Optimiser l'efficacité des machines et réduire les temps d'arrêt : vers des performances industrielles maximales
Dans l'industrie moderne, l'efficacité des machines est un pilier fondamental du succès des entreprises. Garantir la disponibilité et optimiser les performances des équipements ne sont pas seulement des impératifs pour augmenter la productivité, mais également pour maintenir une compétitivité durable. Face à des réglementations environnementales de plus en plus strictes et la raréfaction des ressources, il est crucial d’adopter de nouvelles approches innovantes. De plus, les arrêts imprévus des machines peuvent engendrer des pertes financières considérables et nuire à la réputation d'une entreprise. Les analystes estiment que les temps d'arrêt imprévus ont coûté aux entreprises industrielles du classement Fortune Global 500 près de 1,5 billion de dollars en 2022, soit 11 % de leur chiffre d'affaires annuel (source: industrie.de). Cet article explore des solutions concrètes pour permettre aux entreprises d’améliorer efficacement et durablement la performance de leurs machines.
Définition de la disponibilité, de la productivité et de l'efficacité des machines
La disponibilité des machines désigne la période pendant laquelle une machine est fonctionnelle et capable d’exécuter sa tâche prévue de manière productive. Cet indicateur clé reflète l’efficacité et la fiabilité des équipements de production. Généralement exprimée en pourcentage, elle mesure le temps de fonctionnement planifié où la machine est réellement prête à l’emploi. La disponibilité est étroitement liée au temps de fonctionnement, qui correspond à la durée totale pendant laquelle une machine opère sans interruptions.
L'efficacité des machines décrit le rapport entre le travail produit et l'énergie dépensée, tout en maintenant une qualité constante. Une machine avec une efficacité maximale atteint son plein potentiel de performance avec des coûts d'exploitation minimaux. La formule pour calculer l'efficacité des machines ou l’efficacité globale des équipements (OEE) :
OEE = Disponibilité x Performance x Qualité (source: OEE-Institute)
Cette efficacité est particulièrement essentielle dans des secteurs exigeants, tels que les machines de construction et agricoles, les compresseurs, les équipements de fabrication ou encore les moteurs soumis à des charges extrêmes.
Facteurs influençant les performances des machines
Les performances d'une machine dépendent de plusieurs facteurs clés :
Usure : Avec le temps, la friction, les charges répétées et les influences environnementales provoquent une dégradation progressive des composants. Cette usure entraîne une diminution de l'efficacité et peut compromettre les performances globales.
Influences environnementales : La pollution de l’air et de l’eau, les impuretés dans les liquides, la poussière, une humidité élevée ou encore des températures extrêmes affectent fortement la durabilité des pièces. Ces facteurs sont particulièrement critiques pour les équipements lourds opérant dans des environnements difficiles.
Lubrification : Une lubrification correcte est indispensable pour réduire la friction et l’usure entre les pièces mobiles. Elle garantit un fonctionnement fluide, améliore l'efficacité et prolonge la durée de vie des composants.
Entretien : Une maintenance insuffisante, irrégulière ou négligée peut provoquer des arrêts imprévus, souvent coûteux et perturbateurs pour les opérations. Un entretien planifié et proactif est essentiel pour prévenir les pannes et maintenir un rendement optimal.
Les coûts des temps d'arrêt exigent des solutions modernes
Les temps d'arrêt imprévus des machines représentent un défi majeur pour les entreprises, avec des conséquences financières parfois dramatiques. Une étude récente révèle que les coûts d'une heure d'arrêt non planifié ont augmenté d'au moins 50 pour cent dans de nombreuses industries depuis 2020. Par exemple, dans le secteur automobile, une heure d'arrêt dans une usine coûtait environ 1,3 million de dollars américains en 2019/2020. En 2022, ces coûts ont dépassé les 2 millions de dollars, sans compter les impacts indirects tels que les retards dans la chaîne d'approvisionnement ou les atteintes à la réputation de l'entreprise.
Stratégies pour améliorer l'efficacité des machines
Comment maximiser l'efficacité des machines tout en évitant les temps d'arrêt ? Plusieurs stratégies complémentaires peuvent être mises en œuvre pour obtenir des résultats optimaux. Ces approches, qu'elles soient classiques ou innovantes, permettent d'améliorer la performance des équipements et de réduire les interruptions :
- Formation et sensibilisation des employés : Un personnel bien formé est essentiel pour détecter les problèmes potentiels dès leur apparition et intervenir rapidement. Des formations régulières sur les procédures de maintenance et l'utilisation des systèmes de surveillance permettent d'améliorer la réactivité et l'efficacité des équipes.
- Optimisation de la logistique des pièces de rechange : Une gestion efficace des pièces de rechange est cruciale pour éviter les arrêts prolongés. Identifier les pièces critiques et garantir leur disponibilité en stock réduit considérablement les temps d'attente en cas de panne.
