Institut Spécialisée Industriel MOHAMMADIA RAPPORT DE STAGE Au sein de la Société Marocaine de la Construction Automobile Réalisé par : Encadré par : Période de Stage - ELHESSAB Anass - NASSAR Youssef - Du 01.02.19 à 31.03.19 - NASSAR Omar - BERRAMI Abdelwahad Spécialisation : - Automatisation et Instrumentation Industriel (A.I.I.). Sujet : - Réalisation d’une IHM au poste AG3. 2 Dédicace A nos chers parents qui nous ont soutenu et qui nous ont accordé leurs assistances durant notre stage et que personne d’autres en ce monde ne peut faire de même. A nos ami(e)s pour leur encouragement et leur soutien. A nos formateurs pour leur aide, patience et leurs efforts fournis pour que je puisse atteindre mes objectifs durant toute la période de notre formation. 3 REMERCIEMENT Nous tenons à remercier vivement tous les responsables de la société SOMACA qui nous ont prêté tout leur aide et leur attention afin que notre séjour soit utile et agréable, ainsi qu’au toutes les personnes œuvrant dans le service tôlerie, qui nous ont guidé tout au long de notre période de stage et qui nous étaient d’une grande utilité en me fournissant les informations nécessaires à ma formation. Nous adressons nos vifs remerciements à Mr. Habachi, chef de département tôlerie. Mes remerciements vont aussi à Mr. BOURGANA Abdelmadjid Responsable de la maintenance Tôlerie, et Mr. SERRAKH Noureddine chef d'UET dans la Maintenance Tôlerie et à Mr. NASSAR Youssef & BERRAMI Abdelwahad, les agents de maintenance et tous les techniciens et les opérateurs de département tôlerie, ainsi que notre collègue ELHAYANY Imad pour son aide, et ces propositions afin de réaliser notre projet, et finalement je tien de remercier vivement nos formateurs de l’ISIM Mr. ELKOUHLANI et Mr. BOUSSAA MERCI ! 4 Résumé La satisfaction du client par un produit Renault en matière de qualité, coût et délais, était toujours l’une des majeures préoccupations des responsables au sein du site SOMACA. Au fait, vu le pourcentage très marquant des défauts qui touche à la qualité, ainsi du tout types de gaspillage qui en découle, c’était un vrai challenge pour ces responsables pour remédier à ces problèmes. C’est pour la même optique que notre existence au sein du site SOMACA est bien justifiable, certainement durant notre période de stage nous étions amenés à mettre en place le méthode PDCA pour pallier à ces problèmes, s’orientant bien évidement par des normes, standards et indicateurs définis et exigés par le système de production Renault. 5 Abstract Customer’s satisfaction with a Renault product in terms of quality, cost, and delay, was really a major preoccupation of each responsible in SOMACA. In fact, due to the significant percentage of non-quality and even was the results were a great challenge for them. Our entrance to SOMACA was for the same target. Indeed, during our training period, we were charged to implement a performance tool namely: PDCA in order to expose waste and make a continuous improvement possible by strictly following every law previously defined in the Renault Production System. 6 ملخص يعتبر إرضاء الزبون الشغل الشاغل لكل عامل بنظام رونو الذي يجعل من جودة اإلنتاج همه األول واألخير وذلك لمنح الزبون منتوجا متكامال يستجيب لتطلعاته في الوقت المحدد ويستجيب لكل مقاييس الجودة والسالمة. ونظرا الن جودة المنتوج هي أولى األولويات فان ورشة المطالة وبعد تحليل دقيق تبين ان قدرتها الصناعية ضعيفة وذلك لوجود ضياع ملحوظ في مختلف مكوناتها ثم األدوات وأيضا على مستوى اليد العاملة التي تشتغل بها. هده االشكالية تطلبت اجراء دراسة يتم من خاللها جرد أسباب هذا الضياع والقضاء عليها وتتجلى نتيجة هذه الدراسة في عدة مكاسب على مستوى كل من التكلفة ،الوقت وجودة اإلنتاج وفي هذا السياق يندرج ضمن األشغال التي قمنا بها في شركة صوماكا والذي يهدف بالخصوص إلى تحسين القدرة الصناعية في ورشة المطالة عن طريق الرفع من مؤشراتها لضمان تسليم المنتوج النهائي للزبون في الوقت المحدد. ومن اجل الوصول الى ذلك قمنا باعتماد منهج ( )PDCAمعتمدتين في مطاردة كل أشكال الضياع بورشة المطالة والتي تعتمد باألساس على دراسة أسباب هدا الضياع وتحليلها ثم إيجاد الحلول المناسبة. 7 Table des matières Introduction Générale : ...................................................................................................................... 13 CHAPITRE I : ......................................................................................................................................... 14 Introduction : ....................................................................................................................................... 15 1. Présentation du groupe automobile Renault : .......................................................................... 15 Historique du groupe: ......................................................................................................................... 15 2. Présentation de la SOMACA :.................................................................................................... 17 2.1. Fiche signalétique de La SOMACA :..................................................................................... 17 2.2. Historique de l’entreprise : ..................................................................................................... 18 2.3. Organigramme de l’entreprise :............................................................................................. 19 3. Présentation de du processus de fabrication :........................................................................... 19 3.1. Département de tôlerie : ......................................................................................................... 20 3.2. Département de peinture : ...................................................................................................... 23 3.3. Département de montage :...................................................................................................... 23 Conclusion du Chapitre 1 : ................................................................................................................. 24 Chapitre II : ............................................................................................................................................. 25 Introduction : ....................................................................................................................................... 26 1. Présentation de la zone de travail : ............................................................................................ 26 1.1 Descriptif du post AG3 : ......................................................................................................... 