Projet d'usine distribuée | Usine a velo - Ava ux - Acti4climate
Programme : Usine Distribuée pour l'eXtrême Défi XD
Mots-clés : Mobilité / Transport
Contexte : Projet Usine Distribuée, partenariat : Usine à Vélo, AVA et Acti4climate. Trois entreprises complémentaires : une usine multi marques d’assemblage cycle, un éditeur de logiciels de guides pour les opérateurs et un constructeur de véhicule intermédiaire, proposent de se réunir pour adapter leurs outils et devenir un modèle d’Usine Distribuée. L’Usine à Vélo (UAV par la suite), est une société coopérative d’intérêt collectif (SCIC) créé à l’initiative de 6 marques de mobilités douces en 2022, et spécialisée dans l’assemblage de cycle atypique (vélo longtail, pliant, en bambou, sharing…) en petites et moyennes séries. Au cours de ce projet, UAV va intégrer de nouveaux moyens de contrôle et définir un process de validation certifié. AVA OP, la première solution commercialisée par AVA depuis septembre 2022, 1 client (500 utilisateurs), en test chez 10 industriels, permet de créer des guides d’assemblage et de les diffuser sur tablette au poste de travail. Doté d’une intelligence artificielle (IA) de reconnaissance de pièces à adapter au projet UD, l’outil va permettre des contrôles, et une fois connecté aux moyens de l’UAV, la certification numérique sera le gage de la qualité et de la traçabilité. Acti4climate (candidat en saison 1 de l’XD en 2022, sous la dénomination Acticycle), concepteur et futur fabricant, distributeur d’un véhicule intermédiaire dispose d’une preuve de concept fonctionnelle qui roule depuis 2021 et va apporter son expertise technique en conception et industrialisation permettant de prendre en compte les contraintes spécifiques à ce type de véhicule. Basées dans le bassin lyonnais, les entités se connaissent mais n’ont pas encore collaboré faute de moyens. Ils sont convaincus de l’importance des véhicules intermédiaires pour faire face aux enjeux de demain et souhaitent s' impliquer dans leur développement. L’aide de l’ADEME est une opportunité afin de leur permettre d’effectuer les investissements nécessaires pour délivrer un service d’assemblage conforme aux besoins et enjeux de ce type de véhicule. Un dispositif documenté pour le rendre reproductible sur d’autres lieux assez facilement avec des moyens plutôt limités et au service de l’humain.
Description : Présentation de la solution 1. Démarche qui sera mise en place pour certifier un assemblage : - Eviter les erreurs de montage : o Gamme de montage 3D et interactive pour faciliter la bonne compréhension de la tâche à réaliser, y compris pour un opérateur peu qualifié, o Scan du composant avant son montage pour vérifier à l’aide de l’IA qu’il s’agit de la bonne référence ou qu’il semble fonctionnel, - Conditionner la poursuite de la gamme de montage à la réalisation et la validation de contrôle qualité intermédiaire : o Acquisition des couples de serrage identifiés comme critiques, o Détection de défaut de montage à l’aide d’une caméra couplée à de l’intelligence artificielle (mauvais positionnement, absence vis ou vis mal serré…), - En fin d’assemblage, éditer un rapport d’assemblage horodatant les différents contrôles réalisés et leur validité. Une fois paramétrée, la solution sera utilisable depuis n’importe quel terminal et zone géographique permettant une production décentralisée tout en ayant un process homogène et contrôlé. Figure SEQ Figure \* ARABIC 1 : Ilot d'assemblage de l'Usine à vélo. 2. Présentation de son utilisation par l’opérateur Devant son poste de travail, l'opérateur va se rendre sur l’application AVA à l’aide de sa tablette ou de ses lunettes connectées. Il lit ensuite le QR code adossé au bon de commande pour lancer le guide de montage interactif correspondant au véhicule à assembler ainsi que le code barre contenant les informations spécifiques du vélo (numéro de cadre, de moteur, de batterie…). Il accède ainsi à la nomenclature du produit pour chercher les pièces nécessaires à sa réalisation dans la zone de stockage, ainsi qu’à l’ensemble des outils indispensables à la procédure. Une fois le guide AVA OP lancé, l’utilisateur pourra entamer son assemblage, avec pour chaque étape, les consignes associées, les outils et EPI nécessaires à la réalisation de la tâche, mais aussi des points d’alertes pour les actions « à risque » ou nécessitant une validation. Il pourra également manipuler et interagir avec la 3D pour assimiler