Brevet FR2867856A1 — publié le 20050923

L'invention concerne la fabrication des vilebrequins de moteur de véhicule automobile. Elle est relative en particulier aux aspects tribologiques du vilebrequin, et particulièrement à l'influence des défauts de surface sur la tenue mécanique du vilebrequin. L'invention vise notamment à réduire le taux important de non-conformité rencontré lors de l'usinage des vilebrequins, en particulier au niveau des tourillons et des manetons. En effet, les vilebrequins font aujourd'hui l'objet de très nombreuses retouches lors de leur fabrication. De plus, la vente de vilebrequins dont les dimensions sont à la limite des tolérances engendre une augmentation des retours après la vente du véhicule et la mise en service consécutive du vilebrequin. II n'existe pas aujourd'hui de critère pertinent permettant de différencier un vilebrequin conforme, à savoir apte à fonctionner normalement, d'un vilebrequin non conforme. En pratique, il existe une probabilité que les vilebrequins vendus présentent un défaut qui soit néfaste au fonctionnement du véhicule (grippage, ...). Pour améliorer la qualité de fabrication des vilebrequins, on est tenté d'augmenter le nombre de contraintes sur l'outil industriel (machines et postes de fabrication) pour améliorer la qualité d'usinage des tourillons et des manetons. Toutefois, ces contraintes pèsent sur l'ensemble de la fabrication alors que statistiquement seulement 20% des vilebrequins sont concernés. Un but de l'invention est donc de réduire le taux important de nonconformité rencontré lors de l'usinage des vilebrequins. A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé de sélection de vilebrequins de véhicule comprenant pour chaque vilebrequin les étapes consistant à : - effectuer une analyse technique du vilebrequin; et - en fonction d'un résultat de l'analyse, déterminer une destination du vilebrequin parmi des destinations prédéterminées. L'analyse technique pourra comprendre la comparaison d'au moins un paramètre relatif au vilebrequin avec un critère. Les destinations parmi lesquelles sera choisie la destination du vilebrequin peuvent comprendre le rebus ou encore au moins deux véhicules de types respectifs différents. Ainsi, en fonction de l'analyse technique du vilebrequin, on choisit pour celui-ci le moteur qui sera le plus adapté aux spécificités techniques du vilebrequin. En pratique, on choisira le moteur de destination en fonction de la sévérité de fonctionnement à laquelle il exposera le vilebrequin. II s'agira notamment d'associer la qualité de l'usinage des tourillons et des manetons à l'application moteur correspondante. De préférence, on effectue, après exécution des étapes précitées pour au moins un premier vilebrequin, au moins une fois un cycle d'étapes consistant à : - effectuer une analyse technique d'au moins un paramètre relatif aux étapes précitées; et - modifier une de ces étapes pour un deuxième vilebrequin. Cette analyse pourra porter sur la mise en oeuvre du procédé de sélection. Elle consistera par exemple en l'élaboration d'un modèle mathématique ou encore en une phase de test d'un fonctionnement du premier vilebrequin. L'analyse pourra également porter sur une conséquence d'une mise en oeuvre du procédé de sélection. Ainsi, elle pourra porter au moins sur le premier vilebrequin sélectionné par le procédé de sélection, après sa mise en service. De cette façon, en analysant les retours de vilebrequins de la part de la clientèle, on pourra améliorer le procédé de sélection. On prévoit également selon l'invention un procédé d'élaboration d'un procédé de sélection de vilebrequins de véhicule, dans lequel on effectue au moins une fois un cycle d'étapes consistant à : - effectuer une analyste technique d'au moins un paramètre relatif à un procédé de sélection de vilebrequins; et - modifier le procédé de sélection. On prévoit en outre selon l'invention un dispositif de sélection de vilebrequins de véhicule, comprenant des moyens d'analyse d'un vilebrequin, et des moyens pour déterminer, en fonction d'un résultat de l'analyse, une destination du vilebrequin parmi des destinations prédéterminées. Enfin, on prévoit selon l'invention un vilebrequin de véhicule résultant d'une sélection par un procédé conforme à l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de mise en oeuvre donné à titre d'exemple non limitatif en référence à la figure unique qui illustre sous la forme d'un organigramme ce mode préféré de mise en oeuvre. On va décrire le procédé d'élaboration d'un procédé de sélection de vilebrequin de véhicule, et, dans le cadre de cette description, on présentera le procédé de sélection lui-même. La première étape consiste en une initialisation représentée par le cadre 2 sur la figure. Un point de départ du procédé d'élaboration est par exemple d'étudier les connaissances techniques quotidiennes des personnes en charge de la vérification des vilebrequins. En pratique, ces connaissances étaient initialement mises en oeuvre pour donner un jugement subjectif (basé sur l'expérience) quant à la conformité du vilebrequin réalisé. On établit