Automatisation pour l’industrie du plastique : l’efficacité au service de la précision

Publié le dans Industry, Logistique de production, Logistique du futur
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Les entreprises de transformation de matières plastiques se trouvent sous la pression constante de l’exigence d’efficacité, en particulier dans le domaine du moulage par injection. Les temps de cycle fixes, les hautes exigences de qualité et un besoin croissant de flexibilité font des solutions d’automatisation un facteur décisif de réussite. Dans cet article, nous nous penchons sur les défis du secteur et montrons comment les technologies modernes d’automatisation peuvent révolutionner les processus de production.

Sommaire

1 I Défis de l’industrie du plastique

2 I Exigences pour les solutions d’automatisation

3 I Technologies d’automatisation

4 I Intégration numérique

5 I Exemple pratique

6 I Avantages

Points clés

  • Le secteur du plastique se distingue par ses temps de cycle fixes, ses exigences de qualité et de propreté ainsi que par les changements dans les variantes de produits.
  • Les processus manuels atteignent rapidement leurs limites. L’automatisation augmente l’efficacité, limite les erreurs et assure la compétitivité.
  • Les solutions d’automatisation se doivent d’être fiables, extensibles, compactes et rentables.
  • Les véhicules à guidage automatique (AGV) les systèmes de stockage automatisés et la robotique permettent un flux de matières fluide et une utilisation optimale de l’espace.
  • Un exemple pratique d’un fabricant de plastique par moulage par injection montre comment les solutions de KNAPP fonctionnent en synergie pour des processus efficaces et entièrement automatiques de l’entrée à la sortie des marchandises.

Défis de l’industrie du plastique

Des équipements médicaux aux matériaux d’emballage, en passant par les composants électroniques, l’industrie du plastique se caractérise par des processus de fabrication de haute précision et des exigences de qualité croissantes. Il s’agit de fabriquer des pièces aux tolérances faibles et aux formes complexes, en particulier dans le domaine du moulage par injection – et ce en grandes quantités et dans des délais très serrés. Jetons un œil aux défis du secteur :

Précision, qualité et traçabilité
Les tolérances serrées et la qualité constante sont impératives. Chaque fluctuation peut signifier une mise au rebut, ce qui rend une assurance qualité sans faille et la traçabilité absolument indispensables.
Temps de cycle fixes et fiabilité des processus
La production est conditionnée par des temps de cycle fixes. L’approvisionnement des machines de production et la mise au rebut doivent donc avoir lieu en flux tendu. Chaque arrêt entraîne des coûts et compromet le respect des délais de livraison.
Variété des produits et flux de matières complexes
De nombreux fabricants ne produisent pas qu’un seul produit, mais alternent régulièrement entre plusieurs articles. Différents temps de cycle, sur plusieurs machines, exigent des processus flexibles et des technologies adaptables.
Exigences de propreté strictes
Dans les domaines sensibles, comme celui de la technique médicale, des normes exigeantes en matière d’hygiène doivent être respectées. Il convient d’utiliser des moyens de transport avec des supports de manutention couverts dans des conditions contrôlées.
Manque de personnel
La production se déroulant souvent dans le cadre d’une exploitation en équipes, le nombre d’employés qualifiés nécessaires peut-être élevé. Le manque croissant de personnel rend l’occupation des postes difficile.
Manque d’espace dans la production
Les presses d’injection sont proches les unes des autres, chaque machine devant être utilisée de manière rentable. L’espace autour des machines et sur les voies de transport est limité et doit être exploité le plus efficacement possible.
Pression des coûts et sensibilité aux prix
Dans ce secteur, tout tourne autour des chiffres. Les investissements doivent être amortis rapidement et chaque interruption du flux de production a une répercussion directe sur la rentabilité.

