De l'échelle à la flexibilité : au cœur du développement de l'usine intelligente de Zoomlion

L'automatisation et l'IA jouent un rôle clé dans l'usine intelligente de fabrication d'engins de terrassement.

On a toujours supposé qu'opérer à grande échelle de cette manière garantissait efficacité et stabilité.

Malheureusement, dans un contexte de marché difficile, cette hypothèse ne correspond plus à la réalité.

Sur des marchés plus volatils, les clients souhaitent davantage de choix et l'équilibre entre efficacité et flexibilité se rompt.

Quand la taille cesse d'être un avantage concurrentiel

C’est dans ce contexte que nous avons envisagé pour la première fois la construction de l’usine intelligente de fabrication d’engins de terrassement à Zoomlion Smart City, ici à Changsha.

Dès le départ, nous étions clairs : il ne s'agirait pas d'une simple mise à niveau de l'automatisation ; notre objectif était plutôt de démanteler et de reconstruire toute notre philosophie de production.

Par sa nature, l'industrie des engins de construction se caractérise par une forte mixité et de faibles volumes de production. Les excavatrices, intégrant des éléments mécaniques, électroniques et hydrauliques de très haut niveau, sont au cœur de ce défi de fabrication.

Elles fonctionnent intensivement sur le terrain et existent sous de nombreuses configurations différentes. Historiquement, cette complexité a rendu leur production difficile et, de ce fait, les longs délais de changement de format ont été considérés comme une fatalité.

Chez Zoomlion, nous avons décidé que cela devait changer.

Relever le défi le plus difficile : redéfinir un système

Entre 2020 et 2022, nous avons passé trois ans à concevoir et à construire une usine capable de traiter les excavatrices les plus complexes, car nous pensions que si nous pouvions résoudre le problème à ce niveau, l'approche pourrait plus facilement être étendue à d'autres gammes de produits.

On décrit parfois les excavatrices comme le fleuron des engins de chantier. Du point de vue de la fabrication, elles représentent sans aucun doute le test le plus exigeant que nous puissions nous fixer en matière de capacités de production.

Sur le plan opérationnel, le changement le plus visible au sein de la nouvelle usine intelligente est ce que nous appelons la fabrication à flux mixte partagé.

Au lieu de consacrer une ligne à un seul modèle, nous avons conçu un système permettant de produire plus de 100 modèles d'excavatrices différents sur la même ligne, les uns après les autres, sans interruption.

L'usine intelligente de Zoomlion est capable de produire une excavatrice toutes les six minutes.

Concrètement, cela signifie construire un modèle avec un processus spécifique et des milliers de pièces, puis passer automatiquement à un modèle différent, sans réinitialisation manuelle.

Dépasser l'idée de la chaîne de production fixe

Pour y parvenir, nous avons dû repenser l'atelier dans les moindres détails. Nous avons conçu 21 postes de travail flexibles équipés de systèmes de vision par intelligence artificielle, de contrôle de la force et de capteurs multimodaux.

Dans ces postes de travail, le soudage s'adapte automatiquement aux variations, les stations d'usinage se reconfigurent et les processus de serrage s'ajustent en temps réel.

Derrière tous ces processus se cache un moteur de planification piloté par l'IA qui doit équilibrer des milliers de composants et les ressources nécessaires.

Le système, qui apprend et s'améliore en permanence, nous permet désormais de déployer une excavatrice toutes les six minutes – un exploit inégalé dans le secteur.

De plus, le processus complet, de la plaque d'acier à l'excavatrice finie, prend désormais environ 6,5 jours.

Une autre transformation importante au sein de l'usine intelligente concerne la logistique. En clair, la production à flux mixte s'effondre si les matériaux arrivent en retard ou dans le mauvais ordre.

Nous avons constaté que les opérations logistiques traditionnelles ne suffiraient pas à optimiser notre plan de production. La solution a consisté à remplacer le stockage par le transport.

Considérer la logistique comme un flux dynamique, et non comme une zone tampon.

Dans la nouvelle usine, des systèmes logistiques tridimensionnels robustes acheminent les composants à travers l'usine via un transport aérien et terrestre coordonné, guidé par des modèles de prévision basés sur l'IA.

Ainsi, les pièces structurelles ne restent plus inutilisées : elles sont acheminées là où elles sont nécessaires. De ce fait, les stocks pour les travaux en cours ont diminué d’environ 70 %.

Chaque composant est codé et suivi numériquement, et plus de 30 technologies d'inspection basées sur l'IA sont utilisées pour le soudage, l'usinage et l'assemblage.

Plus de 20 usines intelligentes ont déjà été mises en service pour suivre la stratégie du « modèle unique ».

Les jumeaux numériques et les simulations de processus nous aident à identifier les écarts au plus tôt, lorsqu'ils sont encore faciles à corriger.

Cette approche globale du processus nous a poussés vers un objectif concret de zéro défaut, non pas comme un slogan marketing, mais comme un objectif opérationnel.

L'une des principales transformations non techniques a été le passage de la production sur stock à la production sur commande.

Auparavant, les machines standard étaient fabriquées, expédiées aux agents et vendues, généralement sur une période de plusieurs mois. Désormais, les clients spécifient leurs besoins et la production commence à partir de matières premières.

Pour les commandes nationales, la livraison peut être effectuée sous deux semaines. Cette synchronisation entre les ventes et la production réduit les risques liés aux stocks et atténue l'impact des fluctuations du marché.

Pourquoi la transformation du secteur manufacturier est en fin de compte organisationnelle

Il est important de reconnaître que rien de tout cela n'a été facile. Les compétences ont dû évoluer, tant au niveau de l'atelier qu'au niveau de la direction.

Il fallait que les gens apprennent à travailler avec les données, les algorithmes et les systèmes numériques, et pas seulement avec les machines.

Il a fallu intégrer les fournisseurs au même environnement numérique afin d'éviter toute lacune en matière d'information.

La direction de Zoomlion s'est également sentie plus à l'aise pour prendre des décisions basées sur un retour d'information du système en temps réel plutôt que sur la seule expérience.

L'usine intelligente nous a montré que la fabrication d'équipements lourds n'a pas à choisir entre l'échelle et la flexibilité.

Nous continuons d'apprendre, de perfectionner notre système et de rencontrer des difficultés, mais je crois que nous disposons désormais d'un système adaptable, ce qui est crucial dans l'industrie actuelle.

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Toutes les images sont une gracieuseté de Zoomlion.

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