon est un nom de marque enregistré par Les Équipements Rumble Ltée.A LA FINE POINTE DE LA TECHNOLOGIE Los Equipements Rumble Limitée 25 Baywood Road Rexdale (Ontario) M9V 3Y8 (416) 743-6711 Télex: 065-27283 2535 bout.Cavendish Montréal (Québec) H4B 2Y5 (514) 487-6111 Télex: 055-66347 Suite 111,17704-103* Ave.Edmonton (Alberta) T5S1J9 (403) 489-0964 Télex: 037-2966 9171 Williams Rd.Richmond, B.C.V7A1J9 (604) 271-0700 Télex: 043-52848 YVON DAGENAIS & ASSOCIES INC EVALUATEURS CONSEILS Yvon Dagenais BA B ScA ING E A ÉVALUATION FONCIÈRE EXPROPRIATION ASSURANCES FINANCEMENT FISCALITÉ EXPERTISE IMMOBILIÈRE G G Lalonde Girouard Letendre & Associés Ltée 1400 rue Sauvé O .suite 214 Montréal.Québec Canada H4N 1C5 Ingénierie, études techniques 1400 ouest rue Sauvé suite 216 Montréai Québec H4N 1C5 3324161 Tél (514)337 1030 Télex 05 825571 et gérance de projets ÉTUDES, INGÉNIERIE, APPROVISIONNEMENT, GESTION DE PROJET, CONSTRUCTION Lavalin Siège Social 1100, boul.Dorchester ouest Montréal, Québec H3B 4P3 BOUTHILLETTE PARIZEAU & ASSOCIÉS INGÉNIEURS CONSEILS Mécanique Électricité Économie d énergie 9825, rue VERVILLE Montréal H3L 3E1 Téléphone (514)387 3747 (514) 387 6238 E D ba Rapière RESTAURANT FRANÇAIS spécialités pyrénéennes le confit d'oie, le cassoulet, le jambon de Bayonne Table d’hôte lundi au vendredi midi à 15h.— 17h30 à 22h30 Samedi 17h30 à 22h30 Fermé le dimanche Réservations : 844-8920 1490 rue Stanley, (métro Peei.sortie Stanley) t ÉÉ -¦ É J .CONTRÔLE DES MATÉRIAUX .ÉTUDES GÉOTECHNIQUES • ANALYSES CHIMIQUES Tél.: 336-5650 U£ Les Laboratoires industriels et Commerciaux Limitée 190 Beniamm-Hudson St-Laurent Quebec Canada H4N 1H8 fondée en 1928 dufresne farley samson brilion SIAL ingénieurs-conseils Compagnie Internationale de Géophysique Inc.Chauffage — Plomberie — Climatisation Réfrigération — Électricité — Expertises — Études énergétiques 200 ouest rue Sauve Montreal.H3L 1Y9 Tél 384-0440 Etudes Geophysiques Géologie & Geochtmie Hydrogeoiogie Exploration Minière Vibration & Seismisite Environnement 2225 Chemin Samt-François Dorvai.Quebec Canada H9P 1K3 # Telex GTS HTD MTL ® (514)683-4215 « 05-821643 22 I ingénieur/mai-juin 1986 CAD/CAM and Robotics by Rinaldo Somenzi The fast development of Electronic technology has led to new production techniques known as "CAD/CAM" (Computer Aided Design/Computer aided manufacturing) It deals with the computer design ability as well asthe manufacturing ability using automatic controls This includes local or centralized automated mechanisms, automated units for specifid functions, industrial robots as well as flexible manufacturing units presently developed in many countries Those automated mechanisms handle the entire range of activities in a plant from storage operations to Quality control Trends in N/C machining at Pratt & Whitney Canada by Paul Marmion This article reviews the basic management issues in the introduction of NC techniques at Pratt and Whitney Canada It compares planned benefits with actual and elaborates on the benefits from tooling and flexibility of operation The role of NC type preparation systems in the development of NC is discussed, and used to highlight those continuing trends in the use of computer graphics.Other trends that will impact how parts can be manufactured on NC machines are also discussed, including the total system architecture and how data is communicated Furthermore, integration of Quality function at the NC machine level is an item that can be pursued using newer NC machine capabilities Programmable Logic Controllers by Robert Arbour The food and beverage industry lends itself well t automation.The brewing process being essentially a batch process, the steps can easily automated But, the Brewing Industry, which has always been rather conservative, could not pretend only a few years ago, to be using state-of-the-art technology Now with the enormous progress of the Programmable Logic Controllers (P.L.C.) during the last few years, the lost ground has been regained At the Molson Brewery in Montreal, many applications have been developped since 1980 As an example, the automation of the secondary filtration of beer as well as the automatic selection of the different brandsof beerduringthis operation are discussed in