Chaque opération de soudage génère des données. La vitesse d’avancement, la vitesse d’alimentation en fil, la taille de la soudure, la consommation de gaz, le cycle de service, le temps de changement d’opération et les retouches, tous fournissent des indications en ce qui concerne l’efficacité du déroulement des opérations dans l’atelier.
Le défi consiste à transformer ces mesures individuelles en améliorations concrètes.
Le soudage basé sur les données utilise des données de production réelles pour identifier les facteurs qui influent sur le rendement, la qualité, la régularité et le coût total du soudage. Plutôt que de se fier uniquement à des hypothèses ou de remplacer des équipements avant d’avoir compris les causes de la perte de productivité, les fabricants peuvent mesurer ce qui se passe, déterminer où le temps et les ressources sont gaspillés, et hiérarchiser les changements susceptibles d’avoir le plus grand impact.
Tel est l’objectif de StarSolver™.
Le soudage basé sur les données est une approche d’amélioration des processus qui, pour évaluer les performances de soudage et étayer les décisions opérationnelles, utilise des informations de production mesurables.
Selon l’application, les données peuvent inclure :
L’analyse isolée d’un seul paramètre ne permet que rarement d’obtenir une réponse complète. Par exemple, l’augmentation de la vitesse d’alimentation du fil n’améliore pas automatiquement la productivité si des problèmes tels que des soudures trop épaisses, un mauvais ajustement des pièces, un nettoyage excessif ou des retards en amont ne sont pas résolus.
Une évaluation fondée sur les données examine la manière dont ces facteurs interagissent tout au long du processus de travail.
Le temps de soudage est important, mais il ne représente qu’un aspect de la productivité en soudage.
Un soudeur peut passer une partie de son quart de travail à préparer le matériel, à régler l’équipement, à changer les bouteilles ou les bobines de fil, à repositionner les composants, à attendre l’arrivée de pièces, à meuler, à nettoyer les projections ou à corriger des défauts. Ces activités peuvent limiter le rendement même lorsque les paramètres de soudage eux-mêmes semblent acceptables.
La question clé n’est pas simplement :« À quelle vitesse la soudure est-elle réalisée ? »
Mais plutôt :
StarSolver™ analyse les opérations de soudage et de fabrication de bout en bout, ce qui permet de mettre en évidence des goulots d’étranglement qui, sans une telle analyse, pourraient être considérés comme étant des éléments normaux du processus de production, particulièrement en ce qui concerne les temps d’attente, les déplacements inutiles, les changements fréquents d’outillage, les soudures surdimensionnées, les paramètres incohérents et les opérations de nettoyage après soudage qui pourraient être évitées.
Les indicateurs appropriés dépendent du procédé de soudage, de l’application et des objectifs de l’entreprise. Toutefois, plusieurs mesures peuvent permettre d’avoir une vision plus claire de la productivité.
1. Le cycle de service d’un opérateur
Le cycle de service d’un opérateur mesure la part du temps de production qu’il consacre aux opérations de soudage à valeur ajoutée, comparativement à d’autres activités telles que la mise en place, la manutention des matériaux, les temps d’attente et le nettoyage.
Si un faible taux n’indique pas nécessairement un problème de performance de l’opérateur, il peut révéler des contraintes liées au flux de travail qui empêchent l’opérateur de souder de manière continue.
2. Vitesse d’avancement de la soudure
La vitesse de déplacement contribue à déterminer l’efficacité avec laquelle une soudure est réalisée.
Elle doit être évaluée en tenant compte de la qualité de la soudure, de la pénétration, du profil du cordon de soudure et des exigences du procédé, plutôt que d’être considérée comme un simple objectif de vitesse isolé.
3. Vitesse d’alimentation du fil et rendement de dépôt
La vitesse d’alimentation du fil influe sur le débit de dépôt, tandis que le rendement de dépôt indique la proportion de l’électrode consommée qui se transforme en métal de soudure utilisable. L’analyse de ces deux facteurs permet de déterminer si le procédé, le fil et les paramètres choisis permettent d’obtenir le rendement souhaité.
4. Dimensions de la soudure
Des soudures surdimensionnées peuvent entraîner une consommation supplémentaire de fil, de gaz de protection, d’énergie et de main-d’œuvre sans apporter de valeur ajoutée au-delà des exigences de conception. La comparaison de la dimension réelle de la soudure avec les exigences spécifiées peut permettre de mettre en évidence des coûts évitables.
5. Consommation de gaz de protection
La consommation de gaz doit être prise en compte au même titre que les réglages de débit, les fuites, le rapport gaz/électricité, les changements de bouteille et l’adéquation du mode d’approvisionnement en gaz. Un débit excessif n’améliore pas nécessairement la protection et peut augmenter les coûts.
