Brevet FR2948623A1 — publié le 20110204

PROCEDE DE CONVOYAGE [0001] L'invention porte sur le domaine des lignes d'assemblage en usine. Plus particulièrement, elle porte sur l'organisation du convoyage de pièces sur lesquelles des opérations manuelles sont effectuées à des postes de travail successifs. Elle trouve son application préférentielle dans les usines d'assemblage de l'industrie mécanique. [0002] La fonction de convoyage consiste à faite transiter une pièce ou un dispositif d'un poste de travail à un autre. A chaque poste, un certain nombre d'opérations sont effectués, manuellement ou automatiquement. [0003] IL existe dans l'industrie manufacturière deux technologies principales de convoyage. [0004] Il existe d'une part, le convoyage à accumulation dans lequel une pièce arrive à un poste de travail par exemple à l'aide d'un tapis roulant ou de tout autre moyen de convoyage (rouleaux, chaine, etc.) et est immobilisée pendant les opérations réalisée à un poste, avant d'être libérée par l'opérateur une fois les opération prévues à ce poste accomplies. [0005] Pour décrire la portion de ligne correspondant à un poste, on pourra parler de � pas de poste �, ou, plus simplement de � poste �. [0006] Il existe d'autre part le convoyage à chaînes à entrainement positif, dans lequel les opérations sont réalisées alors que la pièce est en mouvement. Le travail est ainsi réalisé à défilement continu [0007] Cependant, les convoyeurs à accumulation, dans leur mise en oeuvre actuelle, puisque c'est l'opérateur qui valide le fait que les tâches prévues à son poste sont réalisée, ne permettent pas d'imposer un rythme de travail prédéfini aux opérateurs. Ainsi, il n'est classiquement pas possible d'optimiser le temps alloué à chaque poste. [0008] Les convoyeurs à chaines à entrainement positif permettent quant à eux de travailler à défilement continu et donc d'imposer un rythme prédéterminé aux opérateurs. Par contre, ils présentent d'autres inconvénients. [0009] Ils posent des problèmes de sécurité. Au delà d'une vitesse de défilement de 2,5 mètres par minutes, la législation impose des dispositifs de sécurité contraignants et coûteux. Cette vitesse limite crée donc en pratique une contrainte selon les postes de travail, limitant le rythme de travail imposable. [0010] Ils posent des problèmes de rendement des lignes. utilisation de ces convoyeurs ne permet pas de constituer des zones tampon de pièces en cours de montage. Le rendement d'une ligne est généralement limité par la multiplication des postes successifs, et le fait de ne pouvoir constituer des stocks tampons entre les diverses successions de poste conduit à des rendements de lignes faibles. [0011] Ils posent enfin des problèmes techniques. En premier lieu, l'intégration de postes automatiques sur des zones à défilement continu n'est pas simple. D'une part, la traçabilité des opérations conduites dans le pas de poste est classiquement réalisée à l'aide d'une étiquette magnétique embarquée (par exemple du type RFID) fixée sur une palette portant la pièce convoyée. De fait, défilement continu, les échanges de données doivent être réalisés � à la volée � pendant le déplacement de palette, ce qui limite le volume d'information transmissible du fait du temps réduit dont on dispose pour les transmettre. Par ailleurs, pour améliorer le rendement des lignes, on peut interposer des zones à accumulation entre des zones à défilement continu. Dans ce cas, la gestion de transition entre deux zones hétérogènes est complexe et source de non rendement. Il faut notamment prévoir entre la zone à accumulation et la zone à défilement un dispositif assurant la synchronisation lors de la transition d'une zone à l'autre. Certains postes, doivent nécessairement être à pas fixe, ce qui augmente encore le risque lors des transitions entre les zones à défilement continu et les zones de convoyage à accumulation. [0012] Dans l'invention, on résout les problèmes intrinsèques à chacun des modes de convoyage connus en utilisant de façon optimale les principes des deux solutions, afin de gérer les temps alloués aux tâches des opérateurs et augmenter la productivité. [0013] Plus précisément, l'invention porte donc sur un procédé de convoyage en usine de pièces portées par des luges appropriées sur une ligne de réalisation d'opérations sur lesdites pièces, dans lequel on ménage dans une zone de la ligne plusieurs postes de travail immédiatement successifs entre des butées permettant d'arrêter l'avancée des luges, et