27 1.2 Fonctionnement : ..................................................................................................................... 28 1.3 Cahier des charges : ................................................................................................................ 30 2. Problématique du projet :........................................................................................................... 30 2.1. Raisons du choix du projet : ................................................................................................... 30 2.2. Objectifs du projet : ................................................................................................................ 32 2.3. Périmètre du projet : ............................................................................................................... 32 2.4. Description fonctionnelle des besoins : .................................................................................. 32 3. Méthodologie de travail : ............................................................................................................ 33 3.1. Méthode PDCA : ..................................................................................................................... 33 3.1.1. Définition :............................................................................................................................ 33 3.1.2. Objectif et raison de choix : ................................................................................................ 34 3.1.3. Principe : .............................................................................................................................. 34 3.2. Mise en place de ‘la roue de Deming’ : .................................................................................. 35 3.2.1. Planifier : .............................................................................................................................. 35 3.2.2. Faire :.................................................................................................................................... 37 3.2.3. Vérifier : ............................................................................................................................... 43 3.2.4. Actionner :............................................................................................................................ 44 8 Conclusion du chapitre II ................................................................................................................... 45 Chapitre III : ........................................................................................................................................... 46 Introduction : ....................................................................................................................................... 47 Vérin pneumatique : ................................................................................................................... 48 I. 1. Pince de soudage :.................................................................................................................... 49 1.1. Définition .......................................................................................................................... 49 1.2. Composants :.................................................................................................................... 49 1.3. Procédures de maintenance et entretient : .................................................................... 51 II. Scrutateur laser de sécurité SICK S3000 : ............................................................................ 52 1. Définition :.................................................................................................................................... 52 2. Principe de fonctionnement :...................................................................................................... 52 3. Tâche effectuée : .......................................................................................................................... 54 III. Essayage et Programmation des API : .................................................................................. 57 1. TWIDO-TWDLCDA254DRF : .................................................................................................. 58 2. Interface modules ET200S : ....................................................................................................... 61 IV. Action corrective sur les Robot Type ‘ABB’ de sertissage : ................................................ 63 1. Principe de sertissage : ............................................................................................................... 63 2. Architecture automatisme : ........................................................................................................ 64 3. Raison de l’intervention :............................................................................................................ 64 4. Les démarches à suivre après l’intervention : .......................................................................... 65 Conclusion Générale : ......................................................................................................................... 66 ANNEXE A .......................................................................................................................................... 68 ANNEXE B .......................................................................................................................................... 71 ANNEXE C .......................................................................................................................................... 76 9 List des figures : Fig. 1.1: Historique du groupe RENAULT ………………………………………………....15 Fig. 1.2: Historique de la production du groupe Renault…………………………………..16 Fig. 1.3: Gamme de produits SOMACA ………………………………………………….....17 Fig. 1.4: Historique de SOMACA ………………………………………………...................18 Fig. 1.5: Organigramme de la société SOMACA …………………………………………...19 Fig. 1.6: Processus de fabrication de SOMACA………………………………………….…20 Fig. 1.7: Etapes d'assemblage de la caisse………………………………….…………….