Brevet FR2952843A1 — publié le 20110527

LIGNE D'ASSEMBLAGE DE PRODUITS MANUFACTURES [0001] L'invention concerne les procédés d'assemblage de produits manufacturés, en particulier les procédés d'assemblage de produits mettant en oeuvre un grand 5 nombre de composants rapportés sur un produit manufacturés. [0002] Les procédés industriels font intervenir des lignes d'assemblage de plus en plus complexes à gérer, du fait du nombre et de la complexité croissants de composants devant généralement être assemblés. Par exemple, l'assemblage d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile met en oeuvre plusieurs 10 centaines de pièces. Ce nombre tend à croître avec la sophistication croissante des moteurs, induite par exemple par l'apparition de multiples composants formant des dispositifs de dépollution tels que des circuits de recyclage de gaz d'échappement, des filtres à particules ou des pièges à NOx. L'assemblage d'un moteur à combustion interne met notamment en oeuvre une multitude de phases successives 15 d'assemblage des composants. [0003] L'optimisation industrielle et financière d'une ligne d'assemblage d'un moteur à combustion interne suppose généralement que celle-ci fonctionne en continu. Une des conditions de fonctionnement d'une ligne d'assemblage en continu est que les composants à assembler soient disponibles en permanence pour chacune 20 des phases d'assemblage, sans quoi toute la ligne d'assemblage peut se retrouver bloquée. [0004] L'approvisionnement de chacune des phases d'assemblage en composants s'avère donc primordiale. Les flux de composants vers la ligne d'assemblage sont généralement gérés de la façon suivante. L'atelier incluant la ligne 25 d'assemblage comporte un ou plusieurs quais de déchargement recevant de façon indifférenciée l'ensemble des composants apportés par camion ou par des véhicules de manutention. L'atelier inclut par ailleurs une zone de stockage dans laquelle l'ensemble des composants reçus est stocké. Chaque référence de composant dispose d'un emplacement dédié. Du personnel assure le rangement des 30 composants reçus sur un quai de déchargement dans un emplacement de stockage référencé, au besoin au moyen de matériel de manutention dédié. La présence des composants dans l'emplacement de stockage référencé est mémorisée dans une base de données. En fonction des besoins d'approvisionnement en composants des différentes phases d'assemblage, des opérateurs viennent prélever des composants dans la zone de stockage pour les acheminer vers une zone correspondant à la phase d'assemblage concernée. [0005] Un tel processus d'approvisionnement pose en pratique des problèmes pour respecter les conditions d'une gestion allégée (pour Lean Management en langue anglaise) du processus d'assemblage. En pratique, le personnel de manutention n'est pas optimisé pour les besoins réels des différentes phases d'assemblage et n'optimise pas les phases d'acheminement des pièces vers ces différentes phases. De plus, un tel processus d'approvisionnement présente une flexibilité relativement réduite face aux variations de cadences de production. En outre, la gestion de la qualité du processus d'assemblage n'est pas optimisée. Par ailleurs, la gestion des stocks de composants dans la zone de stockage n'est pas optimisée et est délicate à suivre depuis la ligne d'assemblage, le personnel présent sur la ligne d'assemblage ayant une connaissance très imparfaite des stocks de composants mis en oeuvre dans une phase d'assemblage donnée. La gestion de composants de différentes origines est également relativement délicate. [0006] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un procédé d'assemblage de composants sur un produit manufacturé, sur une ligne d'assemblage comprenant les étapes de : - acheminer des premiers composants jusqu'à une première unité d'assemblage de la ligne d'assemblage uniquement depuis un premier magasin de stockage ; 25 - disposer certains desdits premiers composants sur une palette ; - assembler lesdits premiers composants disposés sur la palette sur un produit manufacturé ; - acheminer des seconds