this paper The basic criterias for the selection of the equipment, the characteristics of the systems, the problems encountered as well as the benefits are presented The author also looks at the approach developped for the implementation of new technologies in the plant, the impact on the employees and the different programs established to ensure the good operation and maintenance of the systems Finally, he makes a brief review of other applications in operation and a conclusion is reached form the resultsobtained Robotics in Quebec by Michel Blouin The growth in number of Robots installed in Quebec does not seem to follow the rate in other countries and lags far behind Ontario.The author tries to explain the reason for this situation and gives some indications about the future Flexible Manufacturing Systems by Louise Quesnel Over the past years, important changes in developing and implementing manufacturing systems were observed in all industrialized countries Due to intense international competition and the growth of labor costs, companies were forced to used systems with a higher level of automation.At the same time, we could observe an increasing number of non standard products — caused Dy adapting the products to customer requirements — which demanded more flexibility of machines tools and manufacturing systems This article covers the flexible manufacturing systems concept which can meet manufacturing requirements of small, medium and large enterprises Group Technology by Claude Olivier Computer Integrated Manufacturing isactually the new challenge for the manufacturing industry.One of the methods to carry out CIM is through Group Technology Group Technology is more than just a way to codify and classify manufacturing informations, it is a whole philosophy of integration This paper introduces the concept of G.T., what are families of parts and which benefits a company can expect from an implementation.Rectificatif Dans I 'article de M Claude Gosselin «Les engrenages coniques simulation par ordinateur», publié dans le numéro précédent, la mention (fig VIII) à la page 8 doit être enlevée, celle-ci n'étant pas nécessaire pour la compréhension de l'article.mmm mm Air Canada C2 Bouthillette, Parizeau & Assoc 22 Carmel, Fyen, Jacques & Assoc 19 Ciment St-Laurent inc 11 Ciment St-Laurent inc 15 Dagenais & Assoc Inc , Yvon 22 Digital Equipment 18 Dufresne, Farley, Samson, Brillon 22 Géophysique G P R Inc 19 Géophysique Sigma Inc 19 Hydro-Québec C4 IBM Canada Limitée 16-17 Jenkins Canada Inc.12 Lalonde, Girouard, Letendre 22 La Rapière 22 Lavalm Inc.22 Les Laboratoires Ind & Comm 22 Palais des Congrès 24 Les Équipements Rumble Limitée 21 St-Amour et associés Itée 19 SIAL Cio Internationale de Géo 22 Wild Leitz Canada Limited 20 23 Etes-vous un Ambassadeur qui s'ignore?Vos réussites professionnelles vous ont valu une certaine réputation et permis d’établir des relations outre-frontière.Vous êtes probablement membre d’une association internationale et comptez de nombreux amis, collègues ou partenaires susceptibles de se réunir périodiquement en congrès.Alors plus aucun doute possible; vous êtes bel et bien un Ambassadeur qui s’ignore.Fonde en 1985 par la Société du Palais des congrès de Montréal, le prestigieux Club des Ambassadeurs réunit quelque mille membres, tous influents dans leur milieu, qui ont à coeur de promouvoir Montréal comme ville hôte.Dès la première année, dix-huit membres du Club ont été désignés Ambassadeurs Accrédités du Palais des Congrès de Montréal en se faisant les artisans de la tenue de congrès qui généreront plus de 75 millions S en retombées économiques au Québec.Vous aussi pouvez devenir Ambassadeur.Usez de vos influences et le Palais des Congrès vous procurera tout le support technique.Renseignez-vous auprès de M.Joffre Miville-Dechêne au Secrétariat du Club des Ambassadeurs.Téléphonez au (514) 871-8122 AMBASSADEURS ACCRÉDITÉS 1985 Jacques Beaudet Anciennement Chef de Projet Hydro-Québec Congrès Biennal de la Société Internationale D’Énergie Solaire (ISES) 1XTERSOL 85 (1985) Dr Jean-Paul Bossé Secrétaire général Société Internationale de Chirurgie Plastique VUE Congrès International de Chirurgie Plastique (1983) \ ?