dans lequel les luges entrent et sortent de zone, et progressent d'un poste au suivant, selon la séquence suivante : • ouverture simultanée de toutes les butées ; • entrée des luges au le poste suivant, sortie de la zone de la luge immobilisée par la dernière butée de la zone ; • fermeture simultanée de toutes les butées ; • réalisation des opérations de montage à chaque poste ; • inscription d'un compte rendu des opérations effectuées à chaque poste sur une mémoire électronique; • validation de l'écriture de tous les comptes rendus ; • reprise du cycle à l'étape d'ouverture simultanée de toutes les butées. Un tel procédé permet la synchronisation de l'ensemble des postes de la zone considérée, et permet également de mettre facilement en lumière les anomalies et défaillance intervenant sur tel ou tel poste. L'adoption d'un tel procédé permet un gain de productivité sur la zone considéré, ainsi qu'un gain de place dans l'implantation de la ligne. [0014] De préférence, en outre, après l'étape de réalisation de montage et avant l'inscription du compte rendu, on réalise une opération de validation des opérations effectuées avant d'autoriser l'inscription des comptes rendus. Ceci permet de fiabiliser la ligne, et de mettre en lumière les anomalies intervenues lors des opérations de montage au poste considéré. [0015] De préférence, on réalise également une étape d'autorisation de la réalisation des opérations à l'aide d'un indicateur visuel, après la fermeture des butées et se poursuivant pendant la réalisation des opérations. Ceci permet l'amélioration de l'ergonomie du poste de travail, et d'assurer la sécurité des opérateurs par un management visuel simple du poste de travail. [0016] De préférence, la réalisation des opérations de montage est effectuée au moins pour partie alors que la luge est en mouvement. [0017] Dans une variante de l'invention, la vitesse d'entrainement de la luge est comprise entre 0,5 et 3 mètres par minute. Cela correspond à une vitesse permettant l'exécution d'opérations de montage sur une luge entrainée. [0018] De préférence, la vitesse de progression de la luge à un poste considéré est déterminée en divisant la longueur du poste par le temps de cycle alloué aux opérations réalisées à ce poste. Ainsi, la vitesse ou la longueur des postes de travail est-elle optimisée. [0019] Dans une autre variante de l'invention, la réalisation des opérations de montage est effectuée alors que la luge est immobilisée par une butée. Cette solution permet un travail plus aisé au poste considéré. [0020] De préférence, la vitesse d'entrainement de la luge, entre les opérations de montage, est comprise entre 10 et 15 mètres par minute. Cette vitesse élevée permet une arrivée rapide en butée avant de commencer les opérations de montage à un poste, sans toutefois nécessiter de dispositif de sécurité spécifique. [0021] De préférence, le convoyage et l'ouverture des butées peuvent être interrompus à tout moment par un opérateur actionnant un dispositif dédié. Ainsi, lorsqu'une anomalie se produit à un poste, elle est immédiatement localisée et il peut y être remédier, sans que ses conséquences ne se répercutent sur les opérations suivantes. [0022] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement deux variantes de procédé selon l'art antérieur et selon l'invention. [0023] La figure 1 présente schématiquement l'organisation du convoyage de moteurs sur portion d'une ligne d'assemblage de moteurs, selon une organisation connue dans l'art antérieur. [0024] La figure 2 présente schématiquement l'organisation du convoyage de moteurs sur portion d'une ligne d'assemblage de moteurs, selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention. [0025] Selon le mode de mise en oeuvre du procédé représenté en figure 1, un convoyeur à friction 1 de type tel que connu dans l'art antérieur est utilisé pour assurer la progression de luges 2 portant un moteur M1 à M7 sur lequel des opérations manuelles de montage doivent être effectuée. La portion de lige considérée comporte 4 postes de montage respectivement un premier poste A, un second poste B, un troisième poste C et un quatrième poste D. Chaque pas de poste débute et se termine par une butée respectivement référencées B1 à B8 et pouvant être actionnée entre position ouverte laissant progresser les luges et une position fermée bloquant le passage des luges. L'opérateur effectue les opérations à réaliser alors que la luge est immobilisée sur le convoyeur par la butée en sortie