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Présentation

Airbus utilise le logiciel de simulation WITNESS pour développer une nouvelle usine de traitement de surface de 21 millions de livres sterling.

Contexte

Airbus utilise le logiciel de simulation WITNESS pour jouer un rôle clé dans le développement d'une usine de traitement de surface massive de 21 millions de livres sterling dans son usine de Broughton au Royaume-Uni. L'usine est considérée comme la plus grande installation entièrement automatisée de ce type au monde. WITNESS a été utilisé pour fournir plus qu'une simple simulation de scénarios. Une séquence évolutive de modèles a été construite pour optimiser l'agencement et le fonctionnement de l'usine proposée. Le logiciel a été utilisé en fait comme un outil de CAO animé basé sur des événements, et les plans d'exécution de l'entrepreneur ont été dérivés directement du modèle final. Selon Airbus, cela pousse la simulation de fabrication « à ses limites ».

L'usine de Broughton près de Chester fabrique des ailes pour la famille d'avions de ligne d'Airbus, qui connaît actuellement un succès remarquable. Chaque aile de chaque variante de la famille Airbus est construite à Broughton. Face à une demande croissante pour la gamme actuelle, ainsi que pour les nouveaux modèles en cours de développement, Airbus a décidé d'installer une nouvelle usine de traitement anodique pour éviter que le procédé ne devienne un goulot d'étranglement pour la production. Le processus d'anodisation est utilisé pour empêcher la corrosion des composants de l'aile tels que les longerons, les nervures, les lisses, les peaux et une variété de composants plus petits. Les composants sont immergés dans des réservoirs d'acide chromique et de forts courants électriques les traversent. Cela provoque la croissance artificielle d'un revêtement d'oxyde protecteur sur la surface métallique, scellant le matériau sous-jacent contre la corrosion.

Les pièces sont préparées pour l'anodisation par une succession de pré-traitements entrecoupés de rinçages à l'eau avant passage dans l'acide chromique. La durée d'immersion et la densité du courant sont variables. A la suite de cette étape, il y a une séquence de rinçages pour éliminer l'acide et un séchage final à l'air chaud. Douze réservoirs sont impliqués et chaque composant passe par la séquence deux fois : une fois immédiatement après l'usinage pour fournir une protection temporaire et aider à la détection des défauts, et une autre fois immédiatement avant la peinture. Les plus grands revêtements d'ailes mesurent 34 mètres de long, ce qui a dicté la longueur des réservoirs. L'usine complète mesure plus de 100 mètres de long, 50 mètres de large et 23 mètres de haut.

Jim Cruise, spécialiste de la simulation chez Airbus, a développé la série de modèles WITNESS. En partant de la séquence d'immersions et du nombre de charges à traiter chaque jour et en prenant des contributions de l'ingénierie, des opérations, des installations et des fournisseurs potentiels, Cruise a développé un modèle WITNESS animé et interactif qui est devenu le centre d'une série de réunions de remue-méninges. Ce dialogue interentreprises et interdisciplinaires a été extrêmement efficace, affirme Cruise. Il pense que la compréhension acquise n'aurait guère pu être obtenue d'une autre manière, et certainement loin d'être aussi rapide et avec un degré de confiance aussi élevé. Par exemple, bien que l'utilisation du pont roulant desservant l'installation soit assez faible, il est rapidement devenu évident que deux ponts roulants seraient nécessaires. De nombreuses discussions ont porté sur la zone à desservir par chaque pont roulant et sur le mode de prise de contact et de transfert de charge entre eux. Ces ponts roulants ont ensuite dû être reliées au système existant de ponts roulants dans le bâtiment principal de l'usine, qui fonctionnent à une altitude inférieure.

D'autres problèmes concernaient la manipulation des flightbars (poutres auxquelles les composants à traiter sont suspendus et qui, dans la conception finale, servent également de couvercles aux réservoirs actifs), l'opération de jigging (par laquelle des supports de suspension électriquement conducteurs sont fixés aux composants) et le système de contrôle élaboré qui devait assurer la coopération de divers pont roulants et d'autres éléments du système. Cela devait incorporer une fonction de réservation pour s'assurer que les composants ne restent bloqués dans les réservoirs d'acide parce que les ponts roulants sont occupés ailleurs. Le système de contrôle a été développé en modélisant les ordinateurs de contrôle dans WITNESS et en créant des spécifiques pour obtenir le fonctionnement souhaité. Ces algorithmes ont ensuite été extraits de WITNESS et remis aux programmeurs qui devaient écrire le logiciel de contrôle dans le monde réel.

Jim Cruise considère cela comme une partie cruciale du processus et y fait référence comme « fermer le lien » entre le concept et la réalité. Cela donne des raisons d'être optimiste quant au fait que l'installation fonctionnera vraiment comme prévu. Un dernier avantage provient de l'utilisation continue du modèle fini en tant que module pouvant être intégré à d'autres simulations.

Résultats

L'usine de traitement n'est que l'un des nombreux développements majeurs d'Airbus Broughton ; d'importants investissements dans des centres d'usinage à table longue, par exemple, sont également en cours. Lors du développement de systèmes de support et de stratégies de chargement pour ceux-ci, Airbus a trouvé qu'il était extrêmement utile d'avoir sous la main un modèle du portail vers lequel leur sortie serait dirigée.


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