- Documentation et analyse des pannes : Chaque panne doit être documentée et analysée de manière approfondie. Ces données permettent d'identifier les causes récurrentes des interruptions et d'ajuster la stratégie de maintenance pour prévenir les problèmes futurs.
- Maintenance préventive : Bien que la maintenance prédictive gagne en importance, la maintenance préventive reste indispensable. Effectuer des contrôles réguliers, selon les recommandations du fabricant et l'expérience opérationnelle, permet d'éviter les défaillances inattendues et d'assurer une durée de vie optimale des machines.
- Surveillance en temps réel : L'intégration de capteurs et de technologies IIoT (Internet industriel des objets) permet de collecter et d'analyser en continu les données des machines. Cette surveillance en temps réel aide à détecter rapidement les anomalies ou les schémas inhabituels, permettant une intervention précoce avant qu'un problème majeur ne survienne.
- Maintenance prédictive : La maintenance prédictive repose sur l'analyse des données collectées en temps réel par des capteurs. Cette approche permet d'identifier les risques nécessitant une intervention humaine avant qu'ils ne se transforment en pannes. En optimisant les intervalles de maintenance, cette méthode réduit les arrêts imprévus tout en maximisant la disponibilité des équipements.
- Analyse des données et apprentissage automatique : Les technologies avancées d'analyse de données et les algorithmes d'intelligence artificielle (IA) permettent de détecter des schémas et des anomalies dans les données historiques et en temps réel. Ces outils offrent des prédictions précises sur l'état des machines et des diagnostics automatisés, facilitant une meilleure prise de décision.
- Maintenance prescriptive : La maintenance prescriptive va au-delà de la simple prédiction des pannes. Elle fournit des recommandations concrètes et automatisées pour résoudre les problèmes identifiés. Cette approche proactive permet non seulement d'éviter les pannes, mais aussi d'optimiser les performances globales des machines en temps réel.
Solutions innovantes de MANN+HUMMEL pour une disponibilité maximale des machines
Afin de maximiser la disponibilité des machines, les entreprises privilégient de plus en plus des solutions innovantes et fiables. Chez MANN+HUMMEL, nous sommes fiers de nous positionner parmi les leaders mondiaux de la filtration, non seulement grâce à nos produits de filtration traditionnels de haute qualité, mais aussi grâce à nos solutions digitales et intelligentes qui redéfinissent les standards du secteur.
Digital Filter Suite : Surveillance des filtres pour réduire les temps d'arrêt
Un exemple majeur de notre approche avancée pour améliorer l'efficacité des machines est notre gamme Smart Filtration Solution, intégrée dans la Digital Filter Suite de MANN+HUMMEL. Ces solutions modernes combinent nos technologies de filtration performantes avec des capteurs spécialement conçus, les technologies IIoT et des services numériques intégrés. Les solutions de filtration intelligentes de MANN+HUMMEL sont déjà déployées dans divers secteurs, notamment les machines agricoles et de construction, ainsi que les installations industrielles. Grâce à la Digital Filter Suite, il est possible d’optimiser la durée de vie des filtres, de réduire les coûts de maintenance et de minimiser les temps d’arrêt imprévus.
Pour répondre aux besoins spécifiques de nos clients OEM (fabricants d'équipements d'origine), les solutions Smart Filtration de MANN+HUMMEL peuvent être personnalisées et déclinées sous différentes conception en fonction des exigences individuelles. Deux options principales sont proposées :
Le design Cloud-2-Cloud est idéal pour les véhicules et machines de nouvelle génération, particulièrement adaptés aux environnements bénéficiant d'une bonne couverture réseau pour l'internet mobile. Cette option permet une intégration complète des données et une automatisation des processus. Grâce à cette solution, les services numériques restent constamment à jour, et les données générées par les machines connectées sont intégrées de manière transparente dans des portails de gestion de flottes ou de services. Cela facilite, par exemple, la planification automatisée des interventions de maintenance. Les données collectées sont traitées de manière anonymisée et échangées via un système sécurisé avec un chiffrement de bout en bout.
Les designs Edge et Embedded sont spécifiquement conçus pour les véhicules et équipements utilisés dans des environnements isolés, où la connectivité internet mobile est limitée ou inexistante, et où une autonomie complète est essentielle. L'avantage de l'autonomie réside dans la capacité des systèmes à fonctionner indépendamment des réseaux. Cependant, cette autonomie implique des systèmes isolés au sein de la flotte, où les services numériques nécessitent une mise à jour manuelle. De plus, les données et informations collectées ne peuvent pas être intégrées automatiquement dans des portails de gestion de flottes ou de services, ce qui limite les possibilités d'automatisation et d'intégration des processus.
La “Smart Filtration” chez MANN+HUMMEL, expliquée à travers le design de solution : Cloud-2-Cloud
Des capteurs, spécialement conçus pour surveiller l'état des filtres, sont installés à l'intérieur et à l'extérieur des machines. Ils surveillent en continu l'état et la charge des filtres à air et à liquides utilisés, ainsi que l'état des fluides en temps réel.