du poste. L'opérateur valide son travail par un appui sur un bouton poussoir, ce qui autorise l'écriture de comptes-rendus des opérations effectuées dans une mémoire électronique, et l'ouverture de la butée suivie de l'évacuation de la luge du pas de poste. Dans ce mode de fonctionnement, si le temps de cycle de l'opération est dépassé, rien ne permet de le mettre en évidence. Ainsi, il n'est pas possible d'avoir rapidement une vision des aléas récurrents pour les traiter. En outre, le temps passé pour chaque poste étant potentiellement variable, car déterminé par l'opérateur, il est nécessaire de prévoir entre chaque poste des zones d'accumulation S1, S2 et S3 (zones de stocks, ou zone � tampon �), très consommatrice d'espace. [0026] Selon le mode de mise en oeuvre du procédé représenté en figure 2, un convoyeur à friction 1 de type tel que connu dans l'art antérieur est utilisé pour assurer la progression de luges 2 portant un moteur sur lequel des opérations manuelles de montage doivent être effectuée. D'autres modes d'entrainement peuvent bien évidemment être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention. [0027] Dans l'invention, la portion de ligne sur laquelle l'invention est appliquée comporte un certain nombre de postes qui se succèdent directement. Dans l'exemple ici présenté, 4 pas de postes A,B,C et D forment la portion de ligne considérée. [0028] Nous partons d'une situation dans laquelle un 1 er moteur M1 porté par une luge est bloqué par la butée B1 positionnée à l'entrée du poste A, un second moteur M2 est bloqué par la butée B2 séparant le poste A du poste B, un 3e moteur M3 est bloqué par la butée B3 séparant le poste B du poste C, un 4e moteur M4 est bloqué par la butée B4 séparant le poste C du poste D, un 5e moteur M5 est bloqué par la butée B5 positionnée à la sortie du poste D et de la portion de ligne considérée. [0029] Dans une première étape, toutes les butées B1 à B5 sont simultanément ouvertes, permettant la progression des luges et des moteurs. Le moteur M1 entre dans le pas de poste A, le moteur M2 dans le pas de poste B, le moteur M3 dans le pas de poste C, le moteur M4 dans le pas de poste D, et le moteur M5 quitte la portion de chaine considérée. [0030] Les butées B1 à B5 sont simultanément fermées. [0031] Une autorisation d'effectuer les opérations prévues au poste considéré est alors indiquée à l'opérateur travaillant sur ce poste. Concrètement, un signal lumineux, dit � verrine �, peut être employé. Pendant le temps alloué à la réalisation des opérations prévues au poste considéré, ce signal lumineux clignote, pour signaler à l'opérateur l'autorisation d'effectuer les opérations prévues. [0032] L'opérateur réalise ces opérations, au moins pour partie, pendant la progression du moteur dans le pas de poste, vers la butée suivante. Le convoyeur à friction 1 assure une progression de la luge portant le moteur M1, M2, M3, M4 ou M5 à une vitesse de 0,5 à 3 mètres par minutes, vitesse au-delà de laquelle un travail sur une pièce en mouvement pose des problèmes de sécurité, et/ou nécessite des équipements spécifiques. [0033] La vitesse et la longueur des pas de postes sont préférentiellement optimisés de sorte que la vitesse de progression corresponde précisément au rapport entre la longueur du pas de poste et le temps alloué aux opérations à réaliser au poste considéré. [0034] Afin d'entrainer la luge, dans ce mode de convoyage où les opérations sont réalisées sur des pièces en mouvement, la friction du convoyeur est telle que le travail normal de l'opérateur sur l'organe à assembler, ne perturbe pas le flux. Pour cela, l'effort d'entrainement de la palette est supérieur à 3kg, ce qui correspond à un seuil d'effort ergonomique en adduction ou abduction, nécessaire à la réalisation des opérations. Mais l'effort d'entrainement est inférieur à 15kg, afin de garantir la sécurité des opérateurs et de répondre aux normes en vigueur. Des ressorts tarés afin de débrayer l'entrainement des rouleaux de friction du convoyeur en cas de dépassement d'un effort prédéterminé assurent cette fonction. [0035] A la fin du temps alloué à la réalisation des opérations, le signal lumineux reste allumé de façon continue, validant ainsi la fin des opérations pour le poste considéré. [0036] En fin de réalisation des opérations, la progression du moteur M1 est bloquée par la butée B2, la progression du moteur M2 est bloquée par la butée B3, et ainsi de suite. L'information de la présence d'une luge sur une butée