…21 Fig. 1.8: Les couches de peinture…………………………………………………………....23 Fig. 2.1 : poste AG3…………………………………………………………………………..26 Fig. 2.2 : Vue détecteur ……………………………………………………………………...27 Fig. 2.3 : Grafcet fonctionnelle AG3…………………………………………… …………..29 Fig. 2.4 : Diagramme Pareto des zones du département tôlerie …………………………....31 Fig. 2.5 : Ecran de supervision disponible dans l’entreprise……………………………….36 Fig. 2.6 : Description du coffret de la fonction JIGBOX ……………………......................37 Fig.2.7 : Fiche de paramétrage Jigbox……………………………………….......................38 Fig.2.8 : Vue Project Step7 du JIGBOX…………………………………………………….39 Fig. 2.9 : Vue Menu………………………………………………………………………….40 Fig. 2.10 : Vue de Commande manuelle…………………………………………………….41 Fig. 2.11 : Vue de Défauts…………………………………………………………………...41 Fig. 2.12 : Vue Sélecteur Man/Auto……………………………………….………………...42 Fig. 2.13 : Vue Opérateur………………………………………………….………………...42 Fig. 2.14 : L’armoire électrique de la zone AG3 avant l'installation …….. ........................43 Fig. 2.15 : Montage de l'écran de supervision…………………………………………........43 Fig. 3.1 : Composants de la pince……………………………………………………………49 Fig. 3.2 : L’emplacement du vérin a réparé…………………………………………………50 10 List des tableaux : Table 1.1 : Classification des données de l'historique des arrêts des zones du département tôlerie (2018) ……………………………………………………………………………...….31 Table 1.2 : Description des besoins du projet de la zone AG3………………………………33 Table 1.3 : Composant coffret Jigbox……………………………………………………….38 List des Annexes : ANNEXE A : Modifications sur le programme Jigbox. ANNEXE B : Recette WINCC flexible 2008. ANNEXE C : Modification du champ de protection scrutateur laser S3000 11 List des acronymes : AG : Assemblage Général. AG3 : Assemblage Général numéro 3. AG4 : Assemblage Général numéro 4. API : Automate Programmable Industriel. CKL : Completely Knocked Down (Complètement en Pièces Détachées). Cond : Condition. CS006 : Table cisaillement numéro 6. CS009 : Table cisaillement numéro 6. Dir. : Directeur. DIVD : Département Ingénierie Véhicules Décentralisés Doc : Documentation. Dpt : Département. Fig. : Figure. EPI : Equipement de Protection Individuelle. H.S : Hors Service. E.S : En Service 12 Introduction Générale : Les entreprises sont aujourd'hui nombreuses à s'engager dans des démarches d'amélioration de leur performance. La problématique de l'amélioration de la performance n'est en soi pas véritablement nouvelle. Taylor déjà, dès le milieu du XIXème siècle, avait travaillé sur la question de la performance de l’organisation en la positionnant par rapport à celle des savoir-faire de l'entreprise détenus par un nombre réduit d'opérateurs. A l'époque, l'application du management scientifique et des préceptes de Taylor avait ainsi fait progresser de manière considérable la performance de nombreuses entreprises américaines et fait augmenter significativement leur profit. Il est donc nécessaire d’introduire une vision de la performance plus globale à l’échelle département ou usine. Pour cela, il est important de déclencher une rupture sur la façon de faire pour obtenir ces résultats : accélérer l’obtention de la performance dans le temps tout en rendant plus robuste le processus. Et dans l’objectif d’obtenir des produits dans lesquels les utilisateurs placent une grande confiance, des actions d’amélioration, doivent être menées tout au long le processus de fabrication : de la spécification jusqu’à la validation et à la mise en exploitation. Le présent travail s’inscrit dans le cadre de l’amélioration des clés de succès de la performance industrielle du département tôlerie au sein de la société Marocaine de Construction Automobile : la productivité et la qualité puisqu’elles se sont trouvées en difficulté par rapport aux autres sites Renault, d’où l’objectif d’atteindre les taux de progression de la zone et l’équipement critiques du département tout en déployant la démarche qualité (PDCA) régies par le système de production Renault. Et afin de bien traiter ce sujet, nous adopterons le plan suivant constitué de trois grands chapitres : - Le premier chapitre sera dédié à une présentation de l’organisme d’accueil : le groupe Renault et la SOMACA, et une description du processus de fabrication des véhicules automobiles. - Le deuxième chapitre sera consacré à la tâche principale du sujet : supervision de la zone d’assemblage général numéro 3, une présentation de la zone et la mise en pratique de la méthode PDCA. - En ce qui concerne, le troisième chapitre, nous allons parler sur les tâches et les travaux secondaires que nous avons fait pendant notre stage. 13 CHAPITRE I : Présentation du Groupe Renault Et La SOMACA 14 Introduction : Nous allons présenter dans ce chapitre le groupe Renault, son historique, la SOMACA ainsi que le processus de fabrication des véhicules. 1. Présentation du groupe automobile Renault : Le groupe Renault, constructeur automobile français est connu pour la conception, la fabrication et la commercialisation de véhicules particuliers et utilitaires. Il est aujourd’hui présent dans pas moins de 128 pays de par le monde. Le groupe Renault a réalisé en 2013 un chiffre d’affaires de 40 932 millions d’euros. Historique du groupe: Fig. 1.1: Historique du groupe RENAULT 15 Fig. 1.2: Historique de la production du groupe Renault 16 Renault dispose de deux implantations industrielles au Maroc : l’usine de Casablanca Renault-SOMACA et l’usine de Tanger. 2. Présentation de la SOMACA : La SOMACA, SOciété MArocaine de Construction Automobile, a été fondé en 1959. Suite à sa privatisation en 2003, l’entreprise est aujourd’hui détenue majoritairement par Renault depuis 2005. L'usine assure le montage des modèles LOGAN depuis 2005, SANDERO depuis 2009 et STEPWAY. Fig. 1.3: Gamme de produits SOMACA La capacité installée procure une production de près de 80 000 véhicules par an. 2.1. Fiche signalétique de La SOMACA : - SOMACA : Société Marocaine de la Construction Automobile - Forme juridique : Société Anonyme - Date de création : Le 4 juillet 1959. - Activité de la société : Montage et assemblage des véhicules Automobiles. - Siège social : Km 12 autoroute de RABAT/CASA - Superficie de l’usine : 31 ha. 17 2.2. Historique de l’entreprise : Fig. 1.4: Historique de SOMACA 18 2.3. Organigramme de l’entreprise : Fig. 1.5: Organigramme de la société SOMACA 3. Présentation de du processus de fabrication : La production des véhicules à SOMACA commence par la réception des matières premières suivant une procédure bien déterminée. Ces matières proviennent soit de Tanger soit d’autres fournisseurs à l’étranger : de la Roumanie, Turquie, l’Espagne, etc. 19 Fig. 1.6: Processus de fabrication de SOMACA L’assemblage des véhicules à l’usine de SOMACA passe par cinq étapes principales : Le travail de tôlerie, la peinture, le montage et finalement la finition et la livraison. 