Identifier et surmonter les complexités de la manutention manuelle

Au cours des cinq dernières décennies, les sites de production britanniques de Nidec Drives ont connu une expansion et une transformation significatives.

Nidec Drives est un pionnier des technologies de contrôle des moteurs depuis plus de 50 ans. Avec son siège social et ses installations de production à Newtown, au centre du Pays de Galles, et en tant que principal employeur de la région, Nidec Drives a toujours cherché à stimuler l'innovation, en évoluant et en s'adaptant à l'industrie 3.0 et en avançant maintenant vers l'industrie 5.0. Nidec Drives, dont la réputation n'est plus à faire en matière d'automatisation, s'engage à faire progresser les technologies de fabrication tout en contribuant à la durabilité de l'environnement grâce au déploiement des variateurs de vitesse de Control Techniques.

Relever le défi - Identifier et surmonter les complexités de la manutention manuelle

Au cours des cinq dernières décennies, les sites de production britanniques de Nidec Drives ont connu une expansion et une transformation considérables. Pour maintenir ses normes de qualité réputées tout en continuant à servir efficacement ses clients, ses employés et ses partenaires, une nouvelle solution était nécessaire pour relever un défi majeur.

Au fur et à mesure que le site de fabrication s'agrandissait, le mouvement des matières premières de l'entrepôt à l'usine d'assemblage des modules était géré manuellement. Les opérateurs transportaient physiquement les matériaux entre les bâtiments à l'aide de chariots élévateurs et en interne sur trois niveaux distincts. Ce processus prenait non seulement du temps, mais nécessitait également beaucoup de ressources. Compte tenu de la complexité de l'interconnexion des différents niveaux de l'installation, une solution sur mesure était essentielle pour Nidec Drives.

Jamie Evans, responsable de l'entrepôt et de la distribution chez Nidec Drives, nous parle du projet :

"Nous avons réalisé une cartographie de la chaîne de valeur et, en ayant une vue d'ensemble de la production, de la préparation et du processus, nous avons pu formuler le plan d'un système de convoyage et d'élévation qui déplacerait les matières premières dans l'usine, là où elles devaient être, et quand elles devaient être."

Identifier le bon partenaire : Invar, les experts en intralogistique de confiance

Jamie s'est mis en quête du fournisseur idéal pour mettre en œuvre les dernières avancées en matière de solutions d'entreposage automatisé. Nidec Drives fonctionne selon le "Nidec Way", un principe de gestion d'entreprise créé par le fondateur de Nidec, Shigenobu Nagamori. Ce principe met l'accent sur l'excellence grâce à des stratégies de gestion allégée, telles que la gestion des stocks juste à temps (JIT). L'amélioration continue, ou "kaizen", est fondamentale pour les opérations de Nidec. Nidec Drives avait donc besoin d'un partenaire capable de concevoir une solution qui incarne ces stratégies dynamiques.

"Nous avons investi beaucoup de temps dans la recherche du bon fournisseur pour collaborer avec nous à la réalisation de la solution optimale. Grâce à un dialogue et à une interaction approfondis avec Invar, ce dernier s'est imposé comme le leader incontesté", a commenté Jamie.

Invar est un expert en ingénierie intralogistique qui fournit des solutions d'automatisation clés en main uniques et spécifiques à chaque client. Invar et Nidec Drives partagent des valeurs fondamentales d'innovation et d'efficacité. Invar a proposé une solution entièrement adaptée aux besoins et aux valeurs de Nidec Drives, en mettant à sa disposition une équipe expérimentée et experte. Invar s'est engagé à fournir une solution de logistique d'entrepôt qui permettrait à Nidec Drives de continuer à respecter les principes d'efficacité et d'excellence.

Aperçu du projet - Les variateurs de vitesse de Nidec Drives s'avèrent essentiels à l'installation d'un nouveau système de convoyage

L'une des caractéristiques les plus uniques et les plus intéressantes du site de production britannique de Nidec Drives est que, dans la mesure du possible, les machines automatisées utilisées - des grues de stockage des composants aux équipements de production - fonctionnent avec les mêmes variateurs de vitesse Control Techniques que Nidec Drives fabrique. Le nouveau système de convoyage et de levage ne fait pas exception à la règle. Cette pratique souligne l'engagement de Nidec Drives à fournir des produits Control Techniques répondant aux normes les plus strictes, en d'autres termes : "Nos variateurs font vos variateurs"

Invar, qui n'est pas affiliée, n'a sélectionné que les meilleurs éléments pour le projet. En combinant le travail d'équipe, des composants de qualité supérieure et l'intégration des variateurs de vitesse de Control Techniques, Invar a mené à bien le projet en avance sur le calendrier et dans le respect du budget.