Exigences pour les solutions d’automatisation

Au vu des défis de l’industrie du plastique, il apparaît clairement que les processus manuels se heurtent rapidement à leurs limites quant à l’efficacité et au risque d’erreur. Une automatisation rigoureuse de l’intralogistique est donc une étape décisive afin d’améliorer durablement la compétitivité. Les technologies alors utilisées doivent répondre à de nombreuses exigences :

  • Fiabilité : Une haute fiabilité de l’approvisionnement est essentielle pour éviter les interruptions du flux de matériaux et les arrêts de production qui en découlent.
  • Flexibilité : Les systèmes doivent pouvoir s’adapter de manière dynamique aux changements de produits et de processus.
  • Extensibilité : Il est important que les solutions puissent croître en même temps que l’entreprise et être étendues sans problèmes.
  • Optimisation de l’espace : Une conception compacte permet une exploitation maximale des surfaces de transport et de stockage.
  • Rentabilité : Dans un secteur très sensible au prix, chaque investissement doit se traduire en une plus-value mesurable, avec un amortissement rapide.

Automatisation pour l’industrie du plastique : solutions technologiques

Afin de répondre aux défis et exigences de l’industrie du plastique, différentes solutions technologiques sont utilisées. Elles peuvent se combiner de manière flexible en fonction de la taille de l’entreprise, du volume de production et de la configuration des bâtiments.

Véhicules à guidage automatique (AGV) et robots mobiles autonomes (AMR)

Les véhicules à guidage automatique assurent le transport automatisé de conteneurs vides, de matières premières et de produits finis ou semi-finis entre le stockage, la production et l’expédition. Les AGV modernes sont équipés de systèmes de capteurs, de technologies de navigation et de fonctions de sécurité qui garantissent une fiabilité absolue et une utilisation sûre dans l’entrepôt et la zone de production. Les robots mobiles autonomes tels que les Open Shuttle offrent une utilisation particulièrement flexible. Ils conviennent parfaitement pour le transport de conteneurs, de cartons, de plateaux et de palettes.

Apprenez-en plus sur les avantages des robots mobiles autonomes dans notre article de blog Robots mobiles autonomes (AMR) : définition, applications, avantages >

Un robot mobile autonome de KNAPP se déplace le long d’un couloir d’entrepôt
Les Open Shuttle de KNAPP sont parfaitement adaptés à une utilisation dans l’industrie du plastique. Ils offrent une efficacité maximale et une grande évolutivité, même lorsque les processus évoluent.

Systèmes de stockage automatisés

Des solutions de stockage hautement dynamiques, telles que les entrepôts automatisé pour petites pièces, les systèmes de navettes ou les systèmes de robotique d’entrepôt, permettent un stockage et un déstockage rapides et compacts de conteneurs et de composants. Elles garantissent une haute disponibilité des matériaux et prennent en charge les processus de production juste à temps. L’Evo Shuttle ainsi que le système de robotique d’entrepôt AeroBot offrent d’excellentes possibilités de stockage efficace des matériaux et des conteneurs vides pour l’industrie du plastique. Les transtockeurs pour palettes complètent idéalement ces systèmes, avec un stockage et un déstockage automatisé et efficace des palettes.

En savoir plus sur les systèmes d’automatisation d’entrepôt >

Trois navettes portant le logo de KNAPP et avec des lumières bleues dans un système de stockage.
L’entrepôt automatisé pour petites pièces Evo Shuttle offre une densité de stockage maximale, un accès rapide aux matériaux et une efficacité optimale dans l’approvisionnement de la production dans l’industrie du plastique.

Robotique et systèmes de préhension

Des robots industriels assurent la mise sur palette, le tri et l’emballage directement au niveau de la machine ou dans la zone de sortie des marchandises. Combinés à des systèmes de traitement d’image dotés d’intelligence artificielle et au transport automatisé des marchandises par des AMR, les contrôles qualité sont facilement automatisés. Cela permet de soulager les collaborateurs et de réduire les risques d’erreur. Il existe de nombreuses possibilités pour l’automatisation complète, que ce soit pour la palettisation et la dépalettisation ou bien pour l’empilage et le dépilage de cartons et de supports standards.

