Volvo Group est l'un des fabricants de camions, autobus/autocars, engins de chantier et moteurs industriels les plus importants au monde. Il emploie quelque 100 000 personnes et dispose de sites de production dans 18 pays, ce qui nécessite une optimisation rigoureuse de la chaîne logistique et le contraint à veiller en permanence à l'efficacité opérationnelle de ses sites. En termes de fabrication, la flexibilité et l'agilité sont essentielles si une entreprise veut s'adapter, que ce soit pour satisfaire les exigences en constante évolution de ses clients ou créer les configurations personnalisées qui lui sont demandées.
Cela est particulièrement vrai pour Volvo Group dont le carnet de commandes 2018 pour les camions approchait les 260 000 unités. Pour s'adapter à ce paysage industriel changeant, l'entreprise a entrepris une importante transformation numérique et s'est lancée dans des initiatives de type Industrie 4.0 ; il lui fallait revoir, à la lumière des technologies actuelles ou émergentes, comment améliorer ses processus, qu'ils soient physiques, ou portent sur les produits ou le personnel.
L'enjeu
Volvo est fier de sa différenciation stratégique qui porte sur la qualité et l'excellence technique de ses véhicules. Sur le marché d'aujourd'hui, qui évolue en permanence, la personnalisation est devenue la nouvelle norme. Cette situation met l'entreprise face à de nouveaux défis en matière d'assurance qualité car la complexité des produits et le nombre des configurations vont croissant, et ce à un rythme toujours plus rapide.
« Les moteurs Volvo sont très sophistiqués. Pour une même unité de production, on compte 4 500 variantes de moteur et 13 000 références », explique Geoffrey Blanc, directeur des technologies de fabrication chez Volvo.
Sur les sites de fabrication de Volvo, le contrôle qualité et l'assurance qualité des moteurs font l'objet de vérifications rigoureuses, cette tâche étant dévolue aux techniciens les plus expérimentés. Dans chaque usine, chacun des moteurs est soumis à 40 vérifications, sachant qu'il existe 200 variantes possibles en termes d'assurance qualité (QA) et que ce contrôle, effectué sur un poste QA, ne doit pas prendre plus de huit minutes.
Former de nouveaux opérateurs à ces procédures d'inspection complexes prend cinq semaines, un coût qui s'ajoute au coût global de la qualité. En outre, ce processus d'apprentissage laborieux se fait sur papier, ce qui non seulement engendre une charge cognitive inutile pour les opérateurs mais mobilise également du temps et des ressources chaque fois qu'il faut procéder à la mise à jour, à l'impression et à la distribution des documents d'assurance qualité, ce qui doit être fait régulièrement.
En fait, la difficulté consiste à établir et à entretenir un flux de données cohérent ainsi que des connexions entre les systèmes pour que l'efficacité opérationnelle soit maintenue sur l'ensemble de la chaîne de valeur.« Comme vous le savez, le marché du transport routier est très sensible aux fluctuations conjoncturelles. Pour nous, la flexibilité au niveau des usines est essentielle. Elle nous permet de répondre rapidement aux variations de la production, lesquelles suivent les tendances du marché », souligne Bertrand Felix, directeur de l'innovation et de la technologie pour la fabrication chez Volvo Group.
Volvo a mené un projet pilote avec un fournisseur de réalité augmentée (AR) dans le but d'améliorer les processus de contrôle qualité des moteurs, mais la solution proposée n'a pas pu répondre aux besoins d'évolution et d'intégration des différentes applications et des différents processus et cas d'utilisation souhaités.
Alors que Volvo s'intéressait à d'autres solutions, des exigences critiques ont peu à peu émergé : il devenait impératif de pouvoir prendre en charge avec agilité la complexité croissante des produits et le nombre en constante augmentation des configurations personnalisées qui venaient de l'Ingénierie, ainsi que les processus de fabrication en amont et l'évolutivité des opérations au niveau mondial.
La solution
Le choix de Volvo s'est finalement porté sur PTC, mais pas seulement en raison du jeu de fonctionnalités de pointe en réalité augmentée qu'offre la solution d'entreprise Vuforia. Une autre solution a fait pencher la balance en faveur de PTC, sa solution de bout en bout qui permet de créer et faire évoluer un fil numérique. La capacité d'intégrer des solutions de gestion du cycle de vie des produits et de la fabrication capables de prendre en charge toute la chaîne de valeur a été déterminante dans le choix de PTC.