composants jusqu'à une deuxième unité d'assemblage de la ligne d'assemblage uniquement depuis un deuxième magasin de stockage ; 30 - disposer certains desdits seconds composants sur une palette ; assembler lesdits deuxièmes composants disposés sur la palette sur le produit manufacturé sur lequel lesdits premiers composants ont été assemblés. [0007] Selon une variante, lesdits premiers composants sont disposés dans une palette logeant également ledit produit manufacturé, et lesdits seconds composants 5 sont disposés dans une palette logeant également ledit produit manufacturé. [0008] Selon encore une variante, lesdits premiers composants sont acheminés depuis ledit premier magasin de stockage dont le contenu est visible depuis ladite première unité d'assemblage et lesdits seconds composants sont acheminés depuis ledit second magasin de stockage dont le contenu est visible depuis ladite deuxième 10 unité d'assemblage. [0009] Selon une autre variante, la palette dans laquelle lesdits premiers composants sont disposés est identique à la palette dans laquelle lesdits seconds composants sont disposés. [0010] Selon encore une autre variante, un parmi lesdits premiers ou deuxièmes 15 composants est disposé sur un support rapporté dans la palette, le support étant séparé de la palette en sortie de la première ou de la deuxième unité d'assemblage le cas échéant. [0011] Selon une variante, la palette en sortie de la première unité d'assemblage ne comprend plus de composant à assembler sur le produit manufacturé. 20 [0012] Selon encore une variante, le produit manufacturé sur lequel sont assemblés les premier et deuxième composants est un moteur à combustion interne. [0013] L'invention porte également sur une ligne d'assemblage pour l'assemblage successif de composants sur un produit manufacturé, comprenant: - des premier et deuxième magasins de stockage dans lesquels sont stockés 25 des composants destinés à être assemblés sur les produits manufacturés ; - des première et deuxième unités d'assemblage, les produits manufacturés issus de la première unité d'assemblage étant fournis à la deuxième unité d'assemblage, chacune desdites unités d'assemblage comprenant : - une zone de placement sur une palette de composants à assembler sur un produit manufacturé; - une zone d'assemblage accolée à la zone de placement, dans laquelle les composants placés sur la palette sont assemblés au produit manufacturé ; les composants assemblés dans la première unité d'assemblage provenant uniquement du premier magasin de stockage et les composants assemblés dans la deuxième unité d'assemblage provenant uniquement du deuxième magasin de stockage. [0014] Selon une variante, le contenu du premier magasin de stockage est visible depuis la première unité d'assemblage et le contenu du deuxième magasin de stockage est visible depuis la deuxième unité d'assemblage. [0015] Selon encore une variante, la ligne d'assemblage comprend des premier et deuxième quais de déchargement dédiés respectivement aux premier et deuxième magasins, lesdits quais de déchargement étant adaptés pour recevoir des composants acheminés par des véhicules de convoyage. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : • la figure 1 est une représentation schématique d'une ligne d'assemblage selon l'invention ; • la figure 2 est une représentation schématique d'une unité d'assemblage de la ligne de la figure 1 ; • la figure 3 est une vue de côté d'une palette et de son contenu ; • la figure 4 illustre un produit manufacturé et un ensemble de composants à assembler sur ce produit ; • la figure 5 représente différents ordres d'assemblage des composants illustrés à la figure 4 ; • la figure 6 représente une palette contenant l'ensemble des composants selon l'art antérieur ; • la figure 7 illustre le contenu de palettes préparées au niveau de différentes unités d'assemblage. [0017] L'invention propose d'acheminer des premiers composants jusqu'à une première unité d'assemblage uniquement depuis un premier magasin de stockage, de disposer certains desdits premiers composants sur une palette, d'assembler lesdits