peut être obtenue, par exemple, à l'aide d'un capteur inductif. On inscrit alors un compte rendu validant le travail effectué audit poste, pour chaque luge immobilisée en fin de poste par une butée fermée B2, B3, B4 ou B5, sur une mémoire électronique. Ladite mémoire est préférentiellement fixée à ladite luge ou la pièce portée par ladite luge, mais peut aussi être localisée dans un système de gestion centralisé de la production (seule l'identification de la pièce est alors effectuée à l'aide d'une puce portée par la luge ou la pièce elle-même). [0037] Une fois la validation de l'écriture de tous les comptes rendus effectuée, les butées s'ouvrent simultanément, pour entamer un nouveau cycle du procédé. [0038] Le temps d'écriture et de validation peut être masqué, en le mettant à profit par l'opérateur pour se munir des éléments nécessaires aux opérations à mener sur la pièce suivante. [0039] Ainsi, le passage d'un pas de poste au suivant des pièces est-il synchronisé. Dans ce cas la synchronisation consiste à vérifier la présence des palettes sur l'ensemble des butées avant de les actionner. Il est possible de détecter et d'analyser les anomalies récurrentes sur la portion de ligne considérée, et, en outre, l'espace utilisé pour la réalisation des opérations sur la portion de ligne est réduit, car il est inutile de prévoir des zones d'accumulation entre chaque poste. [0040] Dans cette variante de l'invention, il est possible de réaliser des zones à défilement continue et des zones à accumulation selon la même technologie, en munissant les zones d'un réducteur adapté, ou, mieux, d'un variateur permettant la transformation rapide d'une zone à défilement continue en zone à accumulation. [0041] Dans une seconde variante de l'invention, les opérations de montage ne sont pas effectuées sur les pièces en mouvement, mais lorsqu'elles sont arrêtées par la butée en fin de poste. [0042] Dans une première étape, toutes les butées B1 à B5 sont simultanément ouvertes, permettant la progression des luges et des moteurs. Le moteur M1 entre dans le pas de poste A, le moteur M2 dans le pas de poste B, le moteur M3 dans le pas de poste C, le moteur M4 dans le pas de poste D, et le moteur M5 quitte la portion de chaine considérée. [0043] Les butées B1 à B5 sont simultanément fermées. [0044] Afin de limiter au maximum le temps d'arrivée de la pièce sur la butée de sortie du pas de poste, le convoyeur à friction 1 assure une progression de la luge portant le moteur M1, M2, M3, M4 ou M5 à une vitesse de 10 à 15 mètres par minutes, mais pas plus pour des raisons légales (cette vitesse pourrait être relevée tout en restant dans le cadre de l'invention, en fonction de l'évolution des normes en vigueur). [0045] Les pièces arrivent alors en fin de poste et sont bloquées par la butée correspondante. [0046] Une autorisation d'effectuer les opérations prévues dans le poste considérée est alors indiquée à l'opérateur travaillant sur ce poste. Concrètement, un signal lumineux, dit � verrine �, peut être employé. Pendant le temps alloué à la réalisation des opérations prévues au poste considéré, ce signal lumineux clignote, pour signaler à l'opérateur l'autorisation d'effectuer les opérations prévues. L'opérateur réalise alors ces opérations. [0047] A la fin du temps alloué à la réalisation des opérations, le signal lumineux reste allumé de façon continue, validant ainsi la fin des opérations pour le poste considéré. [0048] On inscrit alors un compte rendu validant le travail effectué audit poste, pour chaque luge immobilisée en fin de poste par une butée fermée B2, B3, B4 ou B5, sur une mémoire électronique. Ladite mémoire est préférentiellement fixée à ladite luge ou la pièce portée par ladite luge, mais peut aussi être localisée dans un système de gestion centralisé de la production (seule l'identification de la pièce est alors effectuée à l'aide d'une puce portée par la luge ou la pièce elle-même). [0049] Une fois la validation de l'écriture de tous les comptes rendus effectuée, les butées s'ouvrent simultanément, pour entamer un nouveau cycle du procédé. [0050] Dans toutes les variantes de l'invention, il est possible de prévoir qu'en cas d'anomalie, par exemple si l'opérateur n'a pas pu effectuer l'ensemble des opérations prévues, ce dernier peut signaler l'anomalie par un moyen dédié (bouton poussoir, cordelette de traction, etc.) ce qui arrête la portion de ligne le temps de remédier à l'anomalie. Par rapport à un mode de fonctionnement dans lequel