•riant Cauchy Président de la Fédération Internationale de Philosophie X VIE Congrès Mondial de Philosophie (1983) Hubert Chamberland Président Ordre des Architectes du Québec XVIE Congrès Mondial de l'Union Internationale des Architectes (U!A) (1990) Guy De§cary Maire Ville de Lachine XE Congrès Mondial des Cités Unies (1984) Dr Morris Duhaime Chef du Département de Chirurgie Hôpital Sainte-Justine XVUE Congrès de la Société Internationale de Chirurgie Orthopédique et de Traumatologie (SICOT) (1990) Jacques Francoeur Président Unimédia Inc.American Xenspaper Publishers Association (AXPA) - 98lh annual Convention (1984) Dr Pavel Hamet Directeur Laboratoire de physiopathologie de l'action hormonale Institut de Recherches Cliniques de Montréal Congrès de la Société Internationale d’Hypertension (1990) Dr Michel I>esage Directeur Lesage.Dumont et Associés XXUE Congrès de la Médecine du Travail (1990) Denis L.Membre local des Alcooliques Anonymes International Alcoholics Anonymous Convention (A A.) 50th Anniversary (1985) Bornéo Mathieu Vice-président Emeritus Union Internationale des Travailleurs unis de l’ Alimentation et du Commerce United Food and Commercial Workers International Convention (1983) kempton Matte Président International Dairy Federation 23rd International Dairy Congress (1990) Dr Max J.Palaver Radiologiste en chef Hôpital Général Juif Fifth Annual Meeting of the Society of Magnetic Resonance in Medicine (1986) Dr Samuel Solomon Directeur du Laboratoire d’Endocrinologie Hôpital Royal Victoria 38th Annual Meeting of the Society for Gynecologic Investigation (1991) Margaret Ann Smith Directeur du Departement des Services Sociaux Hôpital pour enfants de Montréal Fifth International Congress of Child Abuse and Xeglect (1984) Dr Charles Sorbie Directeur du Département de Chirurgie Université Queens XVUE Congrès de la Société Internationale de Chirurgie et de Traumatologie (SICOT) (1990) Sol Tolkin Président Exposcrvice Standard Convention of the International Exhibitors Association (1986) Dr Clément Trudeau Anciennement Président Ordre des Médecins Vétérinaires du Québec XXUE Congrès Mondial V étérinaire (1987) AMBASSADEUR V 1 ja/aü dt4 < 6naU4 J( tjffôn/ua/ i S I ingénieur mai-juin 1986 L'atelier flexible Louise Quesnel, mg Depuis quelques années, des changements importants dans le développement et l'implantation de systèmes de fabrication ont pu être observés dans tous les pays industrialisés Dû à une concurrence internationale féroce et à une augmentation des coûts de la main-d'œuvre, les compagnies ont été forcées de recourir à des systèmes déplus en plus automatisés Au même moment, on assistait à une augmentation du nombre de produits non standards — causée par l'adaptation des produits aux exigences du client — demandant plus de flexibilité des machines outils et des systèmes de fabrication Cet article traite du concept des ateliers flexibles qui constitue une solution pouvant répondre aux exigences de fabrication de la grande, de la petite et de la moyenne entreprise Évolution C'est en 1954 au Massachu-sett Institute of Technology que l'on met en marche la première machine à commande numérique En 1958, afin de minimiser les temps de réglage, Kearney-Trecker utilise le concept développé par la Ford Motor Company en construisant la première machine à commande numérique munie d'un dispositif de changement d'outil automatique.En 1967, Sundstrand Aviation ainsi que Cincinnati Milacron Company font l'intégration de plusieurs machines à commande numérique Le premier système contrôlé par ordinateur est construit en 1968 par Sundstrand Bien que le mou- Louise Quesnel ing est diplômée en génie industriel Après avoir obtenu une maîtrise en sciences appliquées, elle a travaillé dans l’industrie papetière pour ensuite accéder à un poste d’enseignement universitaire  ce titre, elle a participé à la mise sur pied du Centre de technologie manufacturière du Nouveau Brunswick et a assuré la direction de ce dernier à l'École de Génie de I Université de Moncton Elle a par la suite dirigé un projet qui a conduit à l'élaboration de logiciel de contrôle et d’op-timisation de I atelier flexible de Mark Hot Inc vement des pièces d'une machine à l'autre ne soit pas automatisé, l'ordinateur a remplacé le ruban perforé pour contrôler toutes les opérations