Articles

Données standardisées pour usinage à haute valeur ajoutée

Dans le but d’améliorer la chaîne numérique d’industrialisation pour usinage de pièces détachées destinées à l’aéronautique, le projet ANGEL, soutenue par un Fond unique interministériel et regroupant universitaires, industriels et pôles de compétitivités se focalise sur les données. En introduisant un standard commun pour les représenter et les échanger, il souhaite accroître la productivité et limiter les impacts environnementaux de la production.

Données standardisées pour usinage à haute valeur ajoutée

Quand un industriel lance la fabrication d'une pièce dont le prix est susceptible d'atteindre plusieurs centaine de milliers d'euros, il veille à ce que les erreurs d'usinage soient réduites au maximum. Parfois certaines pièces présentent des géométries complexes, parfois des matériaux spécifiques demandant des soins particuliers lors de l'usinage. " L'idée du projet ANGEL a consisté à se focaliser sur l'information intervenant tout au long de la chaîne numérique de la conception à l'usinage " explique Julien Le Duigou, chercheur au laboratoire Roberval de l'UTC et impliqué dans le projet.
ANGEL s'est déroulé sur deux années, de 2012 à 2014, soutenu par un Fond unique interministériel, et encadré par le pôle de compétitivité Systematic Paris Région et co-labellisé par les pôles ViaMéca et Astech. Il réunit des industriels comme AIRBUS, SNECMA, MESSIER-BUGATI-DOTTY, CADLM, DATAKIT, UF1, Spring technologies, et s'appuie sur des chercheurs de l'UTC et de l'ENS-Cachan.

Un Ange dans la chaîne de fabrication

ANGEL, pour Atelier Numérique coGnitif intEropérable et agiLe, vise essentiellement le secteur de l'aéronautique ou l'usinage des pièces représente des coûts importants. Julien Le Duigou confirme que " l'objectif consiste à faire baisser le nombre de rebuts, à améliorer la productivité jusqu'à 10% et à réduire les impacts environnementaux ".
Le travail s'est focalisé sur la chaîne numérique d'industrialisation, qui débute par l'atelier de CAO (Conception Assistée par Ordinateur), où la géométrie de la pièce est modélisée, et finit par l'usinage réalisée par une machine outil à commandes numériques. Entre ces deux étapes, différentes phases de la fabrication assistée par ordinateur (FAO) portent sur la définition des trajectoires, des outils et des paramètres de coupe pour l'usinage.
L'avant dernière tache avant la fabrication finale concerne à simuler l'usinage afin de valider le code qui sera finalement transmis à la machine-outil. Chacune de ces étapes implique des outils et des logiciels spécifiques et donc une façon de représenter les données différentes.

Un langage commun pour se comprendre

" ANGEL introduit une façon homogène et commune pour représenter les données et donc les échanger entre les différents équipements qui constituent la chaîne " précise Julien Le Duigou. Il s'appuie sur un standard international appelé Step-NC faisant l'objet d'une norme ISO. En rendant les informations homogènes, ANGEL supprime une étape lors de l'usinage : le post-processeur qui transforme le fichier FAO où sont définies toutes les données nécessaires à la réalisation de la pièce en un code interprétable par la machine-outil. Ce fichier FAO est directement interprétable par cette dernière.
Autre avantage de disposer d'une structure de données standardisée et susceptible d'être partagée, il est aujourd'hui possible de capitaliser et d'exploiter le savoir-faire à partir des informations recueillies par les outils existants. " Les machines recueillent de très nombreuses données lors de l'usinage " explique Julien Le Duigou qui précise que ces dernières fournissent de précieuses informations pour améliorer le travail ".

Capitaliser l'expérience

Par exemple, de très nombreuses informations concernent la température, l'énergie dépensée, la quantité de lubrifiant ou le volume de copeaux produits. En étudiant ces retours d'expériences, les industriels devraient être capables de réduire certains gaspillages, favorisant une production plus respectueuse de l'environnement et ouvrant des gains de productivité potentiels.
Les membres du projet ANGEL ont prévu de construire une base d'information capable de regrouper et d'organiser l'ensemble des données recueilli par les industriels. Les membres du consortium pensent à l'avenir : entreprendre une vaste opération de collecte d'informations à partir des fichiers Step-NC des industriels afin de construire cette base d'informations regroupant un maximum de retours d'expériences.
Un tel état de l'art, une fois étudié et structuré devrait fournir de nombreuses pistes d'amélioration pour les chaînes d'usinage.