plus facilement le montage du produit, et visualiser de manière animée, les trajectoires de montage pour les reproduire simplement. Plus qu’un guide interactif, AVA OP s’interfacera avec les outils connectés à disposition de l’opérateur. Lorsque l’assemblage nécessite un point de contrôle, comme un serrage au couple, l’utilisateur se saisit de la clé dynamométrique connectée pour réaliser l’opération. L’application fait l’acquisition de ce couple de serrage, et s’il est correct, l’opérateur peut passer à l’action suivante sur la gamme de montage. En complément, s’il y a un risque identifié de monter un mauvais composant car d’autres sont assez similaires (exemple : palier droite ou gauche) ou s’il s’agit d’un composant critique, il sera demandé à l’utilisateur le scan des pièces par la caméra de l’appareil (tablette ou smartphone) pour attester la conformité des pièces à prendre en main et à assembler. Sans scan, impossible pour lui de passer à l’étape suivante. Enfin, quand une opération considérée comme critique est terminée (exemple : fixation des bras de suspension avant), l’opérateur « filme » à l’aide de son terminal le sous-ensemble pour permettre à l’application dotée d’IA de détecter d’éventuels oublis de composant (exemple : vis) ou de montage (une pièce mal positionnée). Une fois l’assemblage du produit terminé, une certification est éditée avec un listing des actions sécuritaires menées et approuvées ainsi que les éléments contextuels comme l’heure, la personne… Dans le but de garantir que la typologie du véhicule est correctement montée. L’opérateur peut alors le compléter en ajoutant des commentaires ou le valider et passer à un autre véhicule.
Objectifs et résultats attendus : Pour mener à bien le projet, celui-ci a été scindé en 4 lots : a. Lot 1 : Définition du cadre technique : Enjeux : Les véhicules intermédiaires constituent encore un marché émergeant, avec plusieurs solutions techniques et caractéristiques techniques différentes (notamment sur la vitesse maximale). Les contraintes réglementaires et d’homologations pour chaque typologie de véhicule sont encore à clarifier en lien avec l’UTAC et les bureaux de certification et de contrôle. Objectifs : Il s’agit donc de clarifier et de définir les hypothèses d’homologation qui serviront de cadre à l’expérimentation du processus d’assemblage et de définir les objectifs à atteindre de manière plus fine. Une fois cela fait, il semble important de partager ce cadre assez largement avec les autres constructeurs de véhicules intermédiaires afin de s’assurer qu’il est bien adapté avec la diversité des problématiques rencontrées. Et, enfin, définir le cahier des charges fonctionnel de la solution numérique à mettre en place et si besoin, réaliser les adaptations ou développements nécessaires afin de l’appliquer au véhicule Acti4Climate. Résultats attendus : - Spécification technique d'assemblage à respecter vis-à-vis des hypothèses d'homologation (document Word), - Cahier des charges et définition des besoins fonctionnels de la solution digitale permettant leur mise en œuvre, - Besoin en outillage pour réaliser l’assemblage du véhicule Acti4climate. Moyens et coûts : - Expertise du constructeur Acti4climate, - Appui de l’UTAC, - Interview des différentes marques de véhicule intermédiaire (appui de l’ADEME pour les identifier). b. Lot 2 : Prototypage de la solution : Enjeux : Plusieurs verrous technologiques ont été identifiés, et plusieurs solutions de contrôle ont été imaginées, mais nécessitent des adaptations ou des développements pour permettre leur adéquation avec l’assemblage de véhicules intermédiaires. Le principal verrou identifié est la nécessité d’avoir un « jumeau numérique » du produit à assembler. Les constructeurs n’ont pas forcément numérisé l’intégralité de leurs composants, mais c’est un pré-requis pour ensuite mettre en place des actions visant à limiter le risque d’erreur ou à certifier le bon assemblage : - Faire une gamme opératoire 3D et dynamique pour accompagner l’opérateur durant l’assemblage et assurer sa bonne compréhension des opérations à réaliser pour limiter le risque d’erreur, - Faire de la reconnaissance de pièces pour certifier que ce sont les bons composants qui ont été montés, - Détecter des erreurs d’assemblage à l’aide de l’IA sur des sous-ensembles ou des zones définis comme critique (triangle de suspension et point d’ancrage des roues par exemple). Les capacités précises