L'automatisation n'est certainement pas étrangère à la fabrication. L'adoption de la chaîne de montage par Henry Ford a transformé l'industrie automobile. Depuis lors, le rythme d'adoption n'a fait que croître, l'automatisation s'attaquant d'abord à des tâches simples et répétitives, puis à des défis plus complexes. De nos jours, presque toutes les usines de fabrication contiennent un fascinant mélange de machines automatisées qui créent et emballent presque tout ce que nous utilisons, touchons ou consommons dans notre vie quotidienne.

La plus grande partie de l'automatisation dans les installations de production se concentre sur la fabrication et l'emballage des produits. Parmi les exemples de technologies d'automatisation, citons la robotique qui permet de peindre, de souder, d'usiner et d'assembler des produits, ainsi que l'automatisation dure qui permet de remplir, d'étiqueter et d'emballer des biens de consommation tels que l'agroalimentaire.

Les tendances récentes montrent que les entreprises rapprochent la fabrication de leurs clients, soit pour contrôler la qualité, soit pour améliorer le service à la clientèle, soit pour réduire les coûts de transport. Certains pratiquent la délocalisation (en ramenant la fabrication en dehors de nos frontières). D'autres tendances en matière de consolidations, de fusions et d'acquisitions créent un changement presque constant dans la façon dont les produits sont distribués de la fabrication au consommateur. Entre-temps, la demande de main-d'œuvre se resserre à mesure que l'économie se développe et que le réservoir de travailleurs disponibles se réduit.

L'automatisation est une réponse évidente ; la question est de savoir où et comment l'utiliser ? 

Les chaînes d'approvisionnement devenant de plus en plus complexes, d'aucuns se sont tournés vers l'« Internet des objets » pour trouver des solutions. Il s'ensuit que les processus internes nécessiteraient davantage de connectivité, en utilisant des appareils et des processus intelligents pour améliorer l'efficacité. Des flux de travail synchronisés et des analyses prédictives deviennent nécessaires, non seulement pour la planification de la production mais aussi pour la maintenance. Le flux d'informations et le Big Data sont nécessaires pour créer les bases de l'automatisation future.

Le logiciel est le point de départ du dernier kilomètre d'automatisation, mais que faut-il de plus pour davantage améliorer une opération ? Quels sont les domaines fonctionnels à prendre en compte ?

De gros efforts et une bonne planification sont nécessaires pour s'assurer que les chaînes d'approvisionnement en amont sont saines. Elles doivent non seulement assurer des livraisons dans les délais, mais aussi, ce qui est tout aussi important, fournir des matériaux de qualité. Les perturbations des chaînes d'approvisionnement entrant peuvent rapidement paralyser une opération.

Même si votre chaîne d'approvisionnement entrant fonctionne bien, avez-vous pensé à la manière dont vous gérez le matériel une fois qu'il est arrivé ? Voici quelques exemples de questions à prendre en compte :

• Mes matériaux sont-ils traités rapidement à leur arrivée ?
• Ai-je un bon processus pour vérifier la qualité et l'exactitude des matériaux et des produits ?
• Ai-je un bon contrôle de mes stocks de matières premières disponibles ?
• Est-ce que je stocke le matériel de manière efficace, en utilisant des logiciels pour gérer l'espace, les rotations et la main-d'œuvre ?
• Comment pourrais-je automatiser la réception et le stockage des matières premières ?

Une fois que les matériaux entrants de l'entrepôt sont en ordre, le prochain aspect à améliorer est le mouvement des matériaux vers la production. Les questions suivantes permettent de déterminer si le matériel est acheminé efficacement vers la production.

• Mes travailleurs attendent-ils que le matériel arrive dans leurs cellules de travail ?
• Les cellules de travail reçoivent-elles le bon matériel ?
• Y a-t-il trop de stocks dans les cellules de travail ?
• Le matériel de la cellule de travail est-il correct pour le programme de production actuel ?
• Puis-je créer des kits plus efficacement en utilisant l'automatisation ?

Le flux de matériel doit être précis, ponctuel et, dans de nombreux cas, dynamique. Un matériel inexact, un mauvais matériel, des espaces de travail encombrés par une trop grande quantité de matériel adapté au travail en cours sont autant de facteurs qui ralentissent la production.

Le déplacement de matériel en cours de fabrication d'une cellule de travail à une autre peut également affecter la production. Lorsque les opérations au sein d'une usine de production ne sont pas synchronisées, les matériaux peuvent circuler de manière inégale tout au long du processus. Une quantité insuffisante de matériel ralentit la production, tandis qu'une quantité trop importante de matériel en cours de fabrication entraîne une accumulation et crée des blocages. Une meilleure planification et des tampons d'encours WIP peuvent améliorer le flux de matériel. 

Enfin, le déplacement des produits finis à la fin du processus peut provoquer un goulot d'étranglement dans une opération. Voici quelques exemples de questions à prendre en compte :

• Ai-je assez d'espace de quai pour traiter mes produits finis ?
• À quelle vitesse puis-je tourner une remorque à un quai ?
• Existe-t-il une boucle fermée entre la fabrication et la distribution – soit un entrepôt/CD appartenant à l'entreprise, soit un 3PL ?
• Dois-je inventorier les produits finis sur le site de fabrication ? Combien ? À quel taux ?

La vitesse de production et la taille du produit fini ou en cours de fabrication influenceront votre approche de l'automatisation. Par exemple, la fabrication de centaines de petits appareils électroniques toutes les heures nécessitera certainement un ensemble de solutions différentes de celles utilisées pour la production d'une dizaine de chargeurs frontaux par jour.