ensuite un algorithme de calcul visant à simuler du mieux possible l'analyse physique subjective précitée. On veillera à ce que cet algorithme prenne en compte les dommages cumulés. La deuxième étape est une phase d'apprentissage illustrée à l'encadré 4. Au cours de celle-ci, on confronte cet algorithme avec les critères de jugement subjectifs. Pour cela, à partir d'une base de données détenue en usine au sujet d'un ensemble de vilebrequins déjà fabriqués, on effectue le ou les calculs au moyen de l'algorithme pour déterminer si ces vilebrequins auraient été identifiés comme conformes ou non conformes par cet algorithme. On confronte ensuite cette détermination de conformité ou de non-conformité avec les jugements subjectifs. Compte tenu des éventuelles différences de détermination à ce stade, on modifie éventuellement l'algorithme. On intègre ensuite l'algorithme dans une machine de contrôle destinée à déterminer automatiquement si des vilebrequins sont conformes ou non conformes. On effectue tout d'abord une phase de test afin de permettre à l'opérateur commandant la machine de s'habituer à cette nouvelle procédure. On teste ensuite le fonctionnement de la machine afin qu'elle détermine sur des nouveaux vilebrequins dont la fabrication est achevée s'ils sont conformes ou non conformes au moyen de l'algorithme précité. Les résultats ainsi fournis sont confrontés à d'autres données telles que les données relatives à la fabrication antérieure en usine. Au besoin, on modifie à ce stade l'algorithme pour affiner les critères de détermination de conformité. Deux étapes ont lieu ensuite en parallèle. D'une part, on effectue comme illustré dans l'encadré 6 des essais sur banc des vilebrequins sélectionnés par l'algorithme ainsi mis en oeuvre et déterminés à cette occasion comme conformes. On peut effectuer ces essais en fonction des résultats d'une modalisation mathématique préalable visant à rendre ces essais le plus pertinent possible. A l'issue des essais, tout ou partie des étapes mises en oeuvre à l'encadré 4 sont à nouveau effectuées pour affiner l'apprentissage en améliorant l'algorithme. D'autre part, et en parallèle, on met en série le procédé de sélection comme illustré à l'encadré 8. Sur la base de l'algorithme, la machine procède donc à la sélection d'au moins une première série de vilebrequins à l'issue de leur fabrication. Elle effectue ainsi sur chaque vilebrequin une analyse technique du vilebrequin. Cette analyse comprend en particulier la comparaison d'un ou plusieurs paramètres du vilebrequin (dimension, comportement en rotation, etc.) avec des critères correspondants conformément à l'algorithme qui a été mis au point aux étapes 2 et 4. En fonction des résultats de cette analyse, la machine détermine une destination du vilebrequin parmi des destinations prédéterminées. L'une de ces destinations est le rebus, de sorte que le vilebrequin est identifié comme non conforme. D'autres destinations correspondent à différents véhicules de types respectifs différents et susceptibles de soumettre le vilebrequin à des conditions de fonctionnement plus ou moins sévères. En fonction du résultat de l'analyse au moyen de l'algorithme, si le vilebrequin n'est pas identifié comme devant être mis au rebus, la machine identifie parmi les autres destinations celles dont les conditions de fonctionnement seront les plus compatibles avec les spécificités techniques du vilebrequin déterminées grâce à l'algorithme. Les vilebrequins qui ne sont pas mis au rebus à cette occasion sont par conséquent intégrés dans des véhicules et mis en service après la vente des véhicules. Si le conducteur du véhicule constate ultérieurement une anomalie ou une défaillance, il en informera le réseau de vente du constructeur. Ce dernier détermine s'il existe une anomalie imputable au vilebrequin. Le cas échéant, cette information est renvoyée jusqu'au site où est mise en oeuvre la sélection des vilebrequins. C'est ainsi que les retours émanant des clients sont rassemblés comme indiqué à l'étape 10. Les informations ainsi collectées servent elles aussi, tout comme celles résultant de l'encadré 6, à la mise en oeuvre une nouvelle fois de l'étape d'apprentissage de l'encadré 4. A cette occasion, on exploite les informations ainsi rassemblées pour affiner l'algorithme et le procédé de sélection. Une nouvelle confrontation a lieu avec les critères de jugement subjectif. Le procédé ainsi affiné est à nouveau mis en test pour que l'opérateur s'habitue à la nouvelle procédure. Ainsi affiné, le procédé fera à nouveau l'objet de modélisations et d'essais conformément à l'encadré 6, et parallèlement sera mis en série pour effectuer la sélection d'au moins une deuxième série de vilebrequins comme présenté à l'encadré 8. On voit donc que le procédé d'élaboration (objet de l'ensemble de la figure) du procédé de sélection (objet de l'encadré 8) comprend une boucle d'apprentissage exploitant les données résultant de la mise en série du tri automatique des vilebrequins et de la mise en service subséquente des vilebrequins déclarés conformes, ainsi que les données émanant de la modélisation