sont encore à définir sur ce point. Le dernier niveau de certification des couples de serrage ne nécessite pas la 3D, mais la connexion entre l’outil et les outils de mesure, puis l’archivage des mesures pour permettre la traçabilité nécessite également des adaptations. La solution de numérisation des pièces peut se faire via un nuage de point ou via un composant surfacique. Les technologies et les solutions à déployer ne seront pas identiques et doivent faire l’objet d’une étude de détail. Résultats attendus : - Réaliser la base 3D des différents composants constituant le véhicule et définir la solution technologique permettant de la réaliser rapidement à un coût raisonnable, - Avoir la solution digitale opérable, - Avoir la gamme de montage 3D et dynamique pour le produit Acti4climate, - Avoir réceptionné l’intégralité des composants d’Acti4climate et des outillages nécessaires à son assemblage. Moyens et coûts : - Acquisition d’un scan 3D pour numériser les pièces, - Achat d’outillages spécifiques (clés dynamométrique connectée, terminaux digitaux…), - Achat des composants nécessaires à la réalisation du véhicule, - Expertise de chacun des membres du groupement, - Expertise externe sur la norme ISO 9001. c. Lot 3 : Assemblage et validation : Enjeux : Réaliser l’assemblage selon le processus défini précédemment pour valider la pertinence de la solution digitale, la validité du rapport de conformité obtenu et enfin s’assurer que les opérateurs s’approprient correctement l’outil et qu’il n’y a pas de frein à son utilisation. Le choix du terminal (lunettes ou affichage sur tablette) sera testé. Au-delà de la brique technologique sur laquelle le processus s’appuie, il faut aussi s’assurer que l’organisation de la structure permet sa bonne utilisation selon les standards qualité type ISO 9001, notamment concernant la traçabilité et l’archivage des données numériques collectées. Il s’agit donc d’identifier les contraintes qu’impose cette norme et la capacité des différentes structures susceptibles de réaliser l’assemblage de se l’approprier. Résultats attendus : - Un véhicule complet assemblé avec son rapport de certification qui sera présenté à un organisme certificateur, - Audit ISO 9001 de la structure d’assemblage pour identifier les contraintes que cela implique pour obtenir la certification et mesures complémentaires à mettre en place. Moyens et coûts : - Expertise de chacune des structures, - Expertise d’un bureau indépendant de certification. d. Lot 4 : Documentation : Enjeux : Documenter l’expérimentation pour identifier les acteurs à même de proposer une solution d’assemblage distribuée et les conditions techniques et humaines le permettant. Une complexité de partage des informations de production (état des stocks, rebut, qualité, planning de production) entre les différentes parties prenantes (clients, assembleur, gestionnaire des achats) va forcément se poser dans le cadre d’un fonctionnement d’une production distribuée sur plusieurs sites géographiques. L’intégration dès le démarrage d’un logiciel type ERP adapté à un fonctionnement multi-sites et multi-clients semble primordial pour coordonner les différents acteurs / site de production. Résultats attendus : - Rapport décrivant le dispositif et son fonctionnement, et les moyens nécessaires à sa mise en œuvre (outillage et compétence) selon 3 formats : résumé, synthèse opérationnelle, rapport complet, - Une vidéo de quelques minutes présentant le projet et de 3 photos libres de droit, - Description des caractéristiques et besoins du lieu souhaitant assembler des véhicules intermédiaires, notamment en termes de superficie, compétence, certification… - Un retour d’expérience sur le déploiement d’un ERP multi-clients et multi-sites. ATTENTION : le projet Acti4climate contenant des données confidentielles, de conception notamment, les fichiers 3D ou des vues de détails ne pourront pas être communiqué à l’ADEME. Cela ne nuira pas à la compréhension du process de certification testé. Moyens et coûts : - Fichiers numériques, - Expertise de consultant externe, notamment sur la méthode de gestion des flux pour dimensionner l’usine et sur le système de gestion des composants dans le cadre d’un fonctionnement multi-client et multi sites.
Bénéficiaire : L'USINE A VELO
Localisation : Villeurbanne, Auvergne-Rhône-Alpes, FRANCE
Début : 01/11/2023 — Durée : 10 mois
Budget total : 268136.66 € — Aide ADEME : 156083.57 €
Statut : Clos