L’une des grandes problématiques du Lean Manufacturing est l’optimisation du temps à non-valeur ajoutée sur le produit.
Ceci passe par la mise à disposition des bons outils et pièces au bon endroit et au bon moment pour l’aspect supply chain, ou par du 5S (standardisation des postes, maintien en l’état et amélioration continue)
Dans cet article, nous allons vous présenter, au travers l’exemple du smart POU, en quoi l’impression 3D peut être utilisée afin de répondre à cette problématique.
Le Lean a vu le jour au Japon dans les usines de Toyota et est utilisé depuis plus d’un siècle. C’est un ensemble de méthodes d’organisation, de rangement et d’optimisation visant à faciliter le respect des contraintes de coûts, de qualité et de délais. Parmis les méthodes utilisées, on peut citer notamment le Kaizen et le 5S.
Le Kaizen signifie littéralement L’ « amélioration continue » en japonais. Concrètement, le service Lean va analyser au quotidien les étapes lors desquelles les opérateurs perdent du temps. Grâce à ce travail, une réorganisation est faite afin d’optimiser les étapes qui auparavant faisaient perdre du temps.
Le 5S tient son nom des mots Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu et Shitsuke qui peuvent être traduits en français par Selectionner, Situer, Scintiller, Standardiser et Suivre. C’est un principe faisant appel au bon sens qui, lorsqu’il est appliqué, permet de gagner en efficacité. Le 5S permet aussi de limiter le risque de FOD. Les FOD, ou Foreign Object Detritus sont des objets, souvent des outils qui ont étés oubliés dans un système en construction ou en réparation et qui risquent donc de l’endommager.
Le SMART POU PROJECT est un projet innovant en partenariat avec le MRO Collins Aerospace systems visant à intégrer l’impression 3D dans le Lean manufacturing.
Un POU, (ou Point Of Use) est un objet permettant de ranger les outils. Il peut se décliner sous plusieurs formes telles qu’un panneau mural, une armoire, une servante à outils, etc…
L’objectif de ce projet était donc de concevoir un prototype de POU imprimé en 3D modulable. Pour cela, il est nécessaire de passer par différentes étapes ; La définition du cahier des charges avec le client, le design, l’assemblage et le retour d’expérience.
La première étape pour concevoir un produit est d’identifier le besoin du client.
Pour ce faire, nous avons fait le tour des ateliers d’un des sites de Collins afin d’identifier ce que les opérateurs utilisaient comme servante, sur quel support le smart POU devrait être positionné et quels outils il fallait intégrer.
Les POUs actuels utilisent de la mousse pour former l’empreinte des outils. Cela permet de contrôler visuellement quels outils sont manquants et donc de limiter les risques de FOD.
Néanmoins, cette solution rencontre des problèmes. En effet, cette mousse adaptée à la forme des outils coûte cher et si un outil est amené à être changé, toute la mousse doit être remplacée.
C’est là que l’impression 3D permet de palier à ces défauts tout en assurant les fonctions des POUs classiques au moins aussi bien. Le smart POU a pour particularité d’être modulable. Un module pour chaque type d’outils. ex : un module pour les marteaux, un pour les clés, etc…
Cette modularité permet de ne plus changer tout un POU lorsqu’un outil est remplacé et donc de diminuer les coûts. De plus, la matière première n’étant pas chère, la production devient peu coûteuse. Cela permet un rapide retour sur investissement.
Après la phase d’analyse du besoin avec le client, vient les différentes phases de conception. D’un design démonstratif à un design fonctionnel et optimisé, nous avons tout réalisé pour le client.
L’assemblage est simple a réaliser grâce à des valeurs de tolérances que nous avons acquis avec l’expérience. Ces tolérances assurent un glissement facile des « Junction pads » dans les blocs. Le maintien en position est quant à lui assuré par des vis.
Par la suite, nous avons recensé le retour des utilisateurs afin d’améliorer le produit. L’étape suivante est donc de créer une deuxième version corrigeant les points à améliorer tout en conservant les qualités et l’esprit de la version actuelle.
Le coût total pour 1 POU ordinaire est déjà assez élevé, et ce coût est multiplié par le nombre de postes dans l’atelier.
Donc sur un atelier de 10 postes, le prix sera multiplié par 10. De plus, il faut compter plus de 50h de main d’oeuvre pour réaliser 10 POUs. Enfin, si un outils est amené à être changé, retiré ou ajouté il faut refaire toute l’emprunte en mousse. Le coût de transformation est donc quasiment 100% du coût initial.
Le coût total du Smart POU est bien moins chère que le POU ordinaire. Il défini à 70% par son design et la définition du cahier des charges. Les 30% restants sont définit par le coût en matière brute de filament et le montage du POU.
Donc sur un atelier de 10 postes, le prix n’est pas multiplié par 10 car le design et le cahier des charges sont les mêmes. En effet, cela revient au prix d’un POU et 30% du prix des 9 autres. De plus, l’assemblage des 10 POUs prend moins de 2h. Enfin, en cas de changement d’outils, il suffit de changer qu’un seul bloc au lieu de re-tailler toute la mousse d’un POU ordinaire.
Le retour sur investissement est bien plus grand avec le Smart POU qu’avec un POU ordinaire car le coût de transformation est réduit de 70%
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