En savoir plus sur la manutention efficace des palettes et sur l’assurance qualité grâce à la technologie Vision >

Un robot industriel saisit un carton et le dépose sur une palette.
Des transtockeurs aux systèmes de convoyage, en passant par la constitution automatisée de palettes pour l’approvisionnement des points de vente – KNAPP propose de nombreuses solutions pour la manutention de palettes.

Système de convoyage

Des convoyeurs à bande ou à rouleaux relient les différentes zones de production entre elles. Ils peuvent être adaptés individuellement et sont particulièrement utiles là ou un flux de matières continu est attendu. Il est important de s’assurer que le système de convoyage ne bloque pas l’accès aux machines de production. Le système de convoyage Streamline s’adapte parfaitement avec des configurations en pont ou en convoyage aérien, pour une utilisation optimale de l’espace.

Convoyeurs avec des conteneurs Digmesa bleus devant des presses d’injection. Un AMR dépose un conteneur.
Chez Digmesa, le système de convoyage fait office de point de transfert de conteneurs vides pour l’approvisionnement des machines de production.

En savoir plus sur la solution d’automatisation chez Digmesa >

Intégration numérique : la clé du succès

L’automatisation des processus physiques ne révèle tout son potentiel qu’à travers l’intégration numérique. La mise en réseau intelligente des machines, des systèmes logistiques et de logiciels crée un système intégral efficace de bout en bout.  L’intégration complète dans les systèmes informatiques existants, tels qu’un système de gestion d’entrepôt (WMS) ou SAP® EWM, garantit des processus fluides entre la production et la logistique. Cela est complété par des capteurs IoT et des jumeaux numériques, qui permettent une maintenance prédictive ainsi qu’une planification optimisée des itinéraires. Grâce à des flux de données transparents en temps réel, des décisions éclairées et des améliorations continues des processus en logistique d’entrepôt et de production deviennent possibles.

Lisez également notre article de blog Jumeau numérique en logistique.

Exemple : solution d’automatisation optimale pour les fabricants de pièces moulées par injection

Cet exemple d’un fabricant de plastique par moulage par injection dans le secteur médical illustre concrètement à quoi peut ressembler une solution d’automatisation bien pensée.

La solution en bref

Secteur :
Industrie du plastique
Entreprise :
Fabricant de pièces moulées par injection
Système de stockage :
Entrepôt à rayonnages en hauteur pour palettes de type silo avec transtockeurs pour l’entrée des marchandises
Entrepôt automatisé pour petites pièces Evo Shuttle pour le stockage temporaire des pièces moulées par injection et des conteneurs vides
Véhicules à guidage automatique :
Open Shuttle Fork dans les zones d’entrée et de sortie des marchandises et dans la zone de production
Open Shuttle pour le transport de conteneurs pour l’approvisionnement de la production
Robotique :
Robot de palettisation pour l’empilage automatisé des palettes dans la zone de sortie des marchandises
Logiciels :
KiSoft One avec interface par services web au système supra-ordonné du client
KiSoft FCS pour la génération de commandes pour la flotte Open Shuttle

