Machine Learning Opérationnel

12 mai 2021

« Le réglage de nos machines prenait plusieurs dizaines d’heures ! »

Nous entendons tous parler du « Machine Learning » mais, avouons-le, nous ne trouvons pas d’application concrète : le « concept reste conceptuel ». Aujourd’hui, je vous propose de découvrir une expérience exceptionnelle que j’ai vécu dans une société d’usinage.

Cette société produit des moteurs diesels de forte puissance ainsi que des pompes et des moteurs hydrauliques pour le BTP et le Mining. Elle était confrontée à 2 problèmes majeurs :

Les temps de réglage lors d’un changement de séries pouvaient durer plusieurs dizaines d’heures
Le taux de rebut et de retouche était très important sur certaines pièces critiques… preuve d’un manque de maitrise dans le processus de réglage.

Pour illustrer le problème, prenons un exemple extrêmement simple et schématisons le problème : Seules 3 côtes obtenues par 3 outils différents.

Image1

Regardez l’animation, la côte « a » est trop petite à 9,7mm… Pour la recentrer, il faut pousser le correcteur de l’outils N°3, mais malheur…la côte « b » se dégrade et il faut pousser le correcteur N°2… et par voie de conséquence, pousser aussi le correcteur N°1 pour conserver la côte « b ».

Image2

Avec cet exemple simpliste, on voit bien que pour une seule côte non conforme, il faut parfois retoucher la position de tous les outils. Imaginez lorsque vous avez 15 outils, une 40aine de correcteurs et une dizaine de côtes. Voici votre expression lorsque vous devez régler cette machine :

Même le cerveau d’un génie est dépassé et le réglage prend des heures avec plus ou moins de méthodologie.

La magie des algorithmes

C’est ici que le « Machine Learning » est intéressant pour nous décharger de tous ces calculs humainement impossibles, en utilisant par exemple, un système « Automated Process Control ».
Après un réglage du logiciel pendant lequel on liste les correcteurs et leur impact sur les côtes. Le logiciel sera ensuite capable de calculer les correcteurs pour centrer toutes les côtes en une seule fois

« Maintenant une seule pièce de réglage suffit ! »

Nous avons testé ce logiciel sur une pièce de pompe hydraulique.

> Le régleur s’est d’abord assuré que tous les outils touchent la pièce avant d’envoyer la pièce à la métrologie.

> Il ne voulait pas car la pièce était clairement non conforme !

> J’ai argumenté : « c’est là que le logiciel est puissant : il nous dira comment rendre la prochaine pièce conforme ».

> Nous avons importé le rapport de la métrologie directement dans le logiciel et instantanément, le logiciel nous a donné l’ensemble des corrections à apporter et nous avons produit une 2ème pièce.

Image3

Le régleur est resté bouche bée pendant plus d’une minute en tournant cette pièce dans tous les sens avant de retrouver la parole.
Le 2ème rapport de métrologie confirmera quelques minutes plus tard son sentiment :

« C’est difficile à croire et pourtant, elle a l’air parfaite ! »

Le « Machine Learning : la machine apprend !

Mesure après mesure, le système APC apprend désormais tout seul le comportement de la machine et affine le calcul des corrections.
De plus, le système APC peut communiquer directement avec la machine d’usinage et une machine de mesure tridimensionnelle : le réglage est alors immédiat !

En 1 an, l’investissement rentabilisé

Avec la réduction des temps de réglage et l’amélioration de la qualité, le retour sur investissement est inférieur à 1 an !