des machines outils C'est le premier système à commande numérique direct (CND) Le premier sytème à CND à être muni d'un système de manutention automatisée est construit en Allemagne de l'Est et démontré à la foire de Leipzig en 1971.Le concept des ateliers flexibles est né à cette époque Définition On définit un atelier flexible comme étant une configuration de postes de travail et de systèmes de manutention des matériaux contrôlée par ordinateur et conçue pour la fabrication d'une variété de pièces de lots de production variables Cette description implique donc une souplesse de fabrication étant conférée par l’automatisation des machines et la diversité des pièces pouvant être produites Bien qu'utilisant ici l'appellation atelier flexible, il importe de noter que les expressions pour le qualifier varient en fonction des pays Les États-Unis utilisent Flexible Manufacturing System, Variable Mission System ou Variable Manufacturing Mission.La France l'appelle atelier souple, en Allemagne on parle de Computer Inte- grated and Automated Manufacturing System etauJaponde Flexible Automation.Flexible Manufacturing System Complex ou de Factory Automation Peu importe le vocable descriptif utilisé si tous ratifient le dénominateur commun, soit les composantes Composantes La définition précédente permet de dégager trois composantes physiques essentielles aux ateliers flexibles II s'agit de machines outils potentiellement indépendantes, d'un réseau de transport assurant la manutention des pièces entre les machines et d'un réseau de commande global coordonnant les machines outils, les dispositifs de manutention et les pièces.La figure 1 illustre deux des composantes d'un atelier flexible pour le métal en feuilles Machines outils L'élément principal de la première composante a trait aux postes d'usinage que viennent compléter les postes de chargement-déchargement, le poste de contrôle local ainsi que les postes de nettoyage.Un atelier flexible orienté sur l'enlèvement du métal peut inclure des tours, des centres d'usinage, des machines à fraiser et à aléser Dans le secteur du formage, l'atelier flexi- K ^SgVv**-.** y “f" H I • „ -• 25 I ingénieur/mai jum 1986 Niveau 1 Fonctions de base de lorgamsation ?Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4 ?Fonctions de support génie industriel A ?Opération de l'atelier Planification et Contrôle de production A ?Opération du département Contremaître Opérateurs Machines Ordinateur A ?Ordinateur Ordinateur de support A ?Ordinateur de support Ordinateur de l'atelier flexible A ?Ordinateur de I atelier flexible Machines outils Système de manutention Figure 2 Schéma du système de commande d ur atelier flexible ble peut comprendre des machines à cisailler, à poinçonner, à grignoter, à plier ainsi que des machines de coupage au jet de plasma ou de laser La famille de pièces devant être produites déterminera la puissance, la taille et la précision des postes d'usinage utilisés Le poste de commande local permet de recueillir l'information pertinente àchaque machine de l'atelier flexible à savoir l'identification de la pièce produite, le statut de la pièce, des outils et des programmes Lorsqu'on inclut dans un atelier flexible les postes de nettoyage, ceux-ci font partie intégrante du poste de chargement-déchargement.Système de manutention des matériaux Parmi les éléments que l'on peut retrouver dans le cadre du système de manutention automatisé, notons les systèmes automatiques d'entreposage, les chariots filoguidés et les robots, ces derniers étant utilisés lorsque la distance entre les machines est courte et les pièces légères Système de commande La troisième composante des ateliers flexibles, le système de 26 commande, s'occupe de gérer la combinaison de tous les dispositifs qui contribuent à l'opération automatique du procédé, à savoir les commandes des machines, les dispositifs de suivi, les communications et l'ordinateur de l’atelier flexible L'architecture du système de commande prend la forme d'une structure hiérarchique basée sur l'organisation des tâches nécessaires à l'opération de l'atelier et de leur interrelation La figure 2 illustre une structure à quatre niveaux où l'opération manuelle est substituée par le logiciel et le matériel requis