Constructeur haut de gamme, Scania monte, depuis 2016 et dès réception des commandes, des cabines de camion rigoureusement personnalisées à l'aide quasi exclusive de 288 robots. « Il me semble évident que pour produire un produit de qualité, il faut une usine de qualité », explique Marcus Holm, Directeur de l'usine de fabrication de cabines chez Scania, à Oskarshamn. Et d'ajouter que le haut degré d'automatisation entraîne un niveau de qualité élevé, de bonnes conditions de travail et plus d'ergonomie pour les ouvriers.
Les robots approvisionnent les unités de fixation en pièces de tôle à usiner et soudent ces dernières. Les employés s'occupent uniquement de charger les stations et de surveiller les machines. L'office suédois de sécurité au travail a de toute façon rendu impossible l'intégration d'appareils de soudure manuels. D'une part, de tels appareils sont trop lourds et difficiles à manipuler, et d'autre part les directives de travail exigent le respect d'une distance minimale entre la pince à souder et l'utilisateur, en raison du rayonnement.
Scania profite à double titre du bannissement des travaux manuels de soudure hors de l'atelier de montage : « Cela améliore les processus et la qualité », explique Lars Kreutner, chef de projet carrosserie cabine chez Scania à Oskarshamn. Pour exploiter pleinement les techniques d'automatisation, Scania a mis en place une zone de formation, où les employés apprennent comment utiliser les robots et lesdites techniques.
Scania construit uniquement des camions d'un poids total de plus de 16 tonnes. L'entreprise s'est bâti une réputation en tant que constructeur spécialisé dans les véhicules spéciaux, à destination par exemple des pompiers ou de la collecte d'ordures. Ces marchés de niche donnent lieu, à eux seuls, à des centaines de milliers de variantes.
« Cela peut surprendre, mais nous proposons davantage d'options de personnalisation dans la construction de camions que dans celles de voitures », explique Evert Forsberg, ingénieur en automatisation et électricité dans l'atelier de presse et l'atelier de carrosserie de Scania. Il ajoute que dans la production de voitures, chaque modèle dispose de sa propre ligne de montage. « Chez nous, en revanche, toutes les cabines Scania que nous proposons sont montées sur la même ligne de montage », poursuit M. Forsberg.
L'usine comporte des caractéristiques typiques de l'Industrie 4.0 : une production de masse, des véhicules personnalisés, une capacité d'adaptation et de la flexibilité grâce aux techniques de commande, des capacités de diagnostic, l'efficacité énergétique et des solutions de sécurité. « Tous les constructeurs d'installations appliquent un concept de standardisation modulaire », explique M. Forsberg. Au bout du compte, les utilisateurs de ces installations peuvent se fier à des produits d'automatisation éprouvés. L'objectif est également de ne pas avoir à stocker inutilement trop de pièces de rechange. Toutes les pièces en tôle sont maintenues dans des dispositifs à commande pneumatique afin d'y être soudées. « C'est en toute connaissance de cause que nous avons opté pour les terminaux de distributeurs préconfigurés CPX/VTSA Festo », explique M. Forsberg, spécialiste en automatisation. Et de poursuivre : « Ils nous apportent plusieurs avantages, notamment la connexion Ethernet et l'interface Web, les diagnostics, la sécurité, Profinet ou encore l'efficacité énergétique. »
En effet, le terminal de distributeurs CPX/VTSA est la seule interface d'accès à Profinet (des câblages supplémentaires sont nécessaires). Par l'intermédiaire de la plateforme d'automatisation, le terminal de distributeurs propose des données de diagnostic qui permettent d'observer les installations à des fins de maintenance prédictive : « Nous pouvons changer des composants de l'installation avant qu'ils ne tombent en panne et arrêter des parties entières de l'installation », explique L. Kreutner, chef de projet.
« Le concept de sécurité du terminal de distributeurs nous a, lui aussi, convaincus », complète M. Forsberg. Le terminal CPX permet d'actionner différentes zones de pression et d'échapper l'air de certaines zones lorsqu'une intervention est nécessaire. « De cette manière, nous pouvons vérifier les parties concernées de l'installation avec des écrans mobiles, au lieu de devoir chercher les erreurs dans l'ensemble de l'installation, comme on chercherait une aiguille dans une botte de foin. » La remise en pression isolée de chaque partie de l'installation est bien plus éco-énergétique que la mise en route générale de l'installation complète.
Les robots de soudure ont besoin d'air comprimé pour le mouvement des pinces de soudure et pour maintenir les tôles. L'eau de refroidissement tient les installations de soudure à l'abri des surchauffes. Les solutions complètes d'alimentation des pinces de soudure en air comprimé et en eau de refroidissement viennent de Festo. Chez Scania, ces solutions sont intégrées dans l'espace sécurisé pour simplifier l'utilisation (y compris le traitement de l'air comprimé de la gamme MS).
Pour les installations statiques de pinces de soudure, Festo a développé, à partir des indications de Scania et d'ABB, un bras mobile capable d'acheminer l'appareil de fraisage des électrodes (Tip Dresser) vers l'électrode lorsque 150 points de soudure définis ont été effectués. Ce bras mobile fonctionne à l'aide de vérins électriques à positionnement précis de type DNCE, qui sont actionnés par un moteur pas à pas EMMS. Avec cette solution, Festo permet de réduire les temps de cycle de plus de la moitié.
Le contexte est le suivant : lors de l'application d'un point de soudure, les électrodes d'une pince de soudure s'émoussent de plus en plus et doivent être fraisées au bout d'environ 150 points de soudure pour continuer à déposer des points de soudure précis. « Le fraisage des électrodes fonctionne sur le même principe qu'un taille-crayon », explique Leif Lindahl, ancien Key Account Manager pour Scania chez Festo.
L'armoire de commande Festo pour le fraisage des électrodes comprend les contrôleurs de moteur CMMS et le terminal CPX, qui communique avec les contrôleurs de moteur et avec la commande principale des robots via Profinet. « La sécurité n'est pas négligée : après le fraisage, les utilisateurs des installations n'ont plus à pénétrer dans les cellules des robots pour repositionner les électrodes conformément au point de soudure », poursuit Lindahl.
À Oskarshamn, Scania est le symbole d'une nouvelle ère dans le domaine de la construction automobile. Avec une automatisation quasi intégrale, qui fait la part belle à la flexibilité en autorisant jusqu'à une taille de lot 1 sur une ligne de montage unique, l'usine de carrosserie d'Oskarshamn a déjà bien avancé vers l'Industrie 4.0. La nouvelle usine devient une référence : Scania construit une usine similaire sur le site Scania de São Paulo, au Brésil.
La petite ville industrielle d'Oskarshamn est située à environ 300 km au sud de Stockholm, sur la côte suédoise. Des ferrys la relient aux îles Gotland et Ötland, très prisées des vacanciers. En 2017, 2700 employé(e)s y ont fabriqué les cabines les plus diverses pour tous les modèles Scania. D'Oskarshamn, des camions porte-voitures transportent les cabines vers les usines de montage Scania de Södertälje, près de Stockholm, de Zwolle aux Pays-Bas et d'Angers en France. Là, elles sont montées sur des châssis de poids lourds complets.
Une entreprise du groupe Volkswagen
151 87 Södertälje
Suède
Domaine d'activité : utilitaires poids lourds (camions et bus), moteurs de bateaux et industriels