Volvo utilise également ThingWorx, la plateforme d'Internet industriel des Objets (IIoT) de PTC, afin d'intégrer les informations des différents systèmes logiciels (les mises à jour techniques des itérations CAO du moteur Creo , la gestion du cycle de vie des produits (PLM) Windchill en aval et d'autres systèmes technologiques, pour les opérations de fabrication et de gestion) et permettre ainsi la synchronisation des données en temps réel.
« Au département Opérations de Volvo Trucks, nous disposons de nombreux systèmes d'exécution propriétaires. Dès lors, il nous fallait tout intégrer. Alors, nous avons décidé d'utiliser ThingWorx autant que faire se peut pour établir les connexions critiques et créer ainsi un fil numérique qui prenne en compte toutes nos opérations », ajoute Geoffrey Blanc.
Enfin, cette source unique de vérité créée par le fil numérique sera délivrée via la réalité augmentée ; les testeurs QA pourront ainsi accéder et visualiser les toutes dernières configurations des moteurs et la documentation d'aide pratiquement en temps réel.
Grâce à l'expérience AR que leur procure Vuforia les opérateurs peuvent rapidement rappeler les configurations 3D les plus récentes au lieu d'avoir à faire un tri parmi des piles de papier, ce qui se traduit par de nombreux gains en termes de productivité, de contrôle qualité et d'efficacité au niveau des processus. La réalité augmentée est délivrée via la réalité mixte, ce qui permet de superposer les données 3D et les informations d'assurance qualité directement sur les moteurs physiques et d'utiliser la vision par ordinateur pour assurer le suivi du contenu et ancrer ce dernier.
Outre le fait que cette solution fait faire des économies de papier et évite les risques liés à cette approche, elle permet en outre au technicien QA de capturer des défauts précis via l'expérience AR,, laquelle peut ensuite être transmise en amont pour améliorer les processus d'ingénierie et de fabrication.
Ce partage des données bidirectionnel aide Volvo à analyser les défauts en temps réel et à améliorer plus encore la qualité et la production. La boucle de rétroaction créée par la mise en place d'un fil numérique fournit des informations opérationnelles en temps utile et capture des commentaires précieux qui permettent d'améliorer la conception des futurs moteurs et de mieux encore différencier Volvo en termes de qualité et d'excellence technique.
Étapes suivantes
L'adoption pilote par Volvo de la réalité augmentée, intégrée aux autres technologies PTC grâce à un fil numérique, est sur le point d'avoir un impact transformateur sur toute l'entreprise ; cela va du remplacement des procédures papier à la manière, véritablement révolutionnaire, dont la main d'œuvre a gagné en autonomie et dont elle est désormais formée. En conséquence, avec une moyenne de cinq postes qualité par usine pour 20 usines, Volvo prévoit d'économiser des milliers d'euros par poste et par an. En termes de recrutement, la réalité augmentée met également l'entreprise en position avantageuse par rapport à ses concurrents et lui permet de s'approcher de son objectif qualité de 0 PPM (pièces par millions).
Forte de son fil numérique et de ses solutions PTC, Volvo va pouvoir trouver d'autres cas d'utilisation et les déployer avec un minimum d'efforts. Toutefois, l'entreprise s'assure déjà des résultats qui sont à la hauteur de son initiative de transformation numérique :
- Efficacité opérationnelle et économies de coûts grâce à la numérisation du processus QA
Auparavant, suite aux nouvelles itérations des moteurs, il fallait plus d'une journée à Volvo pour mettre à jour et valider les checklists de configuration et d'assurance qualité sur toutes les stations de travail et dans toutes les unités de production. Avec l'implémentation du fil numérique et la réalité augmentée, il faut désormais moins d'une heure.
- Réduction importante du temps de formation pour réduire les écarts de compétence
Avec la technologie AR, la formation des opérateurs qualité prendra maintenant moins de deux semaines. L'intégration rapide du personnel clé de l'entreprise permet à Volvo d'être plus flexible et plus agile et donc de répondre plus facilement aux évolutions du marché et aux exigences changeantes des clients.
- La mise en place d'un fil numérique permet d'envisager d'autres cas d'utilisation de l'AR
Dans un proche avenir, Volvo prévoit de mettre en place un processus d'assurance qualité piloté par la réalité augmentée dans plusieurs unités de production. Par ailleurs, l'entreprise est en train de déployer de nouveaux cas d'utilisation sur l'ensemble de sa chaîne de valeur. Pour n'en citer que quelques-uns : les instructions d'assemblage étape par étape de la chaîne de fabrication, les instructions de service destinées à la maintenance des machines dans les usines, et la mise à disposition des informations opérationnelles en temps réel et des KPI au sein de la chaîne de valeur.
Bertrand Felix, directeur de la technologie et de l'innovation pour la fabrication, Volvo Group