Magazine aéronautique - première éédition

David JUSTO

Responsable marché aéronautique

Pourquoi aller vers une numérisation des technologies ?

Afin de répondre rapidement aux nouveaux enjeux de la fillière, qu’ils soient écologiques, économiques ou structurels.

Actuellement, l’industrie aéronautique est marquée par une évolution importante des normes environnementales et une concurrence étrangère accrue. Les enjeux de la transition écologique au niveau mondial, en particulier la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre, va imposer des modifications profondes dans la conception et l’architecture des avions et hélicoptères.

L’introduction de technologies numériques nouvelles, notamment dans le domaine de la maintenance prévisionnelle, et la maitrise des données d’utilisation, pourraient elles aussi faire évoluer les marchés des différents acteurs de la filière.

Afin de se maintenir au meilleur niveau mondial en termes de compétitivité, de flexibilité et de réactivité, il est nécessaire pour les acteurs de la filière aéronautique d’investir dans leurs outils industriels afin d’adopter les technologies numériques les plus modernes, innovantes et performantes.

En alliant notre expertise dans le diagnostic vibratoire et le monitoring process via la technologie IO-Link, nous apportons une solution globale permettant une disponibilité machine maximale, d’améliorer votre efficacité énergétique et d’éviter les coûts de non-qualité.

Bonne lecture

Application - GKN Aerospace

Production de moteurs sans turbulences

GKN Aerospace est le premier fournisseur mondial de technologies aéronautiques et spatiales. Avec 50 sites de production dans 15 pays, l’entreprise fournit plus de 90% des constructeurs d’avions et de moteurs dans le monde.

Mikael Alm, ingénieur Industriel IoT chez GKN : « Nous produisons des composants pour les moteurs d’avions. Dans mon département ND Digital, nous travaillons sur des machines-outils de précision. Nous surveillons nos machines à l’aide de capteurs, afin que tout fonctionne parfaitement et que rien d’imprévu ne se produise. Nous utilisons différents capteurs pour garantir un processus de production sans faille. Depuis environ trois ans, nous utilisons les capteurs de vibrations ifm. Ils surveillent les broches de nos machines-outils. »

La priorité absolue est d’assurer un usinage sans faille de la pièce à usiner. C’est le seul moyen de garantir en permanence une qualité élevée des produits. En raison de la vitesse d’usinage élevée et des efforts du process, il est nécessaire de disposer de systèmes de diagnostic à réaction rapide, qui détectent immédiatement les dommages survenant sur l’outil ou les collisions pendant l’usinage et qui arrêtent immédiatement le process. Cela permet d’éviter des dommages plus importants sur la machine et la pièce à usiner. Pour cela, le diagnostic vibratoire permanent s’est avéré optimal.

Les moindres déséquilibres révèlent des erreurs

Le cœur de ce système est un capteur de vibrations très sensible et extrêmement fiable qui est monté directement sur le boîtier de la broche. Le VSA est un petit accéléromètre micromécanique qui détecte en continu les vibrations sur des surfaces non tournantes de la machine.

La sensibilité du VSA est si élevée que, par exemple, même les plus petits dommages sur une tête de fraisage de quelques millimètres sont enregistrés via le déséquilibre qui se produit. Les variations d’efforts de coupe, dues par exemple à des forets émoussés ou un bourrage de copeaux, sont détectées en raison du changement de comportement

vibratoire puis signalées à l’électronique de diagnostic. Chez GKN, il s’agit du boîtier de contrôle VSE100, qui peut traiter les signaux de quatre capteurs de vibrations maximum et peut déclencher un avertissement ou l’arrêt de la machine en cas de défaut.

Les valeurs limites de détection des vibrations et des collisions peuvent être enregistrées dans la commande de la machine pour chaque outil et pour chaque étape de l’usinage. Pour les déterminer à l’avance, un cycle est exécuté en mode apprentissage. Ainsi, des données vibratoires individuelles sont enregistrées pour chaque outil dans le système de contrôle-commande, avec des tolérances réglables. Tout dépassement de ces valeurs pendant l’usinage est considéré comme une erreur et déclenche un message d’avertissement ou un arrêt de l’usinage en fonction de l’amplitude de la vibration.

