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Des capteurs intelligents dans les laminoirs à chaud

12/02/2020 - Innovation et R&D

Les équipes de R&D collaborent depuis deux ans maintenant avec les équipes Opérations afin de mettre au point un capteur capable de mesurer la quantité optimale de poudre désoxydante à injecter dans les tubes lors de leur fabrication. Cette étape spécifique dans les processus de laminage à chaud figure en tête des priorités pour améliorer la qualité de nos tubes. Le développement de ces capteurs est une nouvelle illustration de nos avancées dans le domaine de l’Industrie 4.0. Ils seront mis en œuvre en Amérique du Nord au premier trimestre 2020.
Le processus d’injection de la poudre désoxydante dans les tubes, après leur perçage et avant leur élongation, est délicat. Trop élevée, la quantité de poudre endommage l’intérieur du tube ; trop faible, elle entrave le nettoyage de la coque. La qualité des tubes dépend donc largement de ce processus. Résoudre cette difficulté était par conséquent essentiel. Jusqu’à présent, les usines devaient trouver leurs propres solutions pour faire face à ce défi technique et à la proportion élevée de tubes défectueux qu’il entraînait.

La démarche de résolution de problème a commencé par un premier atelier, organisé entre les spécialistes R&D et les équipes de production de toutes les régions. Il a rapidement été décidé que la meilleure solution consistait en un capteur qui permettrait de déterminer la quantité de poudre optimale. L’équipe R&D a donc étudié les différentes solutions de capteurs existantes mais aucune des options présentes sur le marché ne convenait à ce processus extrêmement spécifique. C’est pourquoi l’équipe a décidé de le réaliser elle-même.

Premiers tests des capteurs en Amérique du Nord

Basée à Riesa, en Allemagne, les membres de l’équipe R&D ont alors mené des études préalables et réalisé des analyses afin de mettre au point un premier prototype de capteur. Après deux années de travail, ils sont prêts à le tester aux Etats-Unis.

« Les usines américaines sont confrontées aux défis les plus importants en matière d’intérieur de tubes », explique Mark van der Logt, directeur du centre de recherche technologique en Allemagne. « L’instabilité du processus entraîne des difficultés à obtenir des injections fiables de poudre. Nous avons décidé assez tôt que l’Amérique du Nord serait le lieu idéal pour mettre à l’essai ces capteurs. »

Les capteurs, un élément essentiel de l'industrie 4.0

En plus de mesurer la quantité précise de poudre, les capteurs seront également capables de recueillir les données au cours du processus de laminage des tubes. Ces données, une fois analysées, nous permettront de créer des simulations des différentes étapes du processus, nous fournissant ainsi de nouvelles manières d’améliorer et de normaliser la qualité. A terme, l’objectif sera de mettre au point des modèles prévisionnels. Selon Mark, « l’objectif consiste à suivre le processus au plus près afin d’identifier les écarts par rapport au déroulement normal. Cela nous permettra d’alerter les opérateurs pour qu’ils puissent rapidement rectifier le tir. »

Partage des connaissances et de l'expertise

Bien que les capteurs soient des outils de haute technologie, ils doivent toutefois être faciles à utiliser et à entretenir. « Nous devions concevoir des capteurs adaptés au monde réel, précise Mark. Ils doivent être simples à utiliser et faciles à entretenir, sans nécessiter de formation poussée. » Grâce à l’étroite collaboration entre l’équipe R&D et les équipes de production régionales, les capteurs mis au point relèvent désormais ces défis. 

« Pour assurer ce succès, les équipes R&D et opérationnelle ont travaillé main dans la main. La R&D n’a pas toujours une bonne compréhension des opérations, et les équipes opérationnelles ne disposent pas des mêmes ressources que leurs collègues en R&D. C’est un processus très collaboratif », assure Mark. Les deux équipes se sont réunies régulièrement tout au long des deux années du processus de développement.
Qualité

Nous avons constaté d’immenses progrès au niveau de la qualité intérieure depuis l’installation des capteurs. Notre objectif est d’atteindre une qualité intérieure jamais vue afin de réduire drastiquement la proportion de tubes rejetés.

Mark van der Logt Directeur du centre de recherche technologique en Allemagne