Aide automatisée

Le traitement intelligent des images aide le personnel de production dans des applications de l'industrie 4.0.

Figure 1 Système d'aide au montage « Der Schlaue Klaus » avec caméra-industrielle USB 3 uEye CP d'IDS

Dans l'industrie 4.0., l'automatisation joue un grand rôle. Réduction des coûts, augmentation de la productivité et qualité zéro défaut sont des facteurs que les entreprises demandent de plus en plus pour la numérisation de leurs process. Mais bien souvent, l'automatisation intégrale est synonyme d'investissements importants. En même temps, l'humain continuera à être au centre de l'interaction homme-machine. Et ce n'est pas une mince affaire pour les entreprises confrontées à une pénurie de personnel qualifié prédominante et des normes élevées en termes de sécurité au travail. Défis supplémentaires à une optimisation réussie des process : une grande diversité des variantes, des problématiques et des processus complexes ainsi que des exigences croissantes en termes de qualité. Comment y parvenir ?

À l'exemple du système d'aide « Der Schlaue Klaus », l'entreprise de Karlsruhe, OPTIMUM datamanagement solutions GmbH, développe une solution intelligente : l'auxiliaire facile à intégrer s'appuyant sur une caméra exploite la numérisation pour optimiser et simplifier des processus de vérification manuels. Grâce à la combinaison de la reconnaissance industrielle d'images reposant sur une caméra-industrielle USB3 haute résolution d'IDS et d'une base de données intelligente, le système d'aide détecte chaque étape et accompagne le personnel en temps réel pendant tout le montage. Le principe est simple : guider – vérifier – confirmer– documenter. Ces processus complexes peuvent aussi être maîtrisés.

Le système d'aide au montage intelligent « Der Schlaue Klaus » guide le personnel pas à pas avec une instruction de montage numérique. L'ouvrier numérise le document de commande et commence le processus de montage. Une caméra IDS installée sur un plan de travail enregistre la pièce usinée ou le composant à monter. Un écran tactile affiche en temps réel aussi bien les instructions que les messages d'erreur : après chaque étape de travail réussie, une confirmation est transmise à l'ouvrier Une fois le montage terminé, le système fournit la preuve que la production ne comporte pas d'erreur.

« La caméra génère alors les ombres numériques » explique Wolfgang Mahanty, directeur général d'OPTIMUM datamanagement solutions GmbH. Toutes les données numériques du processus (quand, comment, quoi) sont capturées et traitées. Cela permet de créer une base de connaissances et de transmettre ultérieurement les savoirs à tous. « La caméra doit capturer un grand nombre de détails, une vaste richesse de variantes et fournir des images stables. La détection sensorielle doit être fiable, cela signifie que le capteur doit faire face à des conditions de luminosité mauvaises ou variables », c'est ainsi que Wolfgang Mahanty résume les exigences imposées à la caméra. Il ajoute : « Dans l'usine d'aujourd'hui, le personnel doit recevoir le plus de lumière du jour possible, ce qui peut jouer à son tour sur la qualité d'enregistrement. »



Figure 2 : Le système d'aide au montage intelligent guide le personnel pas à pas avec une instruction de montage numérique.

Aucun problème pour la caméra-industrielle USB3 UI-3590CP d'IDS. Le capteur CMOS à obturateur roulant (Rolling Shutter) AR1820HSSC00SHEA0 de la société ON Semiconductor, sensible à la lumière, veille à une qualité d'image exceptionnelle même dans des conditions d'éclairage médiocres grâce à la technologie BSI (« back-side-illumination »). Même lors de la capture des moindres détails, les prises de vues sont à ultra-haute résolution et faible bruit. Avec une résolution de 18 MP (4912 x 3684), il atteint une fréquence de 21 images par seconde. « Les produits sont détectés avec des écarts de 1 mm sur DINA 3 », confirme Wolfgang Mahanty. De plus, les dimensions réduites et compactes de la caméra ainsi que son intégration ont séduit l'équipe du Schlauen Klaus.

L'entreprise de Ludwigsburg, Mann + Hummel, leader mondial et experte dans le domaine de la filtration, apprécie également les avantages du système d'aide optimisé avec le modèle de caméra IDS. Peter Sawatzky, directeur technique chez Mann + Hummel, mise également sur l'utilisation du « Schlauen Klaus ». « Le montage final de nos composants de filtre nécessitent beaucoup de tâches manuelles, qui exigent des dispositifs interchangeables avec des requêtes sensorielles très complexes et donc vulnérables. Le système d'aide nous a convaincus parce que nous réalisons beaucoup moins d'erreurs. » L'apprentissage des nouvelles variantes dans le travail de préparation est simple, elles peuvent donc être montées le même jour par l'ouvrier. « Notre gestion des variantes s'est ainsi considérablement simplifiée », explique Peter Sawatzky.



Figure 3 Intégration simple dans l'équipement de production correspondant, gestion plus aisée des variantes.

Autre avantage : le système peut être intégré très facilement dans l'équipement de production correspondant et, il est même possible d'utiliser plusieurs modèles de caméra très simplement et de manière rentable si l'application client l'exige.

Le personnel apprend rapidement et efficacement les nouveaux processus avec l'aide de Klaus grâce aux instructions pas à pas numériques. La tâche des ouvriers est allégée grâce au système d'aide au montage individuel et une organisation du travail simplifiée, ce qui permet d'augmenter de manière significative la productivité. Les frais de montage baissent alors que les coûts de réclamation sont minimisés du fait du niveau accru de l'assurance qualité. « Depuis que « Schlaue Klaus » assiste nos ouvriers lors du montage, le nombre des réclamations a considérablement diminué », confirme Peter Sawatzky.

Perspectives
En particulier dans les domaines de l'électronique et de l'automobile, les systèmes d'aide, tels que celui de la société OPTIMUM datamanagement solutions GmbH, accélèrent de plus en plus les processus et contribuent à une qualité et une rentabilité accrues. Les processus de production s'exécutent quasiment parfaitement, sont totalement documentés et peuvent être tracés. Ils augmentent ainsi la productivité et, le cas échéant, constituent un avantage concurrentiel. La commande la plus simple et intuitive possible des systèmes est également une basse essentielle au lancement réussi de l'industrie 4.0 et de la numérisation associée. Pour cette raison, Optimum travaille sans relâche aux possibilités d'apprentissage très simples du système. C'est le cas par exemple avec les données CAO, les filtres intelligents ou encore l'intelligence artificielle. Un autre pas sur le chemin de la numérisation est également la possibilité d'une mise en service virtuelle. Pour cela, le système d'aide doit être si intuitif que tout collaborateur doit pouvoir le mettre en service à partir de la maintenance ou du travail de préparation.

Aucun doute : la numérisation avance, le besoin en solutions pour accroître l'efficacité et la qualité dans l'usine du futur se développe. Avec des systèmes d'aide individuels, faciles à intégrer, et un traitement intelligent des images, il peut être couvert rapidement et simplement. C'est un investissement amorti en peu de temps.

www.optimum-gmbh.de
www.ids-imaging.fr

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