Une autre fonction de protection est la surveillance de l’état de la broche. L’usure des roulements du mécanisme complexe de la broche est détectée et signalée sur la base de caractéristiques vibratoires inhabituelles. Cela offre une sécurité supplémentaire à l’utilisateur.

Autres capteurs

Le boîtier de contrôle dispose de deux entrées analogiques auxquelles peuvent être raccordés des capteurs supplémentaires pour la surveillance d’autres paramètres. GKN utilise par exemple de nombreux capteurs de pression de la série PN7 pour contrôler en permanence la pression dans les circuits de refroidissement.

Mikael Alm, Ingénieur Industriel IoT chez GKN Aerospace temoigne : « Je travaille avec des capteurs ifm depuis mes débuts chez GKN Aerospace. ifm propose une bonne et large gamme de capteurs, il y a donc toujours une solution qui correspond à nos besoins. »

J’ai travaillé pendant de nombreuses années avec ce type de maintenance et elle fonctionne parfaitement. ifm offre un excellent support client qui nous aide à tout moment pour trouver une solution à nos problèmes.

Mikael ALM

Ingénieur Industriel IoT chez GKN Aerospace

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Chakib Mouhoubi

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David Justo Samuel Gilette Tanguy Locatelli

vous présente sa mini-série :

La vraie vie de nos capteurs pour le meilleur et pour le rire !

IO-Link

Mettez votre machine à niveau pour l’industrie 4.0 avec les maîtres IO-Link

ifm se concentre sur les technologies d’automatisation. Nos blocs maîtres intègrent IO-Link, une interface de communication entre le maître et le capteur. Ce maître transmet les données de la machine, les paramètres du processus et les informations de diagnostic soit à un contrôleur PLC, soit directement à un système de contrôle IIoT de niveau supérieur. L’écosystème IO-Link est ainsi fondamental pour l’Industrie 4.0.

Bus de terrain

Jusqu’à 8 dispositifs tels que capteurs, vannes et modules E/S sont connectables, en fonction du type

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Maître IO-Link à 8 ports

Pourquoi IO-Link ?

• Améliore l’efficacité de la mise en service de la machine en utilisant l’écosystème plug-and-work, grâce à des câbles standard et des E/S de terrain.

• Un seul câble bidirectionnel permet de surveiller plusieurs valeurs de processus, simplifiant ainsi la complexité du système.

• La restauration automatique des paramètres lors du remplacement de capteurs et d’appareils augmente la disponibilité de la machine.

• Fournit des informations sécurisées sur la machine du client pour une intégration transparente avec un logiciel de niveau supérieur.

• Permet une grande flexibilité du système en configurant les E/S sur le terrain, éliminant ainsi le besoin d’une armoire de commande.

IIoT

Les maîtres IO-Link d’ifm peuvent transmettre directement des données à des systèmes tels que SCADA, MES, ERP, CMMS sans passer par l’automate. Simultanément, ils envoient des informations à l’automate pour le contrôle de la machine. Cette configuration, que nous appelons le « chemin Y » d’ifm, offre une approche unique permettant d’acheminer les informations directement là où elles sont requises !

ifm est l’un des membres fondateurs du consortium IO-Link, qui compte 250 membres. En tant que norme de communication universelle (IEC 61131-9), IO-Link d’ifm n’est pas limité à une seule utilisation et peut être intégré à d’autres technologies IO-Link.

La remontée de données via IO-Link

Les nouveautés Les incontournables

Signalisation et détection en rétrofit

• Signalisation habituelle par LED librement configurables

• Détection des états des machines et leur transmission au logiciel d’évaluation supérieur via IO-Link

• Génération d’indicateurs de production

Mesure précise des distances par rapport aux surfaces métalliques

• Principe de mesure inductif sans contact, adapté à tous les types de métaux

• Robuste, immédiatement prêt à l’emploi, répétabilité élevée

• Précision d’un calibrage 1 point ou 3 points au choix

Capteurs de contrôle de plaquage de pièces pour machines-outils

• Valeur de distance fournie en valeur absolue avec une précision au micromètre.

• Informations de distance, de débit et de pression.