En réponse à l'optimisation du projet, Sham Jama, chef de projet chez Invar, a déclaré :

"J'aimerais remercier toutes les personnes impliquées dans ce projet. Cette réalisation n'aurait pas été possible sans la collaboration et le soutien exceptionnels de Nidec."

Une solution durable

La solution d'Invar comprenait la mise en œuvre d'un système de transport de bacs comprenant environ 300 mètres de convoyeur de bacs motorisé Interroll et trois élévateurs Nerak, répartis dans trois bâtiments. Le système de convoyage comporte deux niveaux pour l'entrée et la sortie des marchandises et la zone d'assemblage principale. Les opérateurs utilisent des écrans aux stations d'alimentation pour sélectionner la destination des bacs.

Dans n'importe quel bâtiment du site de production, le numéro de plaque d'immatriculation (LPN) du bac est scanné et l'opérateur place le carton sur le convoyeur motorisé, en sélectionnant la destination du bac à l'aide de l'écran de l'interface homme-machine (IHM). Le carton est ensuite transporté jusqu'au premier élévateur et dirigé vers le poste de l'opérateur. Une fois que l'opérateur a terminé ses tâches, le processus de numérisation du LPN, de sélection de la destination et d'expédition des matériaux est répété. En outre, dans la zone de stockage de l'installation, l'élévateur permet l'alimentation ou la sortie des deux côtés, en fonction de l'endroit où les matériaux doivent être acheminés.

Cependant, la véritable efficacité réside dans la capacité du système à fonctionner à la demande, en s'arrêtant complètement entre les chargements de bacs. Cette fonction d'économie d'énergie et de coût réduit considérablement la consommation inutile de ressources précieuses et devrait permettre un retour sur investissement en moins d'un an.

Exploitation des produits de Control Techniques

Les variateurs de Control Techniques font partie intégrante de l'efficacité du système d'arrêt/démarrage. Pour ce projet, deux types de variateurs ont été utilisés : trois Unidrives et onze Digitax HD M750.

L'Unidrive de Control Techniques a été choisi pour les ascenseurs du système. L'Unidrive offre une stabilité de contrôle et une bande passante exceptionnelles pour tous les types de moteurs industriels, la variante M702 étant dotée d'une interface Ethernet intégrée et de deux entrées STO.

Plusieurs modules optionnels ont été installés sur l'Unidrive. Le module d'interface SI-I/O a fourni des connexions d'entrée et de sortie supplémentaires. Le module encodeur universel SI, qui garantit la précision de la position en se connectant à un encodeur rotatif sur le moteur, a également été ajouté. Ce module vérifie si la valeur du codeur correspond à celle d'un second codeur mesurant la position à l'aide d'un laser ; si les valeurs sont alignées, l'automate programmable (PLC) permet à l'entraînement de fonctionner ; dans le cas contraire, les freins du système sont appliqués.

Les ingénieurs de Nidec ont également utilisé le PTi210 Easy Motion Controller. Ce module ne nécessite aucun développement logiciel ; il a simplement été branché sur le variateur, puis connecté via le logiciel PowerTools Studio, ce qui a permis de créer des routines rapides, simples et reproductibles que les variateurs Unidrives du convoyeur exécutent de manière répétée. Le PTi210 est compatible avec les lecteurs Unidrive et Digitax HD M750.

Pour les mouvements à axe unique avec des commandes complexes comme le convoyeur, le PTi210 et le progiciel Power Tools constituent un moyen rentable de fournir un contrôle de mouvement simple, rapide et efficace. Les utilisateurs de tous niveaux sont en mesure de configurer, de programmer, de sélectionner des fonctions et de définir des paramètres, ce qui facilite la configuration, la gestion et la maintenance à long terme du convoyeur.

Enfin, le clavier KI a été installé, permettant aux utilisateurs de régler les paramètres de l'entraînement tout en affichant des informations clés, telles que la consommation de courant, la vitesse de rotation ou les défauts.