et des essais. La boucle d'itération est effectuée, plusieurs fois par exemple jusqu'à ce qu'aucun raffinement du procédé ne soit plus engendré. La machine servant à la mise en oeuvre du procédé de sélection 8 sera par exemple dotée de différents outils et instruments permettant d'effectuer des mesures ou des tests sur le vilebrequin. Elle comprendra également un calculateur apte à mettre en oeuvre l'algorithme à partir des données résultant des mesures et des tests mis en oeuvre, qui conduira la machine à déterminer la destination du vilebrequin et en particulier son caractère conforme ou non conforme. Ainsi, dans le cadre de l'invention, on utilise toutes les informations connues dans l'entreprise afin que le procédé de sélection soit flexible et s'enrichisse avec le temps. Ce procédé d'élaboration se base sur: - les connaissances métier sur la tribologie permettant de mettre en évidence un certain nombre de critères liés à l'expérience et à la modélisation (présence d'un film d'huile, ...) ; - une combinaison de plusieurs fonctions mathématiques afin d'établir la meilleure corrélation entre l'algorithme et les critères subjectifs; - les différents retours des clients auprès du réseau de vente et les analyses consécutives des produits retournés; et - la base de données de l'usine de production. L'utilisation des données résultant de la mise en oeuvre des étapes des encadrés 6 et 8 permet de faire évoluer l'algorithme précédemment défini et d'optimiser les calculs en vue d'améliorer la productivité par la diminution des rebus au plus juste. Le procédé de sélection selon l'invention pourra mettre en oeuvre en particulier l'exploitation d'un signal de mesure des facettes sur les tourillons et les manetons du vilebrequin. Une telle mise en oeuvre est connue en elle-même et ne sera pas décrite ici. L'invention a pour avantage de mettre en oeuvre l'élaboration d'un ou plusieurs paramètres associés chacun à un critère qui permet d'objectiver un défaut de non-conformité d'un vilebrequin sans que se pose un problème d'interprétation comme c'était le cas au moyen d'un jugement subjectif. De plus, l'invention permet une automatisation de l'évaluation des paramètres par rapport aux critères afin que ces paramètres s'intègrent dans une logique industrielle. L'invention rend néanmoins le ou les critères flexibles afin de réduire le taux de rebus en adaptant les vilebrequins à la diversité de production et aux besoins spécifiques de chaque application. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. 8 REVENDICATIONS 1. Procédé de sélection de vilebrequins de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque vilebrequin les étapes consistant à : effectuer une analyse technique du vilebrequin; et - en fonction d'un résultat de l'analyse, déterminer une destination du vilebrequin parmi des destinations prédéterminées. 2. Procédé conforme à la revendication précédente, caractérisé en ce que l'analyse technique comprend la comparaison d'au moins un paramètre relatif au vilebrequin avec un critère. 3. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les destinations comprennent au moins deux véhicules de types respectifs différents. 4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des destinations est le rebus. 20 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après exécution des étapes énoncées à la revendication 1 pour au moins un premier vilebrequin, on effectue au moins un cycle d'étapes consistant à : - effectuer une analyse technique d'au moins un paramètre relatif aux étapes énoncées à la revendication 1; et - modifier l'une des étapes énoncées à la revendication 1 pour un deuxième vilebrequin. 6. Procédé conforme à la revendication précédente, caractérisé en ce que l'analyse porte sur la mise en oeuvre d'au moins l'une des étapes énoncées à la revendication 1. 7. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'analyse porte sur une conséquence d'une mise en oeuvre d'au moins l'une des étapes énoncées à la revendication 1. 8. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'analyse porte au moins sur le premier vilebrequin sélectionné par le procédé de sélection, après sa mise en service. 9. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'analyse comprend au moins l'une des étapes consistant à : - élaborer un modèle mathématique; et - tester un fonctionnement du premier vilebrequin. 10. Procédé d'élaboration d'un procédé de sélection de vilebrequins de véhicule, caractérisé en ce qu'on effectue au moins une fois un cycle d'étapes consistant à : - effectuer une analyste techniquè d'au moins un paramètre relatif à un procédé de sélection de vilebrequins; et - modifier le procédé de sélection. 11. Dispositif de sélection de vilebrequins de véhicule, comprenant des moyens d'analyse d'un vilebrequin, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déterminer, en fonction d'un résultat de l'analyse, une destination du vilebrequin parmi des destinations prédéterminées. io 12. Vilebrequin de véhicule, caractérisé en ce qu'il résulte d'une sélection par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.