• Canal de mesure auto-nettoyant

Maîtres IO-Link IP67

• Module déporté permettant une captation de données dans des environnements agressifs

• Toute la communication IO-Link au cœur de votre process

Capteurs de débit mécatronique avec inhibiteur de reflux et afficheur

• Température de fluide admissible élevée jusqu’à 180 °C et pression jusqu’à 200 bar

• Temps de réponse très court

• Parfaitement adapté pour l’eau et différentes viscosités d’huile

Capteurs de vibrations

• Surveillance permanente des indicateurs pertinents de fatigue, choc, friction et température

• Intégration dans les systèmes Ethernet industriels sans armoire électrique ni câblage complexe

• Fourniture de données brutes pour des analyses étendues des dommages

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Améliorez votre productivité grâce à notre plateforme IIoT

L’efficacité de votre outil de production se construit grâce à quatre facteurs essentiels : disponibilité, fiabilité, consommation énergétique optimisée et contrôle qualité process.

Les avantage de moneo

• ROI rapide

• Déploiement facile et progressif

• Gain de temps sur les opérations de maintenance

• Une plateforme ouverte

• Définition de vos KPI

• Suivi de vos indicateurs

• Interfaçage de vos données OT avec l’IT

• Adaptabilité à votre projet IIoT

Notre plateforme IIoT moneo constitue votre boîte à outils pour :

Maitriser votre maintenance grâce à un suivi en temps réel de l’état de santé de vos machines

Améliorer votre consommation en mesurant finement chacune de vos installations critiques

Suivre la production et la performance de vos machines

Contrôle qualité des process En savoir

Témoignage - DASSAULT AVIATION ISTRES

Optimisation de la consommation d’air comprimé, une collaboration fructueuse

Chez DASSAULT Aviation à Istres, la maîtrise de la consommation d’air comprimé est essentielle pour l’efficacité opérationnelle et la durabilité environnementale. Dans le cadre de son engagement continu envers l’excellence opérationnelle, DASSAULT Aviation a entrepris une analyse approfondie de ses systèmes d’air comprimé.

Installation du Système de monitoring

Pour évaluer avec précision ses besoins en air comprimé et dimensionner adéquatement sa future installation, DASSAULT Aviation a mis en place un système ifm intégrant la plateforme IIoT ifm, moneo, sur les phases du compresseur. L’objectif était de mesurer la consommation d’air comprimé sur une semaine type, en tenant compte de la présence des équipes avion.

Découvertes Clés

Surdimensionnement du compresseur :

• Le compresseur fonctionnait majoritairement entre 20 % et 60 % de sa vitesse maximale, indiquant qu’il n’était pas utilisé dans sa plage de fonctionnement optimale.

Fuites Significatives dans le Réseau :

• Des mesures effectuées un samedi, jour sans activité sur le site, ont montré un débit moyen de fuites de 145 m³/h.

Bilan Préliminaire

En combinant les données du compresseur et celles remontées dans la plateforme IIoT, il en ressort les chiffres annuels suivants :

• Débit Total : 1 003 200 m³

• Débit de Fuite Estimé : 145 m³/h

• Volume de Fuite Annuel : 579 275 m³

• Taux de Fuite : 58 %

Ces résultats ont conduit à une première phase de diagnostic, de détection et de réparation des fuites pour affiner le dimensionnement de la production d’air comprimé.

L’efficience énergétique est une priorité pour DASSAULT Aviation Istres, et c’est dans cette optique que la collaboration avec ifm est née.

Le rôle clé d’ifm dans l’optimisation des systèmes

Grâce à l’expertise d’ifm et à l’installation de débitmètres massiques de pointe (gamme SD), une image précise de la consommation d’air comprimé a pu être obtenue. Ces débitmètres, conçus et fournis par ifm, ont été essentiels pour identifier les inefficacités et les fuites au sein du réseau.

Identification précise et réductions des fuites :

• Après installation, les débitmètres SD d’ifm ont révélé un taux de fuite supérieur aux estimations initiales, soulignant l’importance de cette technologie dans la détection précise des pertes.

Réduction des fuites et des coûts opérationnels :

• Grâce aux débitmètres d’ifm, une campagne de réparation a réduit le volume de fuite d’environ 25 m³/h, et ainsi une baisse notable de consommation d’air comprimé et des coûts associés.