3.1. Département de tôlerie : Le processus de fabrication commence tout d’abord par le travail de la tôlerie, cette étape consiste à l’assemblage (soudage et vissage) de la carrosserie de la voiture à partir de plusieurs éléments. Elle permet de réaliser la forme initiale de la voiture (caisse) grâce à un assemblage à partir des éléments CKD « completely-knocked-down » c’est à dire Complètement en Pièces Détachées. Le temps cycle de chaque caisse ne doit dépasser 4minutes dans chaque poste. 20 Fig. 1.7: Etapes d'assemblage de la caisse 21 La qualité de soudage est par la suite contrôlée suivant un plan de surveillance appliqué par le contrôle d’aspect qui vise à piéger des dégradations (creux, projection de soudure, mauvaise retouche, oxydation...) qui seraient vues par le client final ou qui risquent de blesser les opérateurs. Le département tôlerie est divisé de 5 UET (Unités Elémentaires de Travail) : UET de préparation : Nous y préparons le bloc avant (montage du soubassement avant), l’unité arrière (montage du soubassement arrière) et l’unité centrale de la caisse. UET Assemblage général : L’assemblage (soudage) des trois unités préparées dans la première UET (le bloc avant, l’unité arrière et l’unité centrale). UET Finition et contrôle : C’est la dernière étape de tôlerie, les ouvrants sont assemblés à la caisse pour ensuite graver le numéro de châssis sur la traverse centrale, et enfin faire les réglages de finition de la caisse (finition des points de soudure). Le reste de la ligne de la troisième UET est consacré au contrôle et les retouches. UET Préparation des ouvrants : C’est dédié à l’assemblage et au sertissage des ouvrants (les ailes, les portes avant et arrière droites et gauches, le capot, la porte du coffre et le hayon). UET Cotés de caisse : Nous préparons dans cette unité les côtés de caisse (droit et gauche) : le caissant (partie intérieure du côté) et le panneau (partie extérieure du côté). 22 3.2. Département de peinture : Il s’agit d’un traitement multicouche effectué dans cinq unités élémentaires de travail (UET). Dans un premier temps, la caisse est soumise à un traitement anticorrosion (UET1), puis le bouchage des trous (UET2). Ensuite l’application des apprêts, ce sont des peintures intermédiaires contenant des pigments d’anticorrosion, (UET3). La caisse est exposée ensuite à un soufflage d’aire avant d’appliquer la base et le vernis (UET4). Et enfin la phase de la finition, son rôle est la révision des défauts des lignes précédentes et la préparation définitive de la caisse, avant son cheminement vers l’atelier de montage. Fig. 1.8: Les couches de peinture 3.3. Département de montage : Ce département est constitué de cinq UET. Nous commençons par le montage du levier de commande de vitesse, ensuite le calculateur, les ressorts de la porte du coffre (UET1). Puis Nous fixons les pédales (d’embrayage, du frein et de l’accélérateur), la traverse, nous plaçons ensuite les parebrises (UET2). La troisième unité est consacrée au montage du moteur et la boite à vitesse (UET3). Le montage des roues (UET4) et enfin le contrôle (UET5). Pour que le produit soit de bonne qualité, un test de conduite est nécessaire, pour cela un conducteur fait déplacer le véhicule jusqu’à 8Km en traversant des dos-d’âne et des virages. 23 Conclusion du Chapitre 1 : Le présent chapitre n’est qu’un cadrage général de l’organisme d’accueil, s’appuyant sur son historique et les différentes étapes nécessaires du déroulement de chaque phase de production. Dans le chapitre suivant, nous allons entamer notre étude sur l’AG3 ainsi l’application des solutions et des actions pour éliminer les problèmes de cette zone. 24 Chapitre II : Réalisation d’une IHM au post AG3 Dans ce chapitre, nous allons aborder les parties suivantes : Partie 1 : Présentation de la zone de travail (AG3) Partie 2 : La mise en pratique de la méthode PDCA selon les quatre phases standards : O Phase 1 : Planifier O Phase 2 : Faire O Phase 3 : Vérifier O Phase 4 : Actionner 25 Introduction : La zone Assemblage Général N°3 (AG3) peut être considérée comme le cœur du département tôlerie, si elle tombe en panne la production s’arrête. Dans un premier temps nous allons présenter la zone, le cahier des charges du projet puis nous allons amener une application de la méthode PDCA pour trouver des solutions aux problèmes rencontrés empêchant le bon fonctionnement du système. 1. Présentation de la zone de travail : L’AG3 ou l’Assemblage Général numéro 3, est une zone dans le département Tôlerie, nous y soudons le pavillon (partie supérieure couvrant la caisse) et le bloc arrière de la caisse. Fig. 2.1 : poste AG3 26 1.1 Descriptif du post AG3 : Poste équipé des équipements suivants : - 1 table à rouleaux non motorisés + montée/baisse (hydraulique) 1 palan pour dépose pavillon 2 détecteurs présence luge 1 détecteur présence caisse 2 détecteurs de diversité L90/B90 2 détecteurs présence palan pavillon sur caisse 2 détecteurs montée/baisse Système de retaquage luge pour mise en position Système de mise en conformité, diversité L90/B90 (Chariot CH21/22) 4 pilotes de mise en référence (PL31/32/33/34) 2 serrages face avant (SR41/42) 4 serrages mécanisés pour conformation palan pavillon sur caisse (SR51/52/53/54) Pinces à soudure manuelles 3 commandes bi-manuelles pour validation opérateur Colonnes lumineuses pour diversité pièce au poste et poste amont - SR52 SR51 SR54 DPP1 DPP5 DPP4 DPP3 SR53 DPP2 DPL1 PL32 CH22 VR11 PL34 SR42 PL31 CH21 DPL2 PL33 CS_010 AG3 SR41 Fig. 2.2 : Vue détecteur 27 1.2 Fonctionnement : Le fonctionnement de l’AG3 se déroule en 6 étapes (séquences), chaque séquence à deux états : avance et recul. Une fois la caisse est arrivée au poste (étape1), le détecteur de présence donne l’information de la diversité (L ou B ; étape 2) et le chariot se déplace selon cette diversité (étape 3). L’élévateur fait descendre la caisse afin d’avoir la bonne position dans le poste. La caisse se serre par des griffes (étape 4), serrage du bloc avant (étape 5) et le préhenseur fixe la caisse du haut (étape 6). Les différentes étapes du processus peuvent être résumées dans le grafcet fonctionnel (page suivante). Grafcet, ou Graphe Fonctionnel de Commande et des transitions, est un mode de représentation (schématique) et d’analyse d’un système automatisé. • Retaquage : étape de fixation de la luge (la luge est un outil qui transporte la caisse sur la table roulante). • Elévateur : c’est une table qui fait la montée ou la descente de la caisse. • Chariot : contient des pilotes (outils de fixation) permettant la fixation de la caisse sur la table. • Pilote : des griffes de fixation. • Serrage 4 : serrage de l’avant de la caisse. • Serrage 5 : descente du préhenseur. 