Description

Van Hool en Belgique construit chaque année jusqu’à 1.400 autobus et autocars et quelque 4.000 véhicules industriels, dont 80% sont exportés dans le monde entier. Avec un effectif de plus de 4.000 personnes et une gamme complète de cars et de bus, la société compte parmi les grands constructeurs européens dans ce domaine. D’autre part, elle construit également, dans son département véhicules industriels, une gamme très diversifiée de moyens de transport tels que semi-remorques, semi-remorques-citernes, conteneurs-citernes et silos, caisses mobiles et châssis porte-conteneurs dans les versions les plus diverses et sur la base des technologies les plus récentes.

Dans ce secteur, Van Hool est le leader incontesté en Belgique et occupe une place de choix sur différents marchés d’exportation.

La taille souvent très limitée des séries caractérise le marché des véhicules industriels et l’esprit d’innovation de Van Hool.

Le développement d’un outil de production toujours plus flexible et intelligent permet à Van Hool d’offrir une large gamme, concurrentielle, de véhicules industriels. Dans ce cadre, l’entreprise a déjà parcouru un long chemin, lequel se distingue fondamentalement des projets d’automatisation « classiques ». Dans une usine d’assemblage de voitures, le temps de programmation d’un robot n’a probablement pas un impact aussi important.

Historique

Voici plus de 30 ans, la CAO 3D avait déjà été introduite dans le département des véhicules industriels. En 1995, Pro/Engineer (à présent Creo) de PTC a été adopté, cet outil étant aujourd’hui encore à la base des projets d’automatisation qui ont suivi. Dès les débuts, Van Hool a eu recours, pour ajouter divers outils parfaitement intégrés à cette suite, au même instrument que celui utilisé par PTC pour développer sa suite CAO. À l’heure actuelle, environ 800 de ces outils ont été ajoutés à Creo. Combinés à une bibliothèque de solutions standard, ils offrent au constructeur une panoplie lui permettant de développer des produits de manière extrêmement efficace et passionnante. Dès le départ également, une parfaite communication avec l’ensemble du système ERP développé en interne a été mise en place. Chaque développeur construit un modèle 3D complet de son concept. C’est cette maquette électronique qui sert de base pour la production et l’automatisation qui va de pair avec celle-ci.

Des systèmes d’emboîtement ont permis d’assurer un rendement de montage accru et un post-processeur entièrement automatisé a été introduit pour le fraisage. Les post-processeurs existants devaient en effet être commandés de manière interactive et étaient par conséquent trop peu rentables pour de petites séries et/ou des pièces simples.

Afin de pouvoir faire face à une demande croissante en termes de flexibilité, il a été décidé, vers le début des années 2000, de produire davantage de pièces à partir de tôle, en vue de réduire drastiquement le stock de profilés. Pour ce faire, la création de programmes de pliage a également été très fortement automatisée. Van Hool peut être qualifié sans crainte de pionnier en la matière. Le logiciel CAO s’est également vu doter d’outils permettant à un développeur de recevoir, en cours de développement, un retour immédiat sur la faisabilité d’une pièce, compte tenu des machines et outils existants. Par conséquent, la forme laser d’une pièce donne également déjà les dimensions exactes dans Creo. Les programmes de pliage pour les presses plieuses, avec les instructions visuelles correspondantes, sont générés de manière entièrement automatisée dès la phase de développement.

Des défis innovants

Le changement de vision en vue d’utiliser moins de profilés implique par ailleurs de souder davantage. Van Hool a depuis longtemps recours à des robots de soudure pour assembler des sous-ensembles ou des châssis. Récemment, les accessoires de citernes complètes ont même été soudés par un robot. Dans les mois à venir, l’entreprise investira encore dans d’impressionnantes installations robotisées. Une recherche constante de soudeurs qualifiés devrait encore favoriser cette transition.

Pour programmer ces robots, Van Hool utilise depuis plus de 20 ans une programmation dite hors ligne. Dans la mesure où la forme de toutes les pièces avait déjà été programmée, le temps de programmation d’un châssis était d’environ une semaine. Afin de pouvoir également souder de petites séries (1 !) de manière rentable avec un robot, il est rapidement apparu que cette tâche devait elle aussi être davantage automatisée. En collaboration avec l’ancien IWT (à présente Agentschap Innoveren en Ondernemen), le projet « Développement d’un système automatisé pour la production rentable de pièces uniques sur un grand robot de soudure » a été lancé et mené avec succès. Bien qu’initialement destiné à de grandes installations, le résultat de la recherche a rapidement pu être appliqué au soudage de pièces plus compactes. Le délai de génération d’un programme pour un châssis complet est actuellement de moins d’une heure (y compris contrôle de collision) et de quelques secondes pour de petits sous-ensembles.

Le délai de génération d’un programme pour un châssis complet est actuellement de moins d’une heure (y compris contrôle de collision) et de quelques secondes pour de petits sous-ensembles.

L’objectif est également d’intégrer pleinement cette étape dans la phase de développement, afin que le constructeur puisse remédier, dès celle-ci, aux difficultés techniques de production telles que l’accessibilité avec la torche de soudage. Tout comme pour le pliage, « Design for manufacturability » implique naturellement une amélioration du rendement.

Cette automatisation poussée et certainement celle concernant les robots de soudure n’ont été possibles que grâce à une intégration parfaite dans le logiciel CAO. Grâce aux fonctionnalités étendues, le concepteur dispose de davantage d’éléments CAO. Les algorithmes sous-jacents déterminent l’ordre des opérations de soudure ou contrôlent par exemple l’accessibilité. L’excellente collaboration avec le fournisseur de robots Panasonic, Valk Welding BV, a en outre permis à Van Hool de disposer d’informations Panasonic essentielles (modèle cinétique utilisé, algorithmes de collision, …), afin de générer des programmes pour les robots de manière entièrement automatisée.

La méthode actuelle pour la réalisation totalement automatisée de programmes de soudure est basée sur des programmes de soudure génériques. Pour chaque type de soudure, ces programmes ne doivent être réalisés qu’une seule fois et sont ensuite paramétrés de manière entièrement automatique par un module CAO, avant d’être intégrés à un programme global.

Une quête permanente

Bien qu’elle fasse également figure de pionnier dans cette évolution, la société Van Hool s’efforce aussi dans ce cadre de franchir une étape supplémentaire. Pour cela, Van Hool suit non seulement de très près les travaux de R&D effectués dans les universités, mais elle les oriente également. Van Hool est également fortement impliquée dans les projets Sirris pertinents pour son domaine d’activité.

Tous ces développements ont fait que la frontière entre, d’une part, le département développement et d’autre part, le département production s’estompe de plus en plus. De nouveaux projets d’automatisation vont à terme très certainement déboucher sur un outil de développement et de production extrêmement moderne et parfaitement intégré.

Cet article a été rédigé dans le cadre d'une série de blogs consacrés à Digitising Manufacturing, un des projets du réseau d'entreprises innovantes soutenu financièrement par les autorités flamandes.

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