Amélioration de l’efficacité énergétique :

• Grâce aux données fournies par les débitmètres d’ifm, DASSAULT Aviation a pu optimiser l’utilisation de ses compresseurs, améliorant ainsi l’efficacité énergétique globale de l’installation.

Engagement environnemental :

• La réduction des fuites et l’optimisation des systèmes d’air comprimé contribuent à l’engagement de DASSAULT Aviation envers la réduction de son empreinte carbone. Le partenariat entre

DASSAULT Aviation Istres et ifm illustre avec brio comment l’innovation technologique et la collaboration peuvent conduire à des avancées significatives dans la gestion des ressources industrielles.

Source : Grégory MOAL - Chef de projets travaux neufs et investissement - Dassault

Mise en avant partenaire - PRACARTIS

Le groupe PRACARTIS est un groupe familial composé de 10 PME qui proposent des solutions globales d’usinage de précision. Ces sociétés sont regroupées sous 4 pôles de produits et services : outils coupants, électrobroches, services industriels autour de la machine-outil (rétrofit et adaptation de machine-outil, mise à niveau et optimisation d’automatismes de machines à commande numérique), et centre d’essai.

Le groupe PRACARTIS ne cesse de se diversifier et opère sur de multiples secteurs tels que : aéronautique, défense, automobile, horlogerie, micro-mécanique, médical, enseignistes.

Il intervient auprès de ces différents marchés qui font face à des enjeux qui leurs sont propres, notamment via le pôle Services Industriels, afin d’instrumenter les machines grâce à l’ajout de capteurs intelligents sur la broche ou sur les équipements de la machine. Ceux-ci permettent la collecte de différents types de données : analyse vibratoire, mesure de pression, de débit, de température et vitesse...

En effet, le groupe PRACARTIS permet aux industriels d’améliorer leur stratégie et leur process d’usinage. « En s’inscrivant dans une industrie durable, nous permettons ainsi à nos clients, avec leur parc machines existant, d’augmenter la productivité et la disponibilité de leurs machines, de gagner en performance, de prolonger la durée de vie de leurs équipements. » Le groupe PRACARTIS grâce à sa réactivité, son expertise et son centre d’essai est également force de proposition pour les problématiques complexes d’usinage (machine, matériau, composites, pièces complexes…).

Pour ce faire, le groupe PRACARTIS fait appel à ifm, en raison d’un grand choix de produits techniques et innovants, fiables et robustes mais aussi en raison d’un service et support client de qualité. Le groupe PRACARTIS utilise bon nombre de produits et solutions tels que des accéléromètres et des boîtiers d’acquisition et de traitement VSE pour l’analyse vibratoire, ou encore divers capteurs (pression, température, débit d’air comprimé et qualité d’huile), le tout relié à des maîtres IO-Link.

Les produits IO-Link permettent une mise à niveau rapide des installations. Leur flexibilité leur permet de s’adapter à de multiples configurations. La prise en main de la configuration des capteurs par l’installateur est simple. L’échange standard est également facilité.

Ainsi, l’utilisateur a accès à des remontées d’informations complémentaires très utiles. En effet, l’utilisateur a accès à une multitude de données lui permettant d’anticiper les pannes, d’aider au diagnostic de maintenance, de paramétrer au plus juste, de détecter et corriger rapidement les dérives et les dysfonctionnements. La performance et donc la productivité sont améliorées, les rebuts et les pannes sont diminués, l’usinage est optimisé !

Les expertises combinées du groupe PRACARTIS et d’ifm permettent l’intégration complète des produits ifm chez le client. « Associés à ifm, nous gérons le projet complet pour une intégration réussie ».

Le slogan « Close to you » d’ifm résonne d’autant plus, en ce sens que pour le groupe PRACARTIS, cela signifie être au plus près de la problématique terrain, apporter une écoute forte sur des besoins clients et des problématiques métiers autour de la maintenance, des process et de la qualité. Grâce à cela, la solution client est réellement adaptée à sa problématique.

Le groupe PRACARTIS est très heureux du partenariat avec ifm qui permet de travailler main dans la main sur les projets simples ou complexes, avec en ligne de mire la satisfaction du client d’avoir une modernisation complète de son parc machine. La combinaison des expertises de ifm et de PRACARTIS est une chance.

Vincent PRADALIER

Directeur industriel et commercial - PRACARTIS

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