28 Fig. 2.3 : Grafcet fonctionnelle AG3 29 1.3 Cahier des charges : Un cahier des charges a pour fonction de formaliser un besoin afin que ce dernier soit compris par l'ensemble des acteurs impliqués dans le projet. Il précise les spécifications attendues. Il est rédigé selon quatre axes principaux : définition du problème, objectif du projet, périmètre du projet, et description des besoins. 2. Problématique du projet : 2.1. Raisons du choix du projet : Historique des arrêts de la zone AG3 : En se basant sur l’historique des arrêts des différentes zones du département tôlerie, de l’année 2018, nous avons résumé l’étude dans le tableau page suivante, et nous avons ensuite construit le diagramme Pareto correspondant. Le diagramme Pareto est un histogramme permettant la classification des phénomènes par ordre d’importance. A partir des données recueillies, nous définissions les catégories, puis nous les classons dans l’ordre décroissant, ensuite nous calculons le pourcentage et le cumul pour chaque catégorie et enfin nous traçons notre diagramme. 30 Table 1.1 : Classification des données de l'historique des arrêts des zones du département tôlerie (2018) : Zone AG3 CS009 Table C06 CS006 Table A02 AG4 TAP(min) 863 103 20 18 7 6 Fig. 2.4 : Diagramme Pareto % 84,85 10,12 1,96 1,769 0,68 0,58 Cumul % 84,85 94,98 96,95 98,72 99,40 100 des zones du département tôlerie : Pareto des zones pénalisante 1000 105.00 900 100.00 800 95.00 600 500 90.00 % Minutes 700 400 85.00 300 200 80.00 100 0 75.00 AG3 CS009 Table C06 CS006 Table A02 AG4 Zones TAP(min) Cumul % 31 Nous pouvons remarquer que la zone AG3 est la zone la plus pénalisante (représente 84% des arrêts) dans le département, avec une perte de 18 caisses par semaine et un total d’arrêts de 863minutes par an. D’où le choix du sujet de l’étude de cette zone. En outre, quand la machine tombe en panne, nous ne savons pas le lieu exact de cette dernière ce qui entraine la perte du temps d’où un impact sur la production. 2.2. Objectifs du projet : Le choix de ce projet et ses objectifs était pour plusieurs raisons parmi lesquelles nous évoquons : Diminuer le nombre caisses perdues. Diminuer le temps d’arrêt de la zone. Commander la zone manuellement. Détecter les pannes et les défauts sur le champ. 2.3. Périmètre du projet : Nous nous concentrons sur les responsables et les opérateurs de la zone AG3. 2.4. Description fonctionnelle des besoins : Nous pouvons résumer nos besoins dans le tableau page suivante. 32 Table 1.2 : Description des besoins du projet de la zone AG3 : Fonction : Piloter et gestionner la zone AG3. Objectif Accéder facilement au lieu exact de la panne (cas d’arrêt) et commander le système manuellement. Description L’accès au lieu exact du défaut et la commande du système sont possibles à travers un système de contrôle et de gestion de la zone. Contraintes Le système à réaliser doit communiquer facilement avec l’automate qui gère la zone AG3. Niveau de priorité Priorité haute. 3. Méthodologie de travail : 3.1. Méthode PDCA : 3.1.1. Définition : Afin d’atteindre nos objectifs, nous avons fait recourt à la méthode PDCA (ou roue de Deming), c’est une méthode qui repose sur l’amélioration continue, en suivant un cercle vertueux pour résoudre durablement toute sorte de problèmes auxquels est confrontée l’entreprise, mais également pour innover en lançant de nouvelles idées de manière contrôlée. 33 3.1.2. Objectif et raison de choix : La démarche PDCA vise à transformer une idée en action. Le Système de Production Renault exige la performance au quotidien par le déploiement d’un ensemble d’outils de standardisation, d’amélioration et puis d’optimisation comme la démarche PDCA. 3.1.3. Principe : Les étapes que nous avons suit pour la mise en place de la roue de Deming se résument comme suite : Planifier (Plan) : Identification et définition du problème, recherche des causes, classification des solutions et choix de la solution à retenir. Faire (Do) : Test de la solution choisie, validation des hypothèses et la mise en œuvre du plan à suivre. Vérifier (Check) : Etude des résultats du test afin de déduire si nous pouvons généraliser la solution. Actionner (Act) : Généralisation de la solution à l’ensemble du périmètre et définition des actions à faire dans le futur. 34 3.2. Mise en place de ‘la roue de Deming’ : 3.2.1. Planifier : Définition du problème : Comme chaque système automatisé, l’AG3 tombe en panne de temps en temps, le problème est la difficulté de déterminer la cause racine de la panne sur le champ, ce qui nécessite une longue durée d’intervention (déterminer le lieu exact de la panne et la corriger). De plus, notre système automatisé ne peut pas être commandé manuellement, donc si l’AG3 s’est bloqué, nous ne pouvons pas la forcer à fonctionner (en attendant l’intervention des maintenanciers). Recherche des causes : Les causes de ces problèmes peuvent être résumées dans le manque d’un système de contrôle et de gestion de la zone. Solutions possibles : Les solutions proposées sont : la télégestion, la télésurveillance et la supervision. En effet, la télésurveillance nécessite une caméra de surveillance (n’est pas disponible dans l’entreprise pendant la période du stage), la télégestion nécessite des logiciels (Atlant, Atlantconnect, eLipse, etc.) qui ne sont pas installés dans le système réseau de Renault. Alors que pour la supervision nous aurons besoin d’un écran de supervision (déjà disponible dans l’entreprise) de plus les logiciels à utiliser (Step7 et WinCC flexible) sont installés dans le système, en outre, suite à la stratégie de l’entreprise, le coût de revient doit être minimal. La supervision IHM (ou supervision interface homme machine) : 35 - Supervision, est une technique industrielle de suivi et de pilotage informatique de procédés de fabrication automatisés. - Interface : Limite commune entre deux systèmes, deux ensembles ou deux appareils. - Homme-Machine : Utilisateur et système automatisé Le terme global (Supervision IHM) signifie une technique industrielle utilisée pour faciliter la communication entre l’utilisateur et le système à contrôler. Fig. 2.5 : Ecran de supervision disponible dans l’entreprise 36 3.2.2. Faire : Le Do de notre PDCA, contient les différentes étapes de la réalisation