à l'automatisation de la fabrication Le niveau 1 fixe les objectifs de production à l'intérieur desquels l'atelier fonctionnera et inclut notamment la gestion de la base de données, la planification des besoins ressources, le plan directeur et les priorités de l'entreprise Le niveau 2 s'occupe de la fabrication générale et touche entre autres au plan de production des pièces, aux programmes à commande numérique, à la conception des outils et aux temps standard.Le niveau 3 traite de la coordination générale de l'usine où les pièces sont ordonnancées suivant le plan directeur et la dis-pombilitédecapacité Unefoisque le niveau 2 a spécifié le cheminement de la pièce, les programmes et les outils, le service de planification et de contrôle de la production assure le suivi du progrès des commandes et assigne les priorités de production en fonction de leur retard Le niveau 4 s'occupe de l'opération départementale ou individuelle C'est à ce niveau que, traditionnellement, le contremaître prend des décisions basées sur la priorité de production, la disponibilité de l'équipement et de la main-d'œuvre et ce afin de satisfaire les objectifs de l'entreprise L'opérateur travaille également à ce niveau, produisant les pièces et assurant le suivi de sa machine II informe le contremaître sur le statut du travail en cours, permettant au contremaître de passer cette information au niveau 3 Autres éléments importants L'ensemble pallette-fixation est normalement fourni par le fabricant de machines outils, par conséquent, les postes de chargement-déchargement et le système de manutention doivent être conçus pour être compatibles avec les pallettes Une des contraintes associées aux machines devant produire une grande variété de pièces réside dans la limite de I ingénieur/mai-juin 1986 Cisaille è couteaux Système de transfert Presse poinçon è tourelle avec coupage plasma Système de chargement Figure 1 Atelier flexible pour le métal en feuilles Système automatique d'entreposage la tourelle II est recommandé de procéder à une analyse de la valeur des produits afin de minimiser la variété d'opérations donc d'outils requis Avantages Parmi les avantages découlant de l'utilisation des ateliers flexibles, mentionnons les suivants Très haut taux d'utilisation de l'équipement Typiquement, le rendement atteint par un ensemble de machines formant un atelier flexible est trois fois plus élevé que les mêmes machines fonctionnant dans un atelier conventionnel Dans un atelier flexible, l'ordinateur affecte chaque pièce à une machine dès qu elle est disponible, simultanément la pièce est déplacée par le système de manu- tention automatisé et le programme de fabrication est envoyé à la machine.De plus, la pièce arrive déjà préparée et montée sur une pallette de telle sorte que la machine n'a pas à attendre Réduction des coûts en équipement Le taux d'utilisation élevé de l'équipement entraîne une réduction du nombrede machines requises pour une même charge de travail.Une réduction de 3/1 est d'ordre courant.Réduction des coûts en main-d'œuvre directe Étant donné que les machines sont commandées par ordinateur, aucun machiniste n'est requis La réduction de main-d'œuvre directe est cependant compensée par une demande accrue de spécialistes en informatique Réduction des stocks en cours et du délai de livraison La réduction de l'en cours est attribuableà unevariétédecauses qui réduisent le temps d'attente d'une pièce La concentration de l'équipement sur une petite surface de plancher et la réduction du nombre de machines utilisée pour une pièce — les opérations étant combinées sur le centre d'usinage — en sont des exemples Qualité et uniformité élevées Le haut niveau d'automatisation ainsi que la réduction du nombre de fixations et de machines utilisées contribuent à l'obtention d'une qualité et d'une uniformité élevées.Bref, lesateliersflexibles permettent de réduire les coûts de production grâce à une augmentation de la productivité de la main-d'œuvre et de l'équipement ainsi qu'à une réduction des stocks en cours 27 / I ingénieur/mai-juin 1986 Exemples d'utilisation En 1 984, on estimait à 200 le nombre d'ateliers flexibles en opération au Japon, aux États-Unis, en Europe de l'Ouest et de l'Est Au Japon, entre 1975 et 1984, le