Les données collectées sont anonymisées et transmises via le système télématique des véhicules et machines modernes vers le cloud des OEM.
Les services numériques de la Digital Filter Suite, hébergés dans le MANN+HUMMEL Cloud, analysent ces données à partir du cloud OEM et fournissent des informations détaillées sur l'état actuel de charge des filtres. Ils effectuent également des prévisions précises sur la durée de vie restante des éléments filtrants.
Les informations ainsi générées sont mises à la disposition du conducteur du véhicule ainsi que des portails de gestion de services et des systèmes de gestion de flottes via le cloud des OEM. Elles permettent de planifier les activités de maintenance de manière plus intelligente et proactive, améliorant l'efficacité opérationnelle et réduisant les temps d'arrêt imprévus.
Les avantages de cette solution sont multiples :
Éviter les besoins de maintenance imprévus et les arrêts de machines non planifiés
Planification plus intelligente et proactive des activités de maintenance
Utilisation optimale de la durée de vie disponible des filtres
Réduction des coûts de maintenance et d'exploitation
Protection améliorée des personnes et des machines grâce à une surveillance continue des filtres à air
Optimisation de l'approvisionnement en pièces de rechange
Exemple concret : la filtration des huiles de lubrification grâce à des innovations hautement efficaces
Au-delà des solutions numériques, MANN+HUMMEL propose des produits de filtration performants qui assurent une protection maximale des véhicules, machines et équipements. Ces produits contribuent à réduire l'usure, tout en améliorant les performances et la durée de vie des équipements. Un exemple concret illustre l'optimisation de la filtration des huiles de lubrification dans les générateurs mobiles grâce aux centrifugeuses de MANN+HUMMEL :
Problème : Usure élevée des composants moteur, entraînant des coûts de maintenance et d'exploitation importants.
Solution : Utilisation de la centrifugeuse FM200 (ou d'autres solutions de centrifugeuses MANN+HUMMEL) pour améliorer la propreté de l'huile de lubrification moteur.
Résultat : La centrifugeuse protège efficacement la machine contre les particules de suie, réduisant ainsi l'usure des composants.
Avantage économique : Les coûts de conversion ont été amortis en moins de 12 mois, avec des économies annuelles atteignant 63 000 euros.
Cet exemple démontre que les améliorations ciblées dans la technologie de filtration peuvent entraîner des économies significatives, une augmentation de l'efficacité des machines et une réduction des coûts de maintenance. Grâce aux solutions de MANN+HUMMEL, les entreprises bénéficient d’une protection durable et d’une meilleure rentabilité de leurs équipements.
Innovations et expertise pour l'industrie d'aujourd'hui et de demain
L'amélioration de l'efficacité des machines et la réduction des temps d'arrêt sont des facteurs cruciaux pour une industrie propre et durable. En combinant des modèles basés sur les données et des modèles physiques, les entreprises peuvent optimiser leur maintenance prédictive et renforcer leur compétitivité.
Un élément clé pour améliorer le fonctionnement des machines réside dans l'utilisation de systèmes de contrôle intelligents, permettant d'atteindre une efficacité maximale.
Les tendances en matière d'optimisation des performances industrielles incluent :
Intégration renforcée de l'IA et de l'apprentissage automatique : Ces technologies permettent d'améliorer la précision des prévisions et de faciliter des processus décisionnels autonomes en matière de maintenance.
Réalité augmentée (AR) dans la maintenance : Les technologies AR assistent les techniciens en affichant en temps réel des informations et instructions pertinentes, simplifiant ainsi les interventions et réduisant les erreurs humaines.
Jumeaux numériques : La création de représentations numériques hautement précises des machines révolutionne la simulation, l'optimisation des processus de production et la maintenance.
Internet industriel des objets (IIoT) : L'IIoT permet de connecter des objets physiques et virtuels dans des environnements industriels via une infrastructure IT globale. Cela facilite la communication entre les machines et l'analyse des données pour des performances optimisées.
- Edge et Cloud Computing : Les données peuvent être traitées localement, à la périphérie (“Edge”) de la machine, pour réduire les temps de réponse dans des applications critiques ou sensibles à la sécurité. Alternativement, via le Cloud, des services hautement évolutifs tels que le traitement, le stockage, les bases de données et les analyses sont disponibles à tout moment et en tout lieu.
Les entreprises qui adoptent ces technologies seront en mesure de maximiser l'efficacité de leurs machines, de minimiser les temps d'arrêt et, par conséquent, d'augmenter significativement la disponibilité et la productivité de leurs équipements. Ce sont ces facteurs qui représentent un avantage concurrentiel clé dans une industrie de plus en plus exigeante. Chez MANN+HUMMEL, nous sommes prêts à vous accompagner dans cette démarche.
Contactez-nous – ensemble, nous trouverons des solutions innovantes pour atteindre une performance industrielle optimale !