du projet. Nous avons fait recourt à deux logiciels : Step 7 et WinCC flexible et nous avons utilisé l’écran de supervision de référence KTP600 mono PN HM. Programme de fonctionnement du système AG3 : Le programme de fonctionnement de l’AG3 est construit après le remplissage et la compilation de la fiche de paramétrage donné par le Service Ingénierie Automatismes et Robotique En interne Renault, La JIG-BOX : La Jigbox est une fonction complète pour la gestion et la commande de montages et de préparations autonomes. Fig. 2.6 : Description du coffret de la fonction JIGBOX : 2 3 4 5 6 1 7 8 10 9 11 37 Rep 1 2 3 4 5 6 7 Désignation API : ET200CPU – IM151-8NPN G1 : Alimentation 240VAC / 24VCC 120W 5A SL1 : Interrupteurs sectionneur général 25A Q1 : Disjoncteur 3A courbe D – Protection pour le 240VAC Q2 : Disjoncteur 4A courbe C - Protection pour le 24VP (général) Q2 : Disjoncteur 2A courbe C - Protection pour le 24VIO (Entrées/Sorties) KAES : Contacteur auxiliaire 24VCC 8 RMSOP1 et RMSOP2 : Contacteur auxiliaire 24VCC pour la gestion de la sécurisation des abattants. 9 Bloc de jonction X6 / X7 et X8 : Connexions pour les pupitres bi-manuels optionnels 10 11 Bloc de jonction X5 : Connexions du pupitre Jigbox Bloc de jonction X10 : Connexions pour arrêt d’urgence extérieur Table 1.3 : Composant coffret Jigbox Configuration diversités : Cette opération permet de créer le fichier source avec l’ensemble des paramètres des différents cycles spécifiques au montage : - Génération avec le fichier Excel, - Personnalisation du programme Step7, - Transfer à l’API, Fig.2.7 : Fiche de paramétrage Jigbox 38 Programme final de la Jigbox : Afin de compiler le fichier source générer par le fichier Excel, nous avons d’abord le programme qui contient les blocs d’organisation OB, les blocs de Fonction FB, les fonctions FC, et les blocs de données DB, en language CONT/LIST qui gèrent le fonctionnement du poste AG3. (ANNEXE A) Fig.2.8 : Vue Project Step7 du JIGBOX 39 Les tâches réalisées : Création des vues : (ANNEXE B) Vue Menu Nous avons géré la vue Menu de telle sorte que nous pouvons accéder (à partir de celle-ci) aux différentes vues. Fig. 2.9 : Vue Menu Commande manuelle : Cette fonction permet de commander notre système automatisé d’AG3 manuellement au cas où la commande automatique ne fonctionne pas tel qu’il faut. 40 Fig. 2.10 : Vue de Commande manuelle Défauts : Au cas où note système tombe en panne, la vue Défauts nous permettra de détecter la cause racine de cette panne. Vue des défauts Fig. 2.11 : Vue de Défauts 41 Sélecteur Manuelle/Automatique : Cette vue permet à l’utilisateur de changer entre le mode Automatique et Manuelle à volonté. Fig. 2.12 : Vue Sélecteur Man/Auto Vue Opérateur : La vue opérateur donne à ce dernier une vision générale sur les Détecteurs/Capteurs et leurs états (Actif/Inactif). Fig. 2.13 : Vue Opérateur 42 3.2.3. Vérifier : Mise en pratique : Nous avons chargé la recette WinCC flexible sur notre pupitre, puis nous établions la connexion avec notre Automate à travers un réseau Profinet. Fig. 2.14 : L’armoire électrique de la zone AG3 avant l'installation de l'écran de supervision Fig. 2.15 : Montage de l'écran de supervision 43 3.2.4. Actionner : Nous avons monté notre afficheur, mais pour compléter cette étape, nous devons faire un suivi des arrêts de la zone durant une période au moins de deux mois, donc nous ne pouvions pas le faire en raison de la courte période de notre stage. 44 Conclusion du chapitre II Nous avons donné une description de la zone AG3 puis nous avons pratiqué la méthode PDCA pour le projet de cette zone et nous avons appliqué la solution convenable. Le chapitre suivant sera consacré aux tâches/travaux secondaires que nous avons réalisées durant notre stage. 45 Chapitre III : Travaux réalisés 46 Introduction : Pendant cette période de stage, nous avons assisté dans plusieurs interventions au niveau de département de tôlerie dans l’atelier de maintenance et réparation, parmi ces taches : Réparation Vérin pneumatique (changement de joints, nettoyage, essaie, changement des billes, lubrification). Le scrutateur laser de sécurité S3000 (Modification du champ de d’alarme à cause de nouveau installation de ventilation). Programmation simple des API pour des objectives pédagogique (Essayage des PLC, Câblage des E/S, Etablissement du connexion PG-API). Robot de sertissage ABB (Assistance dans une intervention pour le changement d’un câble coupé). 47 I. Vérin pneumatique : Un vérin pneumatique ou hydraulique sert à créer un mouvement mécanique, et consiste en un tube cylindrique (le cylindre) dans lequel une pièce mobile (le piston) sépare le volume du cylindre en deux chambres isolées l'une de l'autre. Un ou plusieurs orifices permettent d'introduire ou d'évacuer un fluide dans l'une ou l'autre des chambres et ainsi déplacer le piston. Une tige rigide est attachée au piston et permet de transmettre effort et déplacement. Généralement la tige est protégée contre les agressions extérieures par un traitement augmentant la dureté superficielle. Selon les conditions d'exploitation, des revêtements appropriés à base de chrome, de nickel et chrome ou de céramique sont réalisés. L'étanchéité entre les chambres du vérin ou entre corps et tige est réalisée par des joints. Cette fonction est primordiale, car elle caractérisera le rendement et la durée de vie du vérin. On protégera particulièrement le vérin des risques d'introduction de pollution par la tige grâce à l'installation d'un joint racleur. Le guidage est assuré par des porteurs en matériaux à faible friction (bronze, matériaux composites, ...). Leur choix dépendra du fluide et des caractéristiques de charge et de vitesse du vérin. 48 1. Pince de soudage : 1.1. Définition La pince est un outil qui permet le soudage par point de deux ou plusieurs tôles. 1.2. Composants : Fig. 3.1 : Composants de la pince. 49 Fig. 3.2 : L’emplacement du vérin a réparé. 50 1.3. Procédures de maintenance et entretient : 1°Vérin en panne. 4°Nettoyage de vérin, et changement des joints et lubrification des piston 2°Matériel utilisé. 5°Montage du vérin. 3°Démontage de vérin. 6°Vérin a marche. 51 II. Scrutateur laser de sécurité SICK S3000 : 1. Définition : Le scrutateur laser de sécurité S3000 est destiné à la protection des personnes et à la sécurité des installations. Il permet de surveiller des zones dangereuses en intérieur. Le S3000 est prévu pour assurer : La protection de zones dangereuses. La protection d’un poste de travail dangereux. La protection d’accès. La protection de chariots (véhicules de manutention au sol avec traction électrique). 