premiers composants disposés sur la palette sur un produit manufacturé. [0018] Des seconds composants sont acheminés jusqu'à une deuxième unité d'assemblage uniquement depuis un deuxième magasin de stockage. Certains desdits seconds composants sont disposés sur une palette. Lesdits deuxièmes composants disposés sur la palette sont assemblés sur le produit manufacturé sur lequel lesdits premiers composants ont été assemblés. [0019] L'invention permet une amélioration de la qualité d'assemblage du produit manufacturé. L'invention permet également une amélioration de la surveillance des stocks au plus près pour chaque unité d'assemblage. En effet, avec du personnel dédié à l'unité d'assemblage, ce personnel peut alors avoir une meilleure connaissance de sa zone de stockage, du nombre de composants restants, tout en évitant de prélever des pièces destinées à d'autres unités d'assemblage. Un tel procédé d'assemblage facilite une gestion allégée du processus d'assemblage : la quantité de personnel est adaptée au plus près des besoins de chaque unité d'assemblage indépendante, ce qui permet de gérer plus facilement les variations de cadences de production, ce qui permet également de ne pas constituer inutilement des stocks de composants surabondants. [0020] La figure 1 représente schématiquement une ligne d'assemblage 1 d'un produit manufacturé. Le produit manufacturé peut en l'occurrence être un moteur à combustion interne, dont le procédé de fabrication comprend l'assemblage d'un grand nombre de composants sur un bloc moteur. La ligne d'assemblage 1 est avantageusement subdivisée en différentes unités d'assemblage autonomes 4A à 4C. La ligne d'assemblage 1 est organisée de sorte que le produit manufacturé issu de l'unité d'assemblage 4A passe à l'unité d'assemblage 4B, puis passe de l'unité d'assemblage 4B à l'unité d'assemblage 4C. [0021] Chaque unité d'assemblage 4A à 4C dispose d'un magasin de stockage dédié, respectivement 3A à 3C. Chaque magasin de stockage comprend des emplacements de stockage 5 pour stocker des lots de composants. Chaque emplacement de stockage 5 ne stocke qu'un même type de composant. Un magasin de stockage ne stocke que des composants destinés à approvisionner son unité d'assemblage dédiée. Chaque unité d'assemblage 4A à 4C est donc approvisionnée en composants à assembler depuis sa zone de stockage dédiée, respectivement 3A à 3C. [0022] Avantageusement, la ligne d'assemblage 1 présente plusieurs quais de déchargement 2A à 2C, chaque quai de déchargement étant dédié à un magasin de stockage, respectivement 2A à 2C ce qui permet d'optimiser l'espace dédié au déchargement. Les quais de déchargement 2A à 2C sont configurés pour recevoir des composants acheminés par l'intermédiaire de véhicules de convoyage, tels que des camions ou des chariots de manutention. Les composants reçus sur un quai de déchargement sont placés par des opérateurs dans un magasin de stockage associé à ce quai. [0023] Une gestion allégée améliorée peut ainsi être mise en place sur la ligne d'assemblage 1. Le nombre d'opérateurs affectés à l'approvisionnement en composants d'une unité d'assemblage pourra être adapté au plus juste aux besoins réels de cette unité d'assemblage, de façon flexible lorsque la cadence de production de cette unité d'assemblage varie. De plus, des opérateurs affectés spécifiquement à l'approvisionnement d'une unité d'assemblage auront une bien meilleure connaissance de son magasin de stockage dédié, qui présente en outre une dimension relativement réduite facilitant sa supervision et sa mémorisation. Une telle organisation permet de détecter de façon plus fiable les défauts des composants arrivant dans le magasin de stockage, ou conduit vers l'unité d'assemblage. La qualité du produit manufacturé assemblé est ainsi améliorée. La réactivité des opérateurs face à un défaut d'un composant est également améliorée. [0024] Les magasins de stockage 3A à 3C pourront être adaptés pour la gestion de différentes sources d'approvisionnement en composants. Ainsi, des emplacements de stockage 5 distincts pourront être utilisés pour