nombre d'ateliers flexibles est passé de 1 3 à 100 On retrouve les principales applications dans les domaines de l'automobile (38%), de l'industrie mécanique (30%), de la machine outil ( 1 8%), de l'aéronautique et de la défense (11%) Trois expériences japonaises seront succinctement présentées et une expérience québécoise sera rapportée plus en détail Yamasaki Fabriquant de machines outils, Yamasaki Machine Works a expérimenté son premier atelier flexible à Nagoya au Japon au début des années 80 L'atelier comprend entre autres 1 8 centres d'usinage, deux chariots filogui-dés, un dispositif de changement de tourelle, deux systèmes de récupération de copeaux, un dispositif de suivi et de changement d'outils usés, le tout sous le contrôle d'un ordinateur central Les effets de l'atelier flexible sont présentées au tableau 2 Toshiba Tungalow L'atelier flexible comprend six centres d'usinage et produit 4000 pièces différentes Le tableau 3 compare les performances des ateliersconventionnel et flexible Notons une réduction de 88% du nombre de machines, 77% de la main-d'œuvre et 76% de l'espace de plancher Nigata L atelier flexible a été conçu pour usiner 30 types de têtes de moteurs et a démarré en 1 980 La taille des lots varie de 6 à 30 pièces avec des poids de 20 à 450 Kg À l'instar de Yamasaki, l'opération du troisième quart est effectuée dans le noir puisque l'atelier est sous le contrôle total de l'ordinateur Le système est composé d'un centre d'usinage vertical, de deux tours, de quatre centres d'usinage horizontaux, d'un chariot f ilog uidé, 28 Tableau 1 Yamasaki Comparaison entre le système de production conventionnel et l'usine de fabrication flexible Conventionnel Usine flexible Types de pièces 74 1400 pieces/mois Espace de plancher 6800 m2 2800 Nombre de machines 68 18 Main-d œuvre 215 12 Cycle de fabrication 90 jours 3 jours Stocks en cours 5 Ml $ 0,218 MIS Tableau 2 Toshiba Comparaison entre le système de production conventionnel et l’atelier flexible Conventionnel Atelier flexible Espace de plancher 1480 m2 350 m2 Nombre de machines 50 6 Mam-d oeuvre 70 16 Cycle de fabrication 18 6 jours 4 2 jours Efficacité opérationnelle 20% 70% Nombre d opérations 15 8 Tableau 3 Nigata Comparaison entre le système de production conventionnel et l'atelier flexible Conventionnel Atelier flexible Nombre de machines 25 6 Main-d oeuvre 25 5 Cycle de fabrication 40 10 Nombre d operations 8 4 d'un dispositif automatique de chargement et de déchargement et de trois accumulateurs de pal-lettes, chacun pouvant en accueillir dix Mark Hot Inc., Division de Volcano Inc.Une voie nouvelle dans le domaine des ateliers flexibles est celle de la matière première laminaire.Contrairement à Yamasaki, Toshiba ou Nigata, où l'on fonctionne par enlèvement du métal, l'atelier flexible Mark Hot opère par formage et requiert un intrant laminaire métallique Déclaré pre mier système du genre en Amérique du Nord, Mark Hot ouvre la porte de la haute technologie aux petites et moyennes entreprises PME québécoise spécialisée dans la fabrication d'équipement de chauffage, de ventilation et de climatisation, Mark Hot Inc fait face à des applications spéciales stipulées par des plans et devis précis C et une entreprise caractérisée par une production sur commande et de petits lots Une étude menée au début de 1981 montre que 50% des heures-personne de l'usine sont consacrés au département de la tôlerie et que la majorité des pièces requièrent des opérations similaires de poinçonnage et de cisaillage On constate également que ces pièces doivent utiliser plusieurs machines afin d'effectuer toutes les opérations de perforation requises et que plusieurs réglages sont nécessaires sur une même machine Cet état de faits entraîne des coûts de production élevés que Mark Hot désire réduire tout en augmentant sa capacité de production En mai 1981, Mark Hot est à la recherche d'une technologie lui offrant une souplesse de fabrication c'est-à-dire une production de petits lots au coût d'une produc- ingénieur/ mai juin 1986 Usine Feuilles de métal Terminal Chariots de matériel brut Bureau Imprimantes Terminaux Traceurs Ordinateur de gestion Presse Cisaille Ordinateur de production Figure 3 Configuration de l'atelier flexible Mark Hot tion de série