6. Retouches et nettoyage après soudage
La correction des défauts, l’élimination des projections, le meulage et la soudure de réparation allongent les délais sans pour autant augmenter le rendement de production. Le suivi de ces activités permet de quantifier leurs répercussions sur la capacité de production et le coût total.
7. Temps de mise en place et de changement de production
Les changements fréquents de bouteilles, de bobines de fil, de gabarits, de programmes ou de consommables peuvent entraîner de légers retards qui s’accumulent au cours d’un poste, d’une semaine ou d’un cycle de production.
StarSolver™ recueille des mesures de production telles que la vitesse de déplacement, le cycle de service, la vitesse d’alimentation en fil, la taille de la soudure, la consommation de gaz, la consommation électrique et les paramètres de découpe afin d’établir une vision factuelle de l’opération.
Les données permettent de distinguer un problème présumé d’un problème avéré.
Dans une usine, par exemple, on peut penser que la machine à souder est le principal goulot d’étranglement, alors que la perte la plus importante est, en réalité, due à la présentation des pièces, ou à un assemblage irrégulier, ou aux changements de bouteilles ou encore à un nettoyage excessif. Dans une autre usine, on peut se concentrer sur l’augmentation de la vitesse de soudage, alors même que des soudures surdimensionnées entraînent une perte de temps et de métal d’apport inutile.
L’évaluation du processus peut aider à répondre à des questions telles que :
En répondant à ces questions à l’aide de données de production, un fabricant peut se concentrer sur des opportunités avérées plutôt que de procéder à des changements généraux fondés sur des hypothèses.
StarSolver™ est le programme structuré de Linde visant à améliorer la productivité dans les domaines du soudage, de la découpe, de l’automatisation et de l’alimentation en gaz. Il est dirigé par des spécialistes en productivité de la fabrication métallique possédant une expertise en ingénierie du soudage, en découpe CNC, en systèmes laser, en automatisation matérielle, en soudage robotisé et en optimisation de l’alimentation en gaz.
Le processus StarSolver™ se déroule en cinq étapes.
1. Évaluation
Un spécialiste en productivité de la fabrication métallique examine le flux de travail de bout en bout, en perturbant le moins possible la production.
L’évaluation porte sur la manière dont les matériaux, les opérateurs, les équipements, les consommables, les gaz et les pièces finies évoluent tout au long du processus de production.
2. Mesure
Les données de production pertinentes sont relevées directement à partir du processus. Les mesures peuvent porter notamment sur la vitesse de déplacement, le cycle de service, la vitesse d’alimentation en fil, la taille de la soudure, la consommation de gaz, la consommation électrique et les paramètres de découpe.
3. Analyse
Les données sont examinées afin d’identifier les goulots d’étranglement et de quantifier les pertes liées à des facteurs tels que :
4. Améliorer
Les conclusions sont traduites en un plan d’action hiérarchisé. Les recommandations peuvent porter sur les paramètres de soudage, les gaz, les consommables, le déroulement des opérations, les méthodes d’approvisionnement, l’utilisation des équipements ou les possibilités d’automatisation.
Les améliorations proposées grâce au processus d’analyse StarSolver™ visent souvent à optimiser les opérations existantes plutôt qu’à recommander systématiquement l’acquisition de nouveaux équipements.
5. Suivi
Une fois les modifications mises en œuvre, les spécialistes de Linde assurent un suivi afin de vérifier les résultats, d’affiner les réglages et d’aider à pérenniser les améliorations.
Pas toujours.
Avant d’investir dans de nouveaux équipements, un fabricant doit déterminer si son parc actuel est utilisé de manière optimale. La productivité peut être limitée par :
La résolution de ces problèmes pourrait permettre d’améliorer les performances sans nécessiter d’investissement important.
Si les données justifient un investissement dans du matériel ou l’automatisation, l’analyse de rentabilité pourra s’appuyer sur les contraintes mesurées, les gains de capacité attendus et les réductions de coûts potentielles.
Travailler plus vite, c’est privilégier la vitesse. La productivité en soudage, quant à elle, vise à produire un travail acceptable en réduisant au minimum les pertes de temps, les mouvements superflus, la consommation de matériaux et les retouches évitables.
Une vitesse d’avance plus élevée n’a qu’une valeur limitée si elle entraîne des défauts. Un taux de dépôt plus élevé ne garantit pas une amélioration du rendement global si la manipulation des pièces reste le principal goulot d’étranglement. Augmenter le débit de gaz peut entraîner des coûts supplémentaires sans pour autant améliorer la qualité d’une soudure.
Un procédé de soudage efficace repose sur l’équilibre entre :
L’objectif n’est pas simplement d’accélérer une activité en particulier. Il s’agit d’améliorer les performances de l’ensemble du processus.
Commencez par définir un processus, une famille de pièces ou une cellule de production. Évitez d’essayer de mesurer l’ensemble de l’installation d’un seul coup.