Pour en revenir à un thème précédent, le logiciel est le fondement de l'opération : Un ERP avancé, un MES et parfois des solutions WMS/WES peuvent contribuer à rendre les opérations plus fluides, non seulement du point de vue du flux de matériel mais aussi de la gestion de la main-d'œuvre. Plusieurs solutions mécatroniques peuvent améliorer le fonctionnement et contribuer à résoudre les problèmes de pénurie de main-d'œuvre. N'oubliez pas qu'une analyse précise et approfondie des données sera nécessaire pour assurer une compréhension complète du flux de matériel et de données de l'opération actuelle. Cela vous permettra d'évaluer et d'appliquer la technologie appropriée.

Les avis préalables de réception permettent de planifier et de stocker le matériel entrant. La planification du stockage au niveau des palettes, des caisses, des bacs ou des bacs segmentés peut permettre de gagner de l'espace dans votre entrepôt si elle est correctement mise en œuvre. L'inspection du matériel entrant et le transvasement du matériel dans des unités de mesure de taille appropriée permettent également de gagner de l'espace. Les articles de forme inhabituelle doivent parfois être stockés dans des rayonnages ou des dispositifs spéciaux ; cependant, les palettes, les caisses et les bacs peuvent être stockés dans des systèmes de stockage et de récupération automatisés. Ces systèmes peuvent varier :

• Stockage des palettes en couche profonde ou en couche unique
• Caisses et bacs dans les systèmes de navette pour les articles à écoulement très rapide 
• Systèmes de mini-charge pour les articles à écoulement moyen
• Carrousels ou même étagères pour les articles à écoulement lent

Les opérations de mise en lots utilisent généralement diverses nomenclatures pour rassembler des pièces spécifiques destinées à des processus d'assemblage secondaire ou final. Parfois, les kits sont expédiés en tant que commandes de pièces de rechange pour la maintenance. Mais à part le besoin occasionnel de certaines fonctions à « valeur ajoutée », la mise en lot n'est pas très différente de l'exécution des commandes dans un centre de distribution. Par conséquent, l'automatisation peut être appliquée en utilisant des stations Pick-to-Light, Pick-to-Voice, Goods-to-Person, ainsi que l'acheminement par zone à l'aide de convoyeur et de tri. La même technologie permettant de stocker des articles à UGS unique peut également stocker des kits finis destinés à la production ou directement à un utilisateur final. 

La vitesse et la taille du matériel entrant et sortant de la production déterminent la meilleure technologie d'automatisation pour soutenir la mise en lot :

• Les véhicules autoguidés (AGV) conviennent parfaitement à la manutention des palettes et des articles de grande taille. Le flux peut être très dynamique, les AGV recevant des ordres de travail et des affectations en fonction de leur emplacement et de l'itinéraire le plus efficace.
• Les remorqueurs automatisés qui tirent un chariot ou un train de chariots sont les plus efficaces pour effectuer des « courses de lait » lorsque le mouvement se fait d'un point à un autre dans un environnement de production.
• Les chariots autoguidés (AGC) peuvent déplacer les matériaux pour les opérations Kanban et les livraisons en bord de ligne pour les articles plus petits comme les bacs et les caisses.
• Les convoyeurs aériens et les monorails peuvent également constituer des stratégies efficaces pour le déplacement des matériaux. Toutefois, ces solutions n'offrent pas la flexibilité ou l'évolutivité des options plus mobiles.
• La technologie Pick-to-Light peut améliorer la vitesse et la précision du prélèvement de pièces ou de kits en bord de ligne.

Les palettes, les tubes, les bacs et les plateaux de matériaux peuvent être stockés dans des tampons à l'aide de la technologie de stockage et de récupération automatisés (AS/RS). De nombreuses opérations utilisent des systèmes de mini-charge pour contenir et distribuer uniformément le matériel aux cellules de travail et aux différents processus. Cette technologie peut être placée directement entre deux opérations ou centralisée pour desservir plusieurs opérations d'encours WIP. 

Plusieurs solutions sont disponibles pour la fin des lignes de production.

• Les AGV, le convoyeur de palettes et le monorail peuvent être utilisés pour le transport des palettes de produits finis. Chaque technologie offre des avantages en fonction du taux, de la durée du transport et de la fonction. Les AGV sont parfaits pour les longs trajets, l'empilage en bloc de palettes et peuvent même être utilisés pour le chargement de remorques. Les convoyeurs sont parfaits pour les trajets plus courts et s'intègrent à d'autres systèmes d'automatisation tels que le système ASRS et l'accumulation des palettes sur le quai. Le monorail est idéal pour les applications à grande vitesse et les longs trajets de transport.
• Un AS/RS pour l'inventaire des produits finis (à proximité de la fabrication ou dans un centre de distribution distant) peut gérer la réception et l'expédition et assurer une manutention précise, sûre et sans dommage des produits. La technologie AS/RS peut également prendre en charge le réapprovisionnement pour le prélèvement manuel ou automatisé des caisses. Les autres avantages sont une meilleure utilisation de l'espace et des économies d'énergie.
• Pour les systèmes en circuit fermé où les remorques se déplacent constamment de la fabrication à un centre de distribution, le chargement et le déchargement automatisés des remorques peuvent réduire le nombre de quais et la main-d'œuvre nécessaire à leur fonctionnement. Dans certains cas, les remorques peuvent être chargées ou déchargées en cinq minutes à peine.

L'automatisation du dernier kilomètre peut nécessiter des applications créatives de la technologie existante ou une certaine personnalisation des équipements et des logiciels. Cependant, si elle est mise en œuvre correctement, l'automatisation peut améliorer considérablement une opération de fabrication.