stocker de mêmes types de composants mais provenant de différentes origines. Une telle organisation permettra aisément d'approvisionner l'unité d'assemblage associée depuis des lots de composants provenant de différentes origines. [0025] Les unités d'assemblage 4A à 4C comprennent des zones respectives de placement en palette 41A à 41C et des zones d'assemblage 42A à 42C. Chaque zone de placement en palette est accolée en amont d'une zone d'assemblage par rapport au flux de produits manufacturés. [0026] La figure 2 illustre plus précisément le fonctionnement d'une unité d'assemblage 4. Des composants issus du magasin dédié à cette unité d'assemblage 4 sont disposés dans des voies d'approvisionnement 44 à 47. Chaque voie d'approvisionnement 44 à 47 est dédiée à un composant spécifique à assembler. Chaque voie d'approvisionnement contient ainsi plusieurs composants issus uniquement du magasin de stockage dédié à l'unité d'assemblage. Les voies d'approvisionnement 44 à 47 débouchent sur une zone de placement en palette 41. Les voies d'approvisionnement 44 à 47 sont accessibles respectivement pour des opérateurs 61 à 64. [0027] La zone de placement en palette 41 peut comprendre un convoyeur défilant sur lequel sont placées des palettes 71 à remplir. Il pourra par exemple s'agir d'un convoyeur à défilement continu, afin de pouvoir imposer une cadence aux opérateurs 61 à 64. Les palettes 71 peuvent avantageusement comporter le produit manufacturé 72 lors de leur introduction dans la zone de placement 41. Les palettes 71 munies du produit manufacturé 72 peuvent par exemple provenir d'unités d'assemblage disposées en amont. L'opérateur 61 place un composant issu de la voie d'approvisionnement 44 dans la palette 71 qui lui fait face, l'opérateur 62 place ensuite un composant issu de la voie d'approvisionnement 45 dans cette même palette, l'opérateur 63 place ensuite un composant issu de la voie d'approvisionnement 46 dans cette même palette et l'opérateur 64 place ensuite un composant issu de la voie d'approvisionnement 47 dans cette même palette. À la sortie de la zone de placement en palette 41, chaque palette 71 a avantageusement reçu l'ensemble des composants devant être assemblés sur cette unité d'assemblage 4. [0028] Les palettes complètes passent ensuite à la zone d'assemblage 42. La zone d'assemblage 42 comprend différentes stations automatisées 43 prélevant les composants placés dans la palette 71 pour les assembler sur le produit manufacturé 72. Une station automatisée peut par exemple saisir un demi coussinet sur une palette, placer le demi coussinet sur une bielle. Une autre station automatisée peut ensuite placer la bielle sur le vilebrequin d'un moteur à combustion interne. Les stations automatisées 43 fonctionnent avantageusement à poste fixe pour simplifier leur processus de fonctionnement. En sortie de la zone d'assemblage 42, la palette 71 ne comporte plus de composants à assembler sur le produit manufacturé 72. Si la palette 71 est transférée vers une autre unité d'assemblage, les risques d'erreurs d'assemblage sont limités, du fait de l'absence de composants résiduels dans la palette 71. En sortie de la zone d'assemblage 42, le produit manufacturé 72 peut être séparé de la palette 71, la palette 71 pouvant être recyclée dans le processus d'assemblage à ce stade. Le produit manufacturé 72 peut être transféré vers une unité d'assemblage aval. [0029] Dans l'exemple illustré, le placement des composants en palette est manuel, et l'assemblage des composants sur le produit manufacturé 72 est automatisé. Cependant, on peut également envisager qu'un ou plusieurs composants soient disposés en palette de façon automatique, ou qu'une ou plusieurs opérations d'assemblage soient réalisées de façon manuelle. De façon générale, les opérations d'assemblage à forte valeur ajoutée seront automatisées, telles que la mise en place, le vissage ou l'emmanchement de composants. Les autres opérations seront avantageusement réalisées de façon manuelle. [0030] Avantageusement, le contenu du magasin de stockage dédié à une unité d'assemblage est visible au moins