Processus d’automatisation centralisés

1) Entrée des marchandises
Dans la zone d’entrée des marchandises, les matières premières et les consommables sont entrés en stock via un système de convoyage pour palettes et un transtockeur, dans un entrepôt à rayonnages en hauteur pour palettes. Cet entrepôt sert de réserve de granules pour les presses d’injection. Lorsque la production doit être approvisionnée, les matières premières sur palettes sont sorties du stock et transférées à nouveau sur le système de convoyage pour palettes. À un point de transfert défini, les robots mobiles autonomes (AMR) Open Shuttle Fork prennent les matières en charge et les transportent de manière automatisée à une zone de manutention pour palettes.
2) Zone de manutention entre l’entrepôt et la production
L’entrepôt et la zone de production sont séparés par la zone de manutention, laquelle est soumise à des exigences strictes en matière de propreté et de sécurité. C’est là que la dépalettisation a lieu. Une seconde flotte Open Shuttle Fork qui dessert exclusivement la zone de production récupère les palettes de matières premières et les consommables et les achemine aux installations. Pour une efficacité maximale, les palettes vides sont ramenées lors du trajet retour.
3) Stockage automatique dans la zone de production
L’entrepôt automatisé pour petites pièces Evo Shuttle fait office de stockage temporaire pour les conteneurs vides et les pièces moulées par injection. Les conteneurs sont entrés et sortis de ce stock via un système de convoyage, avec un couvercle ajouté lors de l’entrée pour une protection optimale contre la saleté et la poussière, puis retiré lors de la sortie. Avant leur stockage, les conteneurs sont soumis à un processus de nettoyage automatisé : leur charge électrostatique est neutralisée de manière entièrement automatique afin qu’aucune pièce en plastique ne reste collée aux parois intérieures. Les conteneurs sont ensuite automatiquement basculés afin de retirer toutes les pièces. Le système de convoyage qui suit forme un pont, de manière à permettre le transport dans l’espace situé en dessous. Le système de convoyage est également entièrement couvert pour une protection maximale contre la poussière.
4) Approvisionnement juste à temps de la production :
Les Open Shuttle assurent les transports automatisés suivants entre la zone de production, l’Evo Shuttle et la zone de manutention :
  • Approvisionnement des presses d’injection en conteneurs vides provenant de l’Evo Shuttle
  • Transport de retour des conteneurs remplis de pièces moulées par injection pour leur stockage dans l’Evo Shuttle
  • Transport de pièces moulées par injection pour le montage et récupération des conteneurs vides pour leur stockage dans l’Evo Shuttle
  • Transport des pièces finies palettisées vers la zone de manutention et transfert sur le système de convoyage pour l’emballage
Les Open Shuttle pour conteneurs et les Open Shuttle Fork pour palettes partagent les voies de transport afin d’optimiser l’utilisation de l’espace. Un dispositif de couverture intégré sur les Open Shuttle protègent les conteneurs sans couvercle lors de leur transport et garantit le respect des exigences de propreté.
5) Contrôle qualité
Dans le cadre du contrôle qualité, une pièce de référence est acheminée par un Open Shuttle à la station de contrôle afin de vérifier chaque cavité des pièces. Le lot correspondant reste bloqué dans le système jusqu’à sa validation. Une séparation stricte des lots permet d’éviter tout mélange.
6) Sortie des marchandises
Une fois les pièces finis amenées à la zone de manutention par les Open Shuttle Fork, la palette est conditionnée et étiquetée de manière entièrement automatique. La flotte Open Shuttle Fork qui dessert la zone d’entrepôt ramène les palettes dans l’entrepôt à rayonnages en hauteur pour palettes pour leur stockage intermédiaire. Un empileur automatique de palettes assure une utilisation optimale de l’espace dans le camion.

Automatisation de l’intralogistique : avantages pour l’industrie du plastique

  • Flux de matières continu sans intervention manuelle
  • Haute disponibilité du système, même en trois-huit
  • Approvisionnement juste à temps des presses d’injection
  • Exploitation maximale de l’espace grâce aux voies de transport partagées pour les AMR, aux configurations en pont et à la structure compacte de l’Evo Shuttle
  • Haute densité de stockage et accès rapide aux pièces plastiques et aux conteneurs vides
  • Propreté dans les zones de production sensibles
  • Flexibilité et extensibilité pour les changements de processus ou de produits
  • Gestion des stocks transparente grâce à l’intégration des systèmes
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Stefanie Terler
Stefanie Terler
Communications & PR
Industry Solutions
Quels sont les tendances et les défis qui animent l'industrie de production ? À quoi ressemblent les solutions d'automatisation intelligentes pour ce secteur ? Stefanie vous dit tout sur ces thèmes dans son blog.

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