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Essai pratique indépendant : la rentabilité du karakuri/LCA confirmée

Alors qu’au Japon, le constructeur automobile Toyota forme chaque année environ 400 spécialistes en karakuri/LCA (automatisation à faible coût), cette méthode spécifique de la production « lean » n’est pas encore très répandue en Europe.  

Le karakuri/LCA est une variante de l’automatisation qui se passe de l’électricité, des unités de commande et de la programmation, et exploite avant tout les lois de la gravité et de la mécanique. Dans un grand nombre de cas, le karakuri/LCA peut remplacer une solution d’automatisation conventionnelle, notamment à des coûts nettement moindres. « Cependant, jusqu’à présent, nous n’avions pas de preuve de la rentabilité du karakuri/LCA apportée par une instance indépendante. En tant qu’école supérieure, nous sommes réellement indépendants, et nous avons donc pris le sujet à bras le corps » déclare le professeur Volker Ahrens. Il est le titulaire de la chaire de gestion de production à l’école supérieure d’économie NORDAKADEMIE et s’occupe des recherches et de l’enseignement concernant le karakuri/LCA. Dans le cadre d’un projet pratique sous sa responsabilité, six étudiants en ingénierie industrielle se sont attaqués au sujet pour leur thèse de master, à l’aide de notre système de construction modulaire pour la production « lean ».

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Deux façons de résoudre un problème d’automatisation

Concrètement, le but du projet était la confrontation de deux solutions au problème d’automatisation suivant : il s’agissait de transporter un conteneur petites charges (CPC) chargé d’une transmission pesant 6 kg en franchissant un obstacle d’une hauteur de 2 m et d’une longueur de 3 m. Le plus grand défi était lié à l’amortissement et à la décélération des charges déplacées. A la fois une application d’automatisation conventionnelle avec un monte-charge à entraînement électrique et un convoyeur et une solution karakuri/LCA ont fait l’objet d’une conception complète, cependant seule la solution karakuri/LCA a été réalisée : « Sachant que la solution conventionnelle aurait été nettement plus coûteuse, il n’aurait pas été raisonnable sur le plan économique de la construire également » explique Finnja Kietzke, membre de l’équipe du projet. En même temps, la planification des deux installations avec des composants item a assuré une comparaison réaliste des coûts. En fin de compte, le calcul des frais de matériel et de personnel a abouti à des économies d’environ 40 % pour l’option karakuri/LCA. « C’est largement significatif » souligne le professeur Ahrens. « Evidemment, toutes les installations sont différentes. On ne peut donc pas appliquer cette valeur telle quelle à tout type de problème d’automatisation. Toutefois, cet ordre de grandeur est plutôt éloquent ».

Le calcul des frais de matériel et de personnel a abouti à des économies d’environ 40 % pour le karakuri/LCA en comparaison avec la solution d’automatisation conventionnelle .

Le processus de transport de la solution karakuri/LCA commence par une personne pesant sur une rampe pour la faire descendre. La transmission de force fait ainsi monter un contrepoids au moyen d’un câble sous gaine. En même temps, un chariot descend pour le CPC. A présent, il suffit que l’utilisateur place le CPC dans le chariot et quitte la rampe. Comme dans un monte-charge, le chariot portant le CPC peut alors monter. Ensuite, il s’agit de faire passer le CPC par l’obstacle jusqu’à la tour pour la descente. Le CPC est avancé par un plan incliné et un convoyeur à galets. Ce type de construction est parfois appelé « pont karakuri/LCA ». Enfin, le CPC atteint sa destination, toujours à l’aide d’un câble sous gaine et d’un contrepoids. Deux brides équipées de butées le freinent à cet endroit afin d’éviter qu’il ne s’échappe de l’unité de réception.

L’accès à la rampe par le côté droit est le point de départ du transport du CPC. 

Aller plus vite avec les composants, les logiciels de construction et les contenus d’item

Pour pouvoir présenter l’installation de karakuri/LCA aussi sur des salons professionnels, le montage/démontage doit être facile. Grâce aux assemblages simples du système de tubes profilés D30, c’est en effet tout à fait possible. L’installation est composée d’un total de 4 parties et peut être montée ou démontée rapidement par deux personnes. De toute façon, les composants item ont été un avantage décisif : « Nous avions déjà entendu parler du karakuri/LCA en cours, mais nous n’avions encore jamais manipulé les composants avant le projet pratique. Avec les composants item, tout le processus était intuitif. Nous avons pu nous lancer directement sans autre formation » constate Hans Böhme, membre de l’équipe d’étudiants. Son collègue de projet, Malte Wörmer, souligne l’expérience pédagogique positive : « Ce projet était bien un apprentissage par la pratique, et nous nous sommes d’ailleurs bien amusés ». Le logiciel item Engineeringtool a été mis à contribution pour la construction d’une bonne partie de l’installation, un gain de temps appréciable. En plus du catalogue général du système de construction modulaire pour la production « lean », aussi bien les vidéos au sujet du karakuri/LCA que de l’utilitaire item Engineeringtool sur le canal YouTube d’item ont été des aides précieuses au moment de la préparation.

Le karakuri/LCA est une innovation frugale – il se limite au strict nécessaire, tout en étant techniquement impeccable, durable et sans entretien .

Afin de situer la production « lean » en général et le karakuri/LCA en particulier, le fait que le professeur Ahrens les qualifie d’innovation frugale est significatif. « Frugal », cela veut dire « simple » et « modeste » mais aussi « utile ». Une innovation frugale se distingue par le fait qu’elle se limite au strict nécessaire tout en étant techniquement impeccable, durable et sans entretien. Cependant, il ne faut pas considérer le karakuri/LCA comme l’équivalent de la production « lean » puisqu’il s’agit de la forme la plus sophistiquée de la production au plus juste. Pour une introduction à la production « lean », il y a d’autres solutions, comme par exemple les équipements de production « lean ». En comparaison avec une solution d’automatisation conventionnelle, le karakuri/LCA est toutefois plus facile à mettre en œuvre et donc plus économique. La combinaison des deux possibilités d’automatisation dans le cas du karakuri/LCA hybride présente également beaucoup de potentiel : « L’un n’exclut pas l’autre. Il est possible d’automatiser une partie de façon conventionnelle et d’automatiser l’autre partie de façon mécanique. C’est une autre manière de faire des économies » souligne le professeur Ahrens.

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