Un bon point de départ consiste à suivre les étapes suivantes :
L’état de référence est essentiel. Sans lui, on peut apporter des changements dans un atelier sans pour autant être en mesure de confirmer si la productivité s’y améliore.
Les résultats dépendront de l’application, de la gamme de produits, du processus existant et des changements mis en œuvre.
Le processus d’analyse StarSolver™ s’attache à identifier des opportunités mesurables pour améliorer le rendement et réduire le coût total de production. Les données de Linde indiquent que la main-d’œuvre et les frais généraux peuvent représenter environ 85 % du coût de soudage dans le modèle de coûts illustré, alors que les matériaux ne représenteraient qu’environ 15 %. La répartition réelle des coûts varie selon les usines et les procédés.
C’est pourquoi l’optimisation du flux de travail et du temps productif peut avoir un effet financier plus important que le fait de se concentrer uniquement sur les prix des consommables.
Dans un exemple documenté concernant StarSolver™, la production est passée de 100 à 300 pièces par jour après l’identification et la mise en œuvre d’améliorations du flux de travail. Les résultats varient en fonction de l’application et ne doivent pas être interprétés comme une garantie pour toutes les opérations.
Parmi les améliorations possibles, on peut citer :
Comment, en matière de soudage, calcule-t-on la productivité ?
En matière de soudage, la productivité peut être évaluée à l’aide d’indicateurs tels que le nombre de pièces conformes produites par équipe, la longueur de soudure réalisée par heure, le taux de dépôt, le cycle de service de l’opérateur, le pourcentage de retouches et le coût total par pièce conforme. Le meilleur indicateur est celui qui est lié à l’objectif commercial de l’activité.
Quelles sont les causes d’une faible productivité en matière de soudage ?
Parmi les causes courantes, on peut citer l’attente de matériaux, un mauvais positionnement des pièces, des paramètres de soudage incohérents, des soudures surdimensionnées, des changements fréquents de pièces, un nettoyage excessif, des retouches, une manutention inefficace des matériaux, des modes d’alimentation en gaz incorrects et une utilisation limitée des systèmes d’automatisation adaptés.
Comment les soudeurs peuvent-ils réduire les retouches ?
En commençant par identifier et évaluer les types de défauts les plus courants. Puis en examinant l’alignement des pièces, la préparation des joints, les paramètres de soudage, les consommables, le gaz de protection, l’état du matériel et la technique de l’opérateur. Les mesures correctives doivent s’attaquer à la cause identifiée plutôt qu’au symptôme visible.
Le gaz de protection peut-il avoir une incidence sur la productivité de soudage ?
Oui. Le choix du gaz de protection, son débit, la régularité de son alimentation et son mode d’alimentation peuvent influencer les caractéristiques de l’arc, les projections, le nettoyage, la qualité de la soudure, la fréquence des changements de paramétrage et les coûts d’exploitation. Les performances du gaz doivent être évaluées dans le cadre du processus de soudage dans son ensemble.
Qu’est-ce qu’un bon cycle de soudage ?
Il n’existe pas de valeur cible unique valable pour toutes les opérations. Un cycle de soudage approprié dépend de la pièce, du procédé, de la configuration de la production, du niveau d’automatisation et des activités de soutien requises. L’approche la plus efficace consiste à établir une base de référence, à identifier les temps hors soudage évitables et à mesurer les progrès réalisés.
À quel moment un fabricant doit-il envisager l’automatisation du soudage ?
L’automatisation peut s’avérer pertinente lorsque le travail est répétitif, que le positionnement des pièces est constant, que le volume de production justifie l’investissement et que l’ensemble du flux de travail permet d’alimenter en continu un système automatisé. Les données issues du processus existant peuvent aider à déterminer si l’automatisation permet de remédier à la contrainte réelle.
Peut-on utiliser un processus d’analyse StarSolver™ en ce qui concerne les opérations de découpe?
Oui. StarSolver™ permet d’évaluer les procédés de soudage et de découpe, notamment les applications laser, plasma et oxycoupage, ainsi que les systèmes d’automatisation et d’alimentation en gaz.
Peut-être que les données nécessaires à l’amélioration de la productivité en soudage à votre atelier existent-elles déjà? En effet, chaque réglage, soudure, temps d’attente, changement de bouteille, pièce rejetée et étape de nettoyage constituent déjà des données utilisables
L’opportunité réside donc dans la mesure de ces informations, dans la compréhension de leur signification, ainsi que dans la mise en œuvre des conclusions qui en découlent.
Un processus d’analyse StarSolver™ associe les données de production à une expertise pratique en matière de soudage, de découpe, d’automatisation et de distribution de gaz. Il en résulte un plan d’amélioration hiérarchisé, axé sur l’augmentation du débit, l’amélioration de la régularité et la réduction du coût total.
Prenez rendez-vous pour une démonstration de StarSolver™ en envoyant un courriel à Automation.support@linde.com ou en appelant le 1 800 225 8247.