La série de servovariateurs Digitax HD M750 de Control Techniques complète la gamme Unidrive en offrant des performances d'asservissement maximales dans un boîtier compact. Digitax HD M750 est optimisé pour les applications à haute dynamique et offre une grande flexibilité dans les configurations autonomes et modulaires. Ce variateur offre un contrôle servo complet, ainsi qu'un contrôle en boucle ouverte des moteurs à aimants permanents et des moteurs asynchrones, à travers quatre niveaux de fonctionnalité : EtherCAT, commande de machine MCI, Ethernet et le servovariateur flexible Base.

Les variateurs Digitax HD M750 choisis pour ce projet ont été utilisés pour contrôler les tambours moteurs le long des convoyeurs à rouleaux motorisés, ainsi que sur la pente et la descente de la bande transporteuse. Ce variateur a été sélectionné en raison de sa taille compacte, tout en offrant une densité de puissance élevée, un double STO et en étant capable de communiquer sur le réseau PROFINET.

En tant que solution complète de commande de machine, l'Unidrive fonctionne en harmonie avec trois moteurs asynchrones triphasés IMfinity de Leroy-Somer, un sur chaque élévation du convoyeur. Fournis par Nidec ACIM, les moteurs IMfinity atteignent un rendement supérieur jusqu'à IE4, ce qui permet de maximiser les économies d'énergie, d'améliorer les performances et d'optimiser la productivité des élévateurs. La conception robuste des moteurs Leroy-Somer de la gamme IMfinity garantit des performances et des coûts de maintenance réduits. Pour fonctionner en toute transparence avec l'Unidrive, les moteurs IMfinity disposent en standard d'une protection du bobinage, d'une réserve thermique pour maintenir le couple nominal sur une plage de vitesse étendue, et d'une adaptation de la plaque de support métallique pour réduire le bruit électromagnétique.

L'application de divers composants Nidec dans le convoyeur Invar aboutit à un système de convoyeur et d'élévateur efficace, moderne et fonctionnel, démontrant les qualités synergiques d'une solution Nidec complète.

Impact et développements futurs

L'installation du nouveau système de convoyeur et de levage a été achevée en quatre mois seulement. Depuis sa mise en place en avril 2024, l'impact sur la productivité et le moral du personnel a été significatif. L'équipe peut désormais récupérer des pièces sans avoir à déplacer physiquement et à accéder à des matériaux en vrac, les goulets d'étranglement de la production ont été éliminés et l'efficacité individuelle a nettement augmenté.

Dans le cadre de l'engagement de Nidec Drives en faveur de l'amélioration continue (kaizen), Jamie Evans explique :

"Le convoyeur n'est que la dernière étape de nos efforts continus pour améliorer nos installations de production. Nous sommes toujours à la recherche des prochaines mesures à prendre pour améliorer l'efficacité et la qualité, et nous nous réjouissons à l'idée de poursuivre notre croissance."

Sham Jama ajoute :

"Chez Invar, nous installons un héritage pour nos clients. Nous travaillons dur pour maintenir méticuleusement chaque élément de notre solution grâce à une maintenance sur mesure, à la communication et à des liens solides avec nos clients. Ce projet s'est déroulé en douceur avec l'aide de Jamie et de son équipe, et je pense que c'est le début d'une longue et fructueuse relation"

À l'avenir, Nidec Drives envisage de mettre en œuvre des robots mobiles autonomes (AMR) sur le site de production britannique. Les AMR relèvent de nombreux défis dans la fabrication de produits de haute spécification en naviguant de manière autonome dans leur environnement, en prélevant, en triant et en transportant des composants. Ces robots améliorent la sécurité des employés et permettent aux équipes de se concentrer sur des tâches plus complexes.

Nidec Drives va collaborer avec Nidec Automation, qui produit des moteurs, des solutions de commande de moteur, des solutions d'entraînement intégrées et des systèmes de gestion de batterie pour les AMR, afin d'étudier comment ces robots peuvent encore améliorer l'efficacité et la qualité sur le site de fabrication de Nidec Drives. Ce développement passionnant consolidera la position de Nidec Drives à l'avant-garde de l'excellence manufacturière britannique et ouvrira de nouvelles voies d'innovation et de développement dans la production des gammes de produits et de solutions de Control Techniques.