Les spécifications sont établies, la recherche de fournisseurs est effectuée et une estimation de la période de recouvrement permet de conclure sur la faisabilité d'implanter un atelier flexible Suivent les appels d'offres qui ont permis d'arrêter un choix sur une variante de configuration illustrée à la figure 1 L'atelier flexible Mark Hot comporte deux postes d'usinage, soit une presse poinçon munie d'une tourelle à 36 outils et d'une torche au plasma et d'une cisaille à couteaux perpendiculaires Le système de manutention automatisé comprend un manipulateur à succion permettant d'alimenter la presse et un convoyeur à rouleaux servant à déplacer la feuille de métal entre la presse et la cisaille Le système de commande inclut un ordinateur central, trois commandes et le logiciel de production La figure 3 présente la configuration matérielle de l'atelier flexible Mark Hot Après plus de trois ans de fonctionnement dont une année de rodage, l'expérience Mark Hot s'est avérée positivement con cluante De 7000 pièces différentes possibles avec l'atelier conventionnel, l'atelier flexible offre une production potentielle de 20,000 pièces dont certaines difficilement réalisables suivant des métnodes traditionnelles.L'économie de plancher est proportionnelle à l'espace occupé par deux machines pour vingt-deux dans un atelier conventionnel De sept heuresqu’il pouvait atteindre dans certains cas, letempsde réglagea été virtuellement éliminé Le pourcentage de rejets de la matière première est passé de 27 à 5 L'ef-ficacité opérationnelle est passée de 75 à 94%.L'atelier flexible Mark Hot a été amorti en 1 8 mois Avenir des ateliers flexibles Les recherches s'intensi-fieront afin de développer des technologies industrielles qui permettront une intégration économique des procédés d'usinage et d'assemblage à l'intérieur d'un même système Le centre de recherche japonais de Tsukuba vient de monter une usine pilote où trente nouvelles technologies ont été intégrées sur ordinateur Bien qu'ils soient à l’heure actuelle principalement utilisés par les grandes sociétés, on prévoit une augmentation apprécia- ble du nombre d ateliers flexibles chez les entreprises comptant moins de 50 employés.Une étude américaine établissait à 40 000 le nombre d'utilisateurs potentiels de petits systèmes et prévoyait que les livraisons passeraient de 115millions en 1985 à 618 millions de dollars en 1990 Conclusion La concurrence internationale découlant des pressions exercées par le commerce mondial force les compagnies à adapter la production aux exigences du marché.Il est évident que les ateliers flexibles améliorent les possibilités de réagir aux variations du marché Cependant, la flexibilité ne constitue pas un substitut à la productivité Afin de respecter les exigences du marché, les entreprises doivent implanter des systèmes de production combinant haute productivité et flexibilité.La technologie des ateliers flexibles constitue une des pierres angulaires qui permettra aux entreprises industrielles canadiennes de demeurer compétitives sur le marché international.Références Charles Stark Draper Laboratory, Inc «Flexible Manufacturing System Handbook., Cambridge, Massachusetts, 1983 D ANJOU, M , QUESNEL, L.«Introduction de la CFAO dans les industries Mark Hot», Séminaires Adrien Pouliot, Le rôle évolutif de r ordinateur en ingénierie novembre 1983 DUPONT GATELMAND, C , «A Survey of Flexible Manufacturing Systems», Journal of Manufacturing Systems, Volume 1.Numéro 1, 1982.PP 1-5 WERSHEIM.W , HERMANN.P , «Recent Trends in Flexible Automated Manufacturing», Journal of Manufacturing Systems, Volume 1, Numéro 2, 1982, pp 139-148 • Flexible Manufacturing System Complex provided with Laser», Agency of Industrial Science and Technology, MITI, Tokyo, Japan «FMS, A Boom You II Guide».Production engi neermg.février 1986.pp 58 60 SHIH, C , «Implementation of Flexible Manufacturing Systems», 2nd CAD/CAM & Robotics.Conference Proceedings, May 31 - June 2, 1983 pp 12 5-7 STERKE.E K , «Production Planning Problemsfor Flexible Manufacturing Systems», Purdue University, août 1981, pp 14 29 I ingénieur mai-juin 1986 Organisation cellulaire des ateliers Claude Olivier, ing Introduction, philosophie et définitions Historiquement, l’organisation