partiellement depuis cette unité. Ainsi, des opérateurs chargés du transfert des composants jusqu'à la zone de placement en palette, des opérateurs chargés du placement des composants dans les palettes ou des opérateurs chargés de l'assemblage des composants sur le produit manufacturé pourront éventuellement constater une baisse problématique du stock d'un composant dans le magasin de stockage. Les interruptions de fonctionnement de l'unité d'assemblage pour un défaut d'approvisionnement sont ainsi limitées. Un magasin de stockage dédié et à proximité de l'unité d'assemblage permet par ailleurs d'éviter des stockages intermédiaires, ce qui optimise la gestion des stocks. [0031] La répartition des opérations entre les différentes unités d'assemblage peut être optimisée pour favoriser la répartition du stockage des composants entre les différents magasins et le placement de ces composants dans les palettes 71. La figure 4 illustre de façon schématique un produit manufacturé 72 et divers composants 74A à 74G destinés à être assemblés sur celui-ci. La figure 5 représente différents ordres d'assemblage possibles pour ces composants sur le produit manufacturé 72, en fonction de contraintes temporelles entre les assemblages des différents composants. La figure 6 représente schématiquement une palette 71 recevant d'une part le produit manufacturé 72 et l'ensemble des composants 74A à 74G destinés à être assemblé sur le produit manufacturé 72, selon un procédé assemblage de l'art antérieur. Une telle palette 71 présente des dimensions augmentant son coût et rendant sa manipulation délicate. Une telle palette 71 augmente également les risques d'interférence et de porte-à-faux dans les postes de déplacement automatiques de la ligne d'assemblage. Comme illustré à la figure 7, on détermine des palettes 71 de taille optimale. [0032] Le processus d'assemblage des composants 74A à 74G est alors réparti entre différentes unités d'assemblage, de sorte que les palettes 71 puissent contenir l'ensemble des composants assemblés dans une unité d'assemblage. Ainsi, dans l'exemple illustré, le procédé d'assemblage correspondra à celui illustré dans le cas 1 de la figure 5. On détermine qu'une première unité d'assemblage assemblera les composants 74A et 74E. La palette 71A reçoit ainsi le produit manufacturé 72 et les composants 74A et 74E. Une deuxième unité d'assemblage assemblera les composants 74B et 74C. La palette 71 B reçoit ainsi le produit manufacturé 72 et les composants 74B et 74C. Une troisième unité d'assemblage assemblera les composants 74D, 74F et 74G. La palette 71 C reçoit ainsi le produit manufacturé 72 et les composants 74D, 74F et 74G. Des palettes de dimension optimale pour leurs coûts et leurs manipulations peuvent ainsi être utilisées sur plusieurs unités d'assemblage. [0033] En utilisant des palettes 71 identiques dans différentes unités d'assemblage, celles-ci peuvent être récupérées en sortie d'une unité d'assemblage pour être réutilisées dans l'une quelconque des autres unités d'assemblage. On peut également envisager qu'une même palette 71 reçoive le produit manufacturé 72 et traverse différentes unités d'assemblage pour recevoir les composants à assembler, sans être séparée du produit manufacturé. La manipulation des palettes 71 et du produit manufacturé 72 sur la ligne d'assemblage est ainsi limitée. [0034] La figure 3 illustre une configuration de palette 71 dans laquelle le produit manufacturé 72 est disposé. La palette 71 contient également un outillage navette 73, en l'occurrence un support pour un piston 74 accolé à une bielle. Un tel outillage navette 73 permet par exemple de placer des composants fragiles tels qu'un piston, un vilebrequin ou une bielle dans la palette 71 en les maintenant en position avec un minimum de risques de les endommager. Un tel outillage navette 73 pourra être fixé à une palette 71 à l'entrée d'une unité d'assemblage, puis séparé de la palette 71 à la sortie de cette unité d'assemblage. L'outillage navette 73 peut ainsi être recyclé dans la ligne d'assemblage 1 indépendamment de l'itinéraire suivi par