2. Principe de fonctionnement : Le S3000 est un capteur optique, qui scrute son environnement en deux dimensions au moyen d’un faisceau infrarouge. Il sert à surveiller les zones dangereuses d’une machine ou d’un chariot. Fig. 3.3 : Principe de fonctionnement, mesure du temps de vol de la lumière du S3000 52 Le S3000 fonctionne sur le principe de la mesure du temps de vol de la lumière. Il envoie de très brèves impulsions infrarouges (impulsions émises). Simultanément il déclenche un « chronomètre électronique ». Si la lumière touche un objet, elle est réfléchie puis détectée par le scrutateur laser de sécurité (impulsions reçues). Au moyen du temps écoulé entre l’émission et la réception de l’écho (∆t), le S3000 calcule la distance à laquelle se trouve l’objet. Le S3000 est pourvu d’un miroir tournant, qui permet d’envoyer les impulsions dans différentes directions et ainsi de balayer un secteur circulaire de 190°. Grâce à cela, un objet peut être détecté dans un champ de protection d’ouverture 190°. Le balayage du faisceau commence à –5° en c.-à-d. vers l’arrière du scrutateur. Fig. 3.4 : Vue interne du scrutateur 1 2 53 1 : Générateur Ondes lumières. 2 : Miroir tournante. 3. Tâche effectuée : Après l’ajout de nouvelles installations de ventilation en zone AG4 et à la UET 5 CDC (Cotés De Caisse), une modification de sur le champ de protection du scrutateur doit être apportés. Situation avant et après l’installation : Fig. 3.5 : Post soudage Côté Gauche avant ventilation. Champ d’alarme Champ de protection 54 Fig. 3.7 : Post soudage Côté Gauche après ventilation. Perturbation Donc cette pièce métallique doit être déclaré dans le champs de protection, autrement dit la partie déclarée comme ‘’vide’’ dans le scrutateur doit être exclue. Software : Pour ce but, on doit utiliser le programme qui correspond au scrutateur. (ANNEXE C). 55 Le SICK CDS (Configuration et Diagnostique Software) et un logiciel pour la configuration des dispositifs de protection optoélectroniques et les solutions de commande sécurisées. 56 III. Essayage et Programmation des API : Durant la première phase de notre stage, nous avons eu l'occasion de câbler et programmer des automates type ET200S de siemens et TwidoTWDLCDA24DRF de Schneider pour des objectives pédagogique. Fig. 3.7 : Armoire d’essayage en atelier de maintenance tôlerie 57 1. TWIDO-TWDLCDA254DRF : C’est un automate programmable compact de la société Télémécanique « Schneider », avec 24 E/S entrée TOR, et il accepte jusqu’à 4 modules d'expansion d'E/S. PS : ce type d’automate est utilisé dans la SOMACA pour la commande des pompes de mastique et la régulation de la température du mastique. Fig. 3.8 : L’API TWIDO et le module d’expansion TOR et Analogique. Exemple de travail effectué : On nous a demandé de rédiger le programme suivant : 58 L’impulsion d’entrée doit allumer la lampe en sortie, si la lampe est déjà allumée la même impulsion doit l’éteindre. PLC : Le logiciel de programmation de cette API est appelé TwidoSuite. Solution programme proposé : Après l’étude de du cahier des charges, et des petites formations online sur le PLC TwidoSuite nous avons rédigé le programme suivant : Synoptique : 59 Après la simulation réussite du programme, nous avons transféré le programme dans notre automate via un câble RS458, et voilà les résultats : PS : L’impulsion d’entrée sera générée par un capteur TOR « inductif » de métal. 1ère impulsion : Lampe allumée et reste allumée : 2éme impulsion : La lampe est éteinte : 60 2. Interface modules ET200S : LE SIMATIC ET 200S est un système IO multifonctionnel destiné à un large éventail d'applications. Grâce à sa conception évolutive, il est possible adapter la station d'E / S exactement aux exigences du site. Le système IO, de conception compacte, garantit l’utilisation la plus économique de l’armoire de commande. Sa vitesse élevée et son taux de transfert de données se traduisent par des performances nettement supérieures. Exemple de travail effectué : Le 2éme cahier des charges que nous avons fait c’est la commande automatique des deux senses de rotation d’un moteur en fonction de temps. 61 L’impulsion d’entrée doit exciter le contacteur N°1 (sens 1) pendant 10s et après 5s de la désexcitation du KM1 le contacteur N°2 (sens 2) s’excite pendant 10s. PLC : Le logiciel de programmation de cette API est appelé Step 7. Solution programme proposé : Après l’étude de du cahier des charges, et la formation que nous avons eue en OFPPT nous avons rédigé le programme suivant : 62 IV. Action corrective sur les Robot Type ‘ABB’ de sertissage : 1. Principe de sertissage : Le sertissage complet d’un bord se fait en 2 ou 3 passages de la molette : Premier passage (uniquement dans certains cas) dit de renvoi de bord (ou sertissage à 30°). Second passage de pré-sertissage (ou sertissage à 45°). Troisième passage de sertissage (ou sertissage à 90°). Le premier passage est effectué avec une molette spécifique (le changement de molette se fait par rotation de 180° de l’axe 6 du robot). 63 2. Architecture automatisme : Principe : Le robot porte la pièce et la molette est fixe (au sol). Dans ce cas le robot déplace la pièce à sertir dans le système de sertissage (molette au sol). L’installation est constituée : D’un robot de manutention standard équipé d’un préhenseur qui porte la pièce à sertir. D’un système de sertissage à molette fixe au sol. L’ensemble de l’installation est contrôlé par l’automate d’îlot (API). 3. Raison de l’intervention : Après la déclaration de certaines erreurs dans le pupitre de supervision des robots, les techniciens d’équipe de la maintenance en réalisé que le câble d’alimentation de l’API qui gère l’action du préhenseur est n’est pas connecté (ou bien coupé), donc ils ont l’ordre de faire une intervention pour corriger cette erreur. 