Industrie 4.0 pour les amoureux du chocolat

insight 2/2018

Industrie 4.0 – le terme est sur toutes les lèvres, mais qui peut dire ce que cela signifie concrètement? La Haute école spécialisée du Nord-ouest de la Suisse (FHNW), Autexis Holding AG et la société Chocolat Frey AG ont développé conjointement un petit systèmede préparation des commandes qui compose des mélanges individuels de chocolat et qui illustre le terme abstrait Industrie 4.0.

 

Le terme Industrie 4.0 est apparu pour la première fois à la Foire de Hanovre en 2011. Le gouvernement fédéral allemand a initié ce mouvement pour faire avancer la numérisation. Entretemps, les entreprises dans le monde entier ont repris le sigle «Industrie 4.0». Mais que signifie-t-il exactement? Beaucoup pensent que l’industrie 4.0 est réalisée avec des systèmes de GPAO et de CAO et des commandes CNC, explique Markus Krack, directeur de transfert de technologie FITT de l’institut supérieur de technologie de la FHNW. Mais M. Krack n’est pas d’accord: «Industrie 4.0 doit permettre d’individualiser la production de masse.» En collaboration avec le partenaire d’automatisation Autexis Holding AG, M. Krack a mis en oeuvre son idée d’individualisation d’un produit de masse et illustre le concept «Industrie 4.0» à l’aide d’un petit système de préparation des commandes pour la société Chocolat Frey.

Industrie 4.0 signifie individualiser la production de masse.
Markus Krack, Directeur du transfert de technologie FITT FHNW

Un mélange de chocolats pour tous les goûts

 

On les trouve souvent à l’entrée des cabinets médicaux ou sur les stands dans les salons professionnels: ce sont ces petits carrés de chocolat emballés qu’on appelle les naps. Tout le monde connait cela, ce ne sont jamais les bons qui restent dans le bocal et les paquets ne contiennent jamais assez de la sorte que l’on préfère. Le système de préparation des commandes règle ce problème: le client peut commander du chocolat par Twitter à tout moment et en tout lieu auprès de Chocolat Frey. M. Krack: «Je peux par exemple commander trois naps au chocolat noir et plusieurs avec des noisettes et faire remplir le paquet de carrés de chocolat au lait. J’élimine complètement le chocolat blanc.»

 

La commande est enregistrée dans le programme de production du système de préparation des commandes sans intervention humaine. Un robot à six axes compose le mélange et remplit une boîte en plastique. La boîte est étiquetée, les mentions requises sont apposées, puis elle est fermée et expédiée.



Commande par appli

 

Le système de préparation des commandes a été financé par les fonds de l’institut de la FHNW. Les partenaires mises principalement sur les produits et solutions de Siemens. «Nous utilisons MindSphere, l’écosystème ouvert basé cloud de Siemens. Nous y exploitons nos applis Autexis», explique Philippe Ramseier, propriétaire de Autexis. Le composant matériel MindConnect collecte les données des capteurs et actionneurs et les transmet au cloud de MindSphere. Un Simatic S7-1500 de Siemens commande le robot qui compose les mélanges individuels. Le logiciel de commande du système a été programmé dans TIA Portal V15; le système de préparation des commandes est piloté avec deux Simatic Panel.



Modèle de salon à la Foire de Hanovre

 

L’équipe projet d’Autexis a implémenté de nouveaux services spécialement pour la Foire de Hanovre. Les stocks et les données d’exploitation du robot sont visibles directement sur le système de préparation des commandes. «De plus, une étiquette personnalisée fournit au client des informations supplémentaires sur le produit par réalité augmentée», indique M. Ramseier. «Le système peut être étendu pratiquement sans limite.» L’installation doit aussi être équipée d’un jumeau numérique.

 

L’objectif est d’atteindre un apprentissage réciproque, un système cyberphysique. De cette manière, les nouvelles productions peuvent être simulées numériquement avant leur mise en service, les erreurs peuvent être corrigées en amont et les collaborateurs peuvent être formés sur le jumeau numérique.

 

Voilà comment le système intelligent de préparation des commandes peut illustrer de manière simple et gourmande toute la chaîne de création de valeur et toutes les fonctions possibles. Même des sujets plus délicats comme la collecte de données peuvent être illustrés: sur la base des informations collectées par le système, il est possible d’analyser les préférences et les habitudes de commande des clients. Qui aime quoi? Qui commande du chocolat et à quel moment? «Si un client commande beaucoup de chocolat, on pourrait lui envoyer en même temps un dépliant d’un centre de remise en forme», plaisante M. Krack. Puis il ajoute plus sérieusement: «nous attachons une très grande importance à la protection des données.»

 

Pour Chocolat Frey, le système de préparation des commandes est une boîte à innovation: il permet de tester des processus et d’intégrer le retour d’expérience dans le processus opératoire. M. Krack est également enthousiasmé par le projet: «Il va de l’intérêt de la recherche d’étendre le système et de développer de nouveaux processus. Et pour nous, en tant que Haute école spécialisée, il est de notre devoir de montrer les nouvelles possibilités et d’indiquer la route que l’on peut suivre.»



Chocolat Frey

 

Depuis 1887, Chocolat Frey produit des créations en chocolat. En 1950, la société Chocolat Frey a intégré le groupe Migros, depuis plus de 35 ans, elle est la plus importante productrice de chocolat de Suisse. 1000 employés fabriquent à Buchs (AG) sur une surface de près de 70 000 m² du chocolat, des produits semi-finis comme des nappages ou du cacao en poudre et des gommes à mâcher pour le marché suisse et international.



Autexis AG

 

La société Autexis met en oeuvre des solutions internationales dans le secteur de l’automatisation, des commandes de process et des systèmes de conduite. Outre des solutions MES, Autexis propose aussi des services pour l’Internet des objets et avec des méthodes souples, donne vie à des jumeaux numériques qui sont mis en œuvre sur le marché via des UseCases économiques. Autexis développe également des applis MindApps, qui sont proposées dans l’écosystème de MindSphere.



FHNW

 

L’institut supérieur de technologie de la Haute école spécialisée du Nord-ouest de la Suisse FHNW forme de futurs ingénieurs au niveau Bachelor et Master en informatique et en optométrie. La FHNW est également engagée dans la recherche et le développement appliqués. Tous les ans, près de 250 nouveaux projets de recherche et de développement avec des entreprises de pointe voient le jour sur le territoire national et à l’étranger. Plus de 300 collaborateurs dans 15 instituts créent des connaissances et des solutions qui sont mises à disposition pour des applications pratiques.



Technique en bref

 

Un Simatic S7-1500 commande le robot Kuka. Le logiciel de commande du système a été programmé dans TIA Portal V15 et le système de préparation des commandes est piloté avec deux Mobile Panel Simatic KTP900F. L’appli MindConnect collecte les données des capteurs et actionneurs et les transmet au système d’exploitation IoT ouvert basé sur le cloud MindSphere.