la palette 71. REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage de composants sur un produit manufacturé, sur une ligne d'assemblage (1) comprenant les étapes de : - acheminer des premiers composants jusqu'à une première unité d'assemblage (4A) de la ligne d'assemblage uniquement depuis un premier magasin de stockage (3A) ; - disposer certains desdits premiers composants sur une palette ; - assembler lesdits premiers composants disposés sur la palette sur un produit manufacturé ; - acheminer des seconds composants jusqu'à une deuxième unité d'assemblage (4B) de la ligne d'assemblage uniquement depuis un deuxième magasin de stockage (3B); - disposer certains desdits seconds composants sur une palette ; - assembler lesdits deuxièmes composants disposés sur la palette sur le produit manufacturé sur lequel lesdits premiers composants ont été assemblés. 2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, dans lequel lesdits premiers composants (74A,74E) sont disposés dans une palette (71A) logeant également ledit produit manufacturé (72), et dans lequel lesdits seconds composants (74B, 74C) sont disposés dans une palette (71 B) logeant également ledit produit manufacturé. 3. Procédé d'assemblage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits premiers composants (74A,74E) sont acheminés depuis ledit premier magasin de stockage (3A) dont le contenu est visible depuis ladite première unité d'assemblage (4A) et dans lequel lesdits seconds composants (74B, 74C) sont acheminés depuis ledit second magasin de stockage (3B) dont le contenu est visible depuis ladite deuxième unité d'assemblage (4B). 4. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la palette (71A) dans laquelle lesdits premiers composants (74A,74E) sont disposés est identique à la palette (71 B) dans laquelle lesdits seconds composants (74B, 74C) sont disposés. 5. Procédé d'assemblage selon la revendication 4, dans lequel un parmi lesdits premiers ou deuxièmes composants est disposé sur un support (73) rapporté dans la palette (71), le support étant séparé de la palette en sortie de la première ou de la deuxième unité d'assemblage le cas échéant. 6. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque de revendications précédentes, dans lequel la palette en sortie de la première unité d'assemblage ne comprend plus de composant à assembler sur le produit manufacturé (72). 7. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit manufacturé (72) sur lequel sont assemblés les premier et deuxième composants est un moteur à combustion interne. 8. Ligne d'assemblage (1) pour l'assemblage successif de composants sur un produit manufacturé, caractérisé en ce qu'elle comprend : - des premier et deuxième magasins de stockage (3A, 3B) dans lesquels sont stockés des composants destinés à être assemblés sur les produits manufacturés (72) ; - des première et deuxième unités d'assemblage (4A, 4B), les produits manufacturés issus de la première unité d'assemblage étant fournis à la deuxième unité d'assemblage, chacune desdites unités d'assemblage comprenant : - une zone de placement (41A) sur une palette de composants à assembler sur un produit manufacturé; - une zone d'assemblage (41 B) accolée à la zone de placement, dans laquelle les composants placés sur la palette sont assemblés au produit manufacturé ; les composants assemblés dans la première unité d'assemblage provenant 30 uniquement du premier magasin de stockage et les composants assemblés dansla deuxième unité d'assemblage provenant uniquement du deuxième magasin de stockage. 9. Ligne d'assemblage selon la revendication 8, dans laquelle le contenu du premier magasin de stockage est visible depuis la première unité d'assemblage et dans laquelle le contenu du deuxième magasin de stockage est visible depuis la deuxième unité d'assemblage. 10. Ligne d'assemblage selon la revendication 8 ou 9, comprenant des premier et deuxième quais de déchargement dédiés respectivement aux premier et deuxième magasins, lesdits quais de déchargement étant adaptés pour recevoir des composants acheminés par des véhicules de convoyage.