cellulaire a vu le jour dans les années cinquante suite aux travaux de S P Mitrofanow II s'agissait de techniques organisationnelles permettant de réutiliser au maximum les travaux déjà faits en rationalisant les procédures On peut dire de cette organisation, d'une façon générale, que c'est «Une méthode permettant de résoudre des problèmes semblables en utilisant des solutions communes».Si l'on cherche à définir l'organisation cellulaire d'une façon plus scientifique ou plus exacte, on pourrait parler de «Techniques visant à regrouper en familles, selon leurs similitudes au point de vue géométrique, propriétés physiques et attributs de fabrication, l’ensemble des pièces fabriquées, de façon à réutiliser les données générées pour de la mise au point de nouveaux produits » L'information résultant de ces regroupements peut être utilisée par la suite à titre d'intrant pour les nouvelles conceptions, pour la mise en fabrication de ces produits et même pour la réorganisation sous forme de cellules de fabrication, des unités de production Nous exposerons, dans les lignes qui vont suivre, cette philosophie de fonctionnement qui est en tram de s'implanter dans l'ensemble de l'Amérique du Nord C'est là l'une des voies les plus plausibles pour l'intégration globale des entreprises ou, si l'on veut, l'application des concepts de fabrication intégrée par ordinateur (Computer Integrated Manufacturing ou CIM).M Claude Olivier est ingénieur et, depuis 1984 professeur au département de Production Automatisée de l'École de technologie supérieure de l'Université du Québec Il est responsable des cours de Conception assistée par ordinateur (CAO) et de Ges tion informatisée de la production Précé demment, il occupait le poste d'ingénieur-analyste pour le Centre de Technologie Manufacturière de l'Université de Moncton, au Nouveau-Brunswick Familles de pièces La première étape à réaliser dans l'implantation d'une organisation cellulaire est le rassemblement des pièces produites en classes ou en famille Pour effectuer ce regroupement, il est nécessaire de déterminer les critères qui vont gérer les différentes familles Ces critères ou ces attributs devront être déterminés en fonction de l'utilité que l'on voudra faire des familles ainsi créées On parlera en termes d'attributs géométriques, physiques, de fabrication ou autre Pour donner quelques exemples, au niveau géométrique, les aspects importants pourraient être — les dimensions ou le rapport des axes principaux la forme générale (cylindrique, rectangulaire) — la position des trous, des rainures, des filets le nombre de dénivellements (changements de diamètres) — les tolérances Les attributs physiques seraient: — le type de matières utilisées et sa spécification — le fini de surface — l'orientation possible de la pièce selon le sens de laminage des matières premières Finalement, sur le plan de la fabrication, on peut penser aux opérations nécessaires à la réalisation.aux équipements requisen terme de procédé(oxido-réduction, tournage, soudage, électroplaquage, etc ) et ieur capacité minimale On peut également inclure une série d'autres facteurs reliés aux temps normaux de fabrication, au contrôle de la qualité, à l'entreposage des matières premières, des pièces en cours de fabrication ou du produit fini, les gabarits nécessaires, les outils spéciaux D'une façon générale, on cherche a développer un système de codification de l'ensemble des informations de fabrication utiles, de manière à pouvoir classifier la totalité des pièces fabriquées C'est la création d'une base de données de fabrication (Figure 1 ) Cette base de données deviendra éventuellement le centre r.R.o bue dm aor>r>mm* DE lR Figure 1 Base de données centralisée 30 I ingénieur mai |um 1986 Digit 1 Digit 2 Digit 3 Digit 4 Digit 5 Auxiliary holes and gear teeth 0 No auxiliary hole y Axial, not on pitch circle diameter 2 I 1 ?j Axial on pitch circle diameter x =r.Radial, not on 3 pitch circle diameter Axial and or radial 4 and/or other direction Axial and or radial 5 on PCD and/or ! other directions 6 1 Spur gear teeth 7 * X Bevel gear teeth x x 3! 8 i Other gear teeth 9 All others Part class External shape external shape elements Internal shape internal shape elements Plane surface machining 0 L/D