Projets

Industrie 4.0 - Optimisation de la planification de la production

Augmenter la rentabilité du portefeuille de pièces usinées grâce à des outils analytiques avancés dans le secteur aérospatial

Le contexte

L’optimisation des processus d’usinage est essentielle pour toute entreprise industrielle dont l’activité principale est la fabrication. À la Sonaca, l’usinage de pièces et composants techniques à haute valeur ajoutée représente une part importante du chiffre d’affaires total de l’entreprise. Sur un marché très concurrentiel, caractérisé par un faible volume et des marges réduites, le suivi des coûts réels d’ingénierie devient essentiel pour le management.

Les récentes acquisitions d’installations de production dans le monde entier (en particulier aux États-Unis) induisent une révision des processus de planification de la production. Le portefeuille de pièces usinées doit être optimisé pour tirer parti de la spécialisation fonctionnelle locale et des actifs de production au niveau du groupe. Un objectif clé aujourd’hui est en effet d’améliorer l’efficacité globale des équipements, qui peut être définie comme la performance d’une unité de fabrication particulière par rapport à sa capacité nominale et à sa consommation de ressources pendant ses périodes de fonctionnement.

Le challenge

Aujourd’hui, en comparaison avec les standards industriels, l’utilisation globale des installations, du temps et du matériel pour les opérations de fabrication n’est pas considérée comme optimale à la Sonaca. Il existe un écart entre les performances réelles et idéales. Cependant, pour optimiser la répartition des tâches et améliorer la rentabilité, il faut tenir compte de diverses contraintes telles que la structure de répartition des coûts, le type de pièces à produire, les matières premières nécessaires, les caractéristiques et spécifications des machines, le niveau d’automatisation, les politiques de ségrégation du marché, les performances du processus, l’intégration et l’interopérabilité avec les processus connexes (redressement, saturation mécanique, traitements thermiques et de surface, etc.). Intégrer toutes ces contraintes à une formule optimale de planification de la production n’est pas chose aisée. Cela requiert des capacités en recherche opérationnelle, en science des données et en mathématiques dont l’entreprise ne dispose pas à l’heure actuelle.

Question clé et objectifs

Sur base des éléments susmentionnés, la question clé pour la recherche peut être formulée comme suit :

« Comment améliorer la rentabilité d’une entreprise industrielle par l’optimisation de la procédure de planification de la production dans un contexte de sites de production multiples ? »

Les principaux objectifs du point de vue de la contribution managériale peuvent être regroupés en deux volets, et seront les suivants :
Objectifs d’amélioration stratégique et financière (work package 1)

  • Développer un algorithme d’optimisation pour simuler des scénarios industriels et faciliter le processus de décision en matière de planification de la production sur base de l’évaluation des coûts et de la comparaison technique ;
  • Exploiter les données disponibles sur la qualité de la fabrication et la classification des produits/processus pour améliorer le processus de planification de la production sur une base continue ;
  • Prendre en compte les paramètres économiques (i.e. les variables financières de chaque site de fabrication) qui peuvent conduire à optimiser la rentabilité (i.e. le modèle devrait engendrer des économies de 1% par an sur la base d’un chiffre d’affaires fixe) ;
  • Simuler l’évolution du marché et des contrats de manière consolidée.

Objectifs d’amélioration des standards et des processus (work package 2)

  • Relever les avantages et les inconvénients de chaque ligne de production en fonction des caractéristiques du produit ;
  • Proposer des moyens d’augmenter la disponibilité des équipements pour réduire le coût marginal et le taux horaire ;
  • Ouvrir de nouvelles possibilités connexes en matière d’initiatives de maintenance préventive sur base du big data ;
  • Ouvrir de nouvelles possibilités connexes en matière d’initiatives de comptabilité analytique sur base de l’IoT.

D’un point de vue théorique, les principaux objectifs du projet de recherche seront d’apporter une contribution dans les domaines suivants :

  • Développer un cadre de planification des ventes et des opérations pour le processus décisionnel lié à la planification de la production ;
  • Concevoir le schéma de la chaîne d’approvisionnement sous-jacente et du problème de planification en utilisant des techniques de programmation mathématique
  • Développer des algorithmes d’optimisation exacts ou heuristiques pour résoudre le problème considéré, qui peuvent être utilisés comme outils d’aide à la décision dans le cadre de la planification des ventes et des opérations ;
  • Développer des outils pour analyser les données disponibles afin d’obtenir des estimations plus précises des paramètres (par exemple, le coût et la qualité de la fabrication), qui doivent être introduites dans les algorithmes d’optimisation en tant qu’intrants ;
  • Développer des techniques permettant de prendre en compte les effets des variations possibles par rapport à ces estimations ;
  • Développer des outils pour analyser les performances des lignes de production/des postes de travail en fonction des caractéristiques du produit.

À propos du groupe Sonaca

En tant qu’entreprise aérospatiale active dans les services et produits d’aérostructure, le groupe Sonaca dispose de guichets uniques et d’équipes intégrées de professionnels de la conception et de l’industrie qui peuvent fournir des solutions réactives adaptées aux besoins des clients. Le groupe Sonaca peut offrir la meilleure combinaison de prix avec les dernières technologies d’automatisation, des installations de fabrication à faible coût et des bureaux d’ingénierie dans le monde entier. Année après année, le groupe Sonaca est reconnu par ses clients comme le « meilleur de sa catégorie » pour son niveau de qualité et la livraison de solutions industrielles fiables. Grâce à son implantation mondiale, la société est proche de ses clients, les accompagnant depuis les premières étapes de la conception jusqu’au service de support, en se concentrant sur la réduction des coûts globaux.

À propos de la SRIW

Le groupe SRIW (Société Régionale d’Investissement de Wallonie) contribue au développement économique de la région wallonne à travers le financement partiel d’entreprises ou de projets de développement situés en Wallonie. Elle investit dans la croissance, aux côtés d’investisseurs privés, par le biais de prêts et de fonds propres. En tant que partenaire financier fiable, professionnel et ambitieux, le Groupe SRIW soutient les projets appartenant à la filière de recherche appliquée Industrie 4.0 du HEC Digital Lab.