64 Les démarches à suivre après l’intervention : Après chaque intervention les techniciens de la maintenance doivent suivre les démarches suivantes pour un accès sain à l’ilot des robots : Avant l’accès : A) Appuyer sur le buton poussoir (ARRET DE CYCLE). B) Le voyant de marche de cycle clignot. C) Positionner le sélecteur de sécurité sur (ARRET). D) Mettre cadences en position (ARRET DE SECURITE). Opération de réglage : A) Laisser le sélecteur de sécurité sur (MARCHE). B) Positionner le commutateur portillon sur (HR) « hors service ». C) Réaliser l’intervention. Remise en service : A) vérifier que personne ne se trouve dans l’installation. B) enlever le ou les cadenas et refermer le portillon. C) repositionner le sélecteur de sécurité sur (marche). D) positionner le commutateur portillon sur (ES) « en service ». E) appuyer sur le bouton poussoir MARCHE CYCLE. PS : porté des EPI obligatoire ! . Fig. 3.9 : Portillon de l’ilot des robots de sertissage et le pupitre de supervision ABB 65 Conclusion Générale : Dans le cadre de notre stage de fin de formation effectué au sein de SOMACA, qui est une usine d’assemblage des voitures, nous avions comme mission d’appliquer toutes les connaissances que nous avons accumulé pendant ces deux ans de formation dans le domaine professionnelle. D'autre part nous avons eu l’opportunité de réaliser un projet ‘’IHM de supervision au post AG3’’ afin d’appliquer les connaissances accumulées dans l’ISIM, au sien de la SOMACA, et même si des auto-formations que nous avons fait pour acquérir des nouveau méthodes et astuce de travaille inspirés du standard Renault. 66 Bibliographie : GE03.M2.005 C : Guide d’intégration Jigbox Webographie : 1. https://fr.wikipedia.org/wiki/Grafcet 2. http://chohmann.free.fr/pareto.htm 3. https://www.manager-go.com/management-de-la-qualite/dossiersmethodes/pdca-deming-en-pratique 4. https://fr.wikipedia.org/wiki/Supervision_(informatique) 5. http://www.arotechnologies.com 6. http://www.technologuepro.com/cours-automate-programmableindustriel/Les-automates-programmables-industriels-API.htm 7. https://fr.wikipedia.org/wiki/WinCC 8. https://www.cnomo.com/ 9. https://w3.siemens.com/mcms/distributed-io/en/ip20systems/et200s/pages/default.aspx 10. https://www.sick.com/ 11. https://www.automation-sense.com/forum/forum-automatismeindustriel/standard-scube-renault-siemens.html 67 ANNEXE A Création du programme Step7 : La 1ère étape pour obtenir le programme de la Jigbox est de remplir la fiche du paramétrage.xls donné par le bureau d’ingénierie d’automatisme et robotique Renault : Après le remplissage de chaque partie du document (selon les étapes et les actions du système « serrage, retaquage, chariot… »), un simple clic sur FICHIER-SOU est suffisant pour générer un fichier qui va être compiler sur Step7 pour créer notre programme. 68 Les blocs de programmes créés après la compilation Les modifications programme : D’après les notions du WinCC flexible, pour réaliser (par exemple un bouton qui sur l’IHM qui commande la marche d’un moteur), il est nécessaire de créer un bit interne, qui a la même fonction que l’entrée réel qui va enclancher l’événement. Donc nous avons créé des bits internes pour les fonctions suivantes : Engagement de chaque séquence automatique. Dégagement de chaque séquence automatique. Sélecteur Manuel-Automatique. Arrêt d’urgence. Retour Origine Cycle. Puis nous avons ajouté ces contacts pour un commande direct des actions depuis l’écran de supervision. 69 Exemple : Nous avons répété ça sur toutes les autres actions/séquences. Astuce : Il est possible de trouver l’emplacement de chaque contact/bobine dans quel bloc par : Outils>Données de référence>Afficher. 70 ANNEXE B WinCC flexible : Le logiciel, WinCC flexible, permet la création des projets et faire la communication entre l’automate et l’afficheur utilisé. Il permet aussi de créer et gérer des vues pouvant être manipulé facilement par l’utilisateur. Recette WinCC flexible : Après l’analyse de la majorité des erreurs prévu dans l’AG3, nous avons conclus que l’HMI doit avoir 7 vues : Vue Menu : utiliser comme base de navigation, il contient des boutons d’accès aux autres vue, bouton de retour origine cycle, arrêt d’urgence… Vue Commande manuelle : contient des boutons de commande d’avance et de recule de chaque séquence. Vue Défauts : Contient des boutons qui clignote lors d’une erreur déterminée (Déf séquence, Déf alimentation, Déf infos extérieurs…), cette vue permet l’accès a deux autres vues qui contient : Vue défaut séquences. Vue défauts info extérieurs. Vue Sélecteur Manuelle-Automatique : contient un switch pour changer entre le mode manuelle et automatique. Vue Opérateur : contient la synoptique du poste avec les tous les détecteurs pour faciliter le dépannage lors d’un défaut sur ses détecteurs. 71 Intégration d’un projet WinCC sur Step 7 : WinCC flexible décode le programme Step 7 en le traduisant en une interface lisible compréhensible par l’utilisateur. On peut créer notre projet WinCC flexible à partir du logiciel Step 7 ou bien on peut ouvrir le logiciel Step 7 et appeler le projet Step 7 On clique sur ouvrir projet/bibliothèque (dans la barre des tâches) puis on sélectionne notre projet nommé AG3. Notre projet AG3 est déjà ouvert, clic droit sur le nom AG3> Insérer un nouvel objet > SIMATIC HMI-Station. Une nouvelle fenêtre s’affiche. On choisit le pupitre à utiliser (nous possédons le pupitre de référence KTP600 Basic mono PN), puis on clique sur OK. 72 Création des vues : Un double clic sur Ajouter Vue permet la création d’une vue susceptible d’être renommée (Sélectionner la vue > Clic droit > Renommer). Nous avons créé toutes les vues nécessaires. Nous modifions les propriétés de chaque élément créer dans WinCC en sélectionnant l’élément puis modifier les propriétés dans la barre qui s’affiche. 73 Pour accéder à la variable utilisée pour un élément créé (Bouton poussoir, zone texte, etc.) : sélectionner variable dans la barre des propriétés > Projets > SIMATIC HMI Station > Communication > Variables. La liste des variables du programme Step7 apparaissent. Un double clic sur la variable à utiliser permet son affectation au logiciel WinCC flexible. 74 Afin de compléter la recette, reste du chargé sur notre HMI est établir la connexion entre L’IHM et l’API, à travers un réseau ETHERNET. Le port Ethernet permet la transmission de données de l’automate, qui gère la zone AG3, à l’écran de supervision. Visualisation réelle : 75 ANNEXE C Les étapes à suivre afin de modifier la portée du champ d’alarme du scrutateur : Tous d’bord il faut connecter le scrutateur (qui est déjà au milieu de travail) avec la PG de la maintenance, puis exécuter le software SICK CDS La fenêtre suivante apparaît : Il faut sélectionner le scrutateur correspond puis l’exécuter, 76 Puis sélectionner l’option « Jeux de champs », sur cette fenêtre, il y a une illustration qui indique la portée maximale du scrutateur (range : 7m / 190°), le champ de protection, et le champ d’alarme. Le champ d’alarme avant la modification 77 Sur cette fenêtre le technicien de la maintenance fait la modification sur le champ. Le champ d’alarme après la modification 78