c'est l'opérateur qui valide manuellement la fin des opérations, ou encore un procédé dans lequel les anomalies sont retouchées par la suite, un tel mode de fonctionnement permet la détection des problèmes récurrents, et qui méritent en conséquence un traitement adapté pour diminuer leur fréquence ou supprimer leur occurrence. [0051] Les principaux avantages offerts par la première variante proposée sont également assurées par cette variante de l'invention : le passage d'un pas de poste au suivant des pièces est synchronisé. Il est possible de détecter et d'analyser les anomalies récurrentes sur la portion de ligne considérée, et, en outre, l'espace utilisé pour la réalisation des opérations sur la portion de ligne est réduit, car il est inutile de prévoir des zones d'accumulation entre chaque poste. [0052] La première variante de l'invention offre un meilleur management visuel du temps de travail à l'opérateur. En effet, l'avancement de la palette lui indique s'il est en retard ou en avance sur le temps de cycle prévu. [0053] La seconde variante de l'invention La solution B apporte plus de confort à l'opérateur pour la conduite des opérations car la pièce sur laquelle les opérations sont effectuées est immobile. En outre, cette solution permet en agençant correctement les opérations de profiter des gains de temps de cycle des opérateurs. En effet, si chaque opérateur termine les opérations qu'il doit réaliser par un travail détectable (fin de vissage, passage devant un détecteur), il est possible de récupérer le gain de temps de cycle, en ajoutant dans le programme de gestion de la ligne de montage une équation d'ouverture des butées, si toutes les conditions de fin de travail des postes sont validées, avant la fin théorique du temps de cycle. Revendications: 1. Procédé de convoyage en usine de pièces (M1, M2, M3, M4) portées par des luges (2) appropriées sur une ligne de réalisation d'opérations sur lesdites pièces, dans lequel on ménage dans une zone de la ligne plusieurs postes de travail (A, B, C, D) immédiatement successifs entre des butées (B1, B2, B3, B4, B5) permettant d'arrêter l'avancée des luges (2), caractérisé en ce que les luges (2) entrent et sortent de zone, et progressent d'un poste au suivant, selon la séquence suivante : • ouverture simultanée de toutes les butées (B1, B2, B3, B4, B5); • entrée des luges (2) au le poste suivant, sortie de la zone de la luge immobilisée par la dernière (B5) butée de la zone ; • fermeture simultanée de toutes les butées (B1, B2, B3, B4, B5) ; • réalisation des opérations de montage à chaque poste (A, B, C, D) ; • inscription d'un compte rendu des opérations effectuées à chaque poste (A, B, C, D) sur une mémoire électronique; • validation de l'écriture de tous les comptes rendus ; • reprise du cycle à l'étape d'ouverture simultanée de toutes les butées (B1, B2, B3, B4, B5). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en outre, après l'étape de réalisation de montage et avant l'inscription du compte rendu, on réalise une opération de validation des opérations effectuées avant d'autoriser l'inscription des comptes rendus. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par une étape d'autorisation de la réalisation des opérations à l'aide d'un indicateur visuel, après la fermeture des butées (B1, B2, B3, B4, B5) et se poursuivant pendant la réalisation des opérations. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la réalisation des opérations de montage est effectuée au moins pour partie alors que la luge (2) est en mouvement. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vitesse d'entrainement de la luge (2) est comprise entre 0,5 et 3 mètres par minute. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vitesse de progression de la luge (2) à un poste (A, B, C, D) considéré est déterminée en divisant la longueur du poste (A, B, C, D) par le temps de cycle alloué aux opérations réalisées à ce poste (A, B, C, D). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la réalisation des opérations de montage est effectuée alors que la luge (2) est immobilisée par une butée (B1, B2, B3, B4, B5). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vitesse d'entrainement de la luge (2), entre les opérations de montage, est comprise entre 10 et 15 mètres par minute. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce le convoyage et l'ouverture des butées (B1, B2, B3, B4, B5) peuvent être interrompus à tout moment par un opérateur actionnant un dispositif dédié.