Comment Ford Valence a utilisé Witness pour définir sa stratégie AGV

Dans le cadre de leur initiative mondiale visant à intégrer des véhicules autoguidés (AGV) dans les processus de fabrication, Ford a demandé à son usine de carrosserie et d’emboutissage de Valence d’examiner les possibilités. L’ingénieur en productivité Vicent Cortina a rapidement compris que pour évaluer la faisabilité de l’utilisation des AGV, il fallait recourir à la simulation prédictive.

Witness (anciennement sous la marque Lanner) est apparu lors des recherches de logiciels. Aujourd’hui, Vicent se décrit comme un super fan. Grâce à l’utilisation de simulations puissantes, l’usine s’est transformée en la principale référence de Ford en matière d’AGV, avec 158 unités déployées dans toute l’usine.

Dans cette histoire d’impact, nous retraçons le parcours des AGV de Ford Valence, en explorant la manière dont ils ont tiré parti de Witness pour démêler les anomalies dans ce domaine riche en paradoxes.

En fournissant des détails approfondis sur la modélisation, nous mettons l’accent sur la capacité de la simulation à prédire les performances d’un projet AGV avant d’investir et sur les avantages que cela apporte. De plus, nous examinons comment l’utilisation de Witness par Ford Valence a incité d’autres usines Ford à adopter la simulation dans le cadre de l’intégration des AGV – stimulant ainsi l’innovation et la collaboration.

Confusion sur la ligne de départ

« 3, 6, 12… quel fabricant d’AGV a raison sur le nombre d’AGV dont nous avons besoin pour l’assemblage des portes de la Kuga ? »

Ford Valence a d’abord identifié le potentiel des AGV pour optimiser le processus d’assemblage des portes de la Kuga. Auparavant, le transport des sous-ensembles de fermetures vers la ligne d’assemblage de carrosserie était effectué manuellement par des caristes. Et c’est à ce stade précoce que Vicent a compris que le monde des AGV était rempli de contradictions.

« La première chose qui m’a surpris, c’est que chaque fabricant d’AGV venu soumissionner pour le projet proposait un nombre différent d’AGV, se souvient-il. L’un disait que nous en avions besoin de 6, un autre affirmait que cela pouvait se faire avec 3, tandis qu’un autre encore disait que c’était impossible avec moins de 12. »

Trop d’AGV, et le coût du projet serait gonflé ; trop peu, et la production serait mise en danger. Pour s’assurer que Ford Valence investissait dans le bon nombre, il fallait tenir compte de nombreuses variables dynamiques – les blocages, les pannes imprévues et la gestion des stocks, par exemple. Après que les résultats obtenus par des méthodes traditionnelles se sont révélés peu fiables, il a reconnu la nécessité de la simulation.

« Je ne suis pas un spécialiste de la simulation, mais je connaissais le logiciel. Ford Cologne l’utilise, par exemple, pour simuler les flux de fabrication de nouveaux modèles, a expliqué Vicent. Avec notre premier modèle de simulation, nous avons déterminé que la quantité minimale viable était de 10 AGV – 5 pour transporter les portes avant droites et 5 pour les portes gauches, a-t-il poursuivi. Et nous travaillons avec cette approche sans aucun problème de cadence. »

Il s’agissait d’un travail d’équipe auquel a participé Javier Leiva, ingénieur industriel principal du département Productivité : « Il a donné le feu vert au projet sur la base de ce modèle initial, malgré les doutes que tout le monde avait concernant la nouvelle approche. Sans cette confiance, nous ne serions pas là où nous en sommes aujourd’hui. »

Le paradoxe logique

« Pour augmenter le volume de production, il faut augmenter le nombre d’AGV, n’est-ce pas ? »

Ford a rapidement rencontré un autre paradoxe, qu’ils ont pu analyser grâce à la puissance de la simulation Witness. Pour atteindre leurs objectifs, Ford devait augmenter sa production de Kuga de 10 % par équipe. « Pour y parvenir, la conclusion logique est qu’il faudrait augmenter le nombre d’AGV, a expliqué Vicent. Cependant, cela dépend en réalité du circuit – notre circuit de transport des portes avant est un carrousel, avec un point d’origine et une destination. »

En utilisant la fonctionnalité Experimenter de Witness, ils ont découvert qu’augmenter le nombre d’AGV augmentait le nombre d’AGV en attente dans la file. « Ajouter davantage d’AGV au circuit a en réalité montré une augmentation du temps de production de 3 secondes. »

« Witness vous permet de choisir le meilleur scénario, en fixant l’objectif et en jouant avec les variables, y compris le nombre d’AGV – nous l’avons testé avec 4, 5, 6, 7 et 10 – et le volume de production était identique. »

Ayant économisé de l’argent en n’achetant pas d’AGV inutiles, Ford a pu investir à la place dans la réduction des temps de cycle et l’amélioration de la disponibilité des lignes afin d’atteindre son objectif de production.

Le paradoxe du stationnaire mais efficace

« Cet AGV est à l’arrêt depuis longtemps. Ne devrait-on pas l’envoyer accomplir d’autres tâches ? »

Un deuxième paradoxe concerne la croyance qu’un AGV à l’arrêt est nécessairement sous-utilisé. Dans l’usine d’assemblage de Ford Valence, 2 AGV transportaient des pièces entre 4 stations – tous deux passant une grande partie de leur temps à attendre sous le rack. « La conclusion logique ? L’un d’eux devrait être envoyé accomplir d’autres tâches. »

Cependant, grâce à Witness, ils ont démontré que les deux AGV étaient nécessaires. En simulant le même circuit avec un seul AGV, ils ont prouvé que la cadence de production ne serait pas respectée, entraînant un arrêt de ligne de 10 %.

La conclusion ? « Avec les AGV, ce qui semble logique n’est pas toujours le cas – parfois l’AGV ne peut pas être réaffecté à une autre mission », a expliqué Vicent.

Cet exemple illustre également un autre avantage clé de la simulation : « Savoir où les AGV resteront inactifs pendant de plus longues périodes est utile pour déterminer où installer les chargeurs de batteries, ce que les fabricants n’ont généralement pas comme information avant le lancement du projet. Cela réduit les temps d’installation, ce qui permet à son tour de réaliser des économies. »

De plus, Witness a également permis à Ford de calculer rapidement le nombre d’AGV nécessaires pour des projets à grande échelle. « En créant des modèles simples, nous pouvons estimer combien d’AGV sont nécessaires pour le lancement de nouveaux véhicules, par exemple – en générant rapidement différents scénarios possibles afin de favoriser des décisions fondées sur des données », a-t-il ajouté.

Circuits d’AGV

« Ce n’est pas comme un convoyeur, un système de transport ou une station robotisée – il a ses propres caractéristiques. »

Après des années d’étude du comportement des circuits d’AGV – avec l’aide de Witness – Ford a développé une compréhension nuancée de ce monde complexe : « Un circuit d’AGV n’est pas comme un convoyeur, un système de transport ou une station robotisée. Il interagit avec son environnement, possède ses propres caractéristiques et exige une nouvelle façon de travailler, à laquelle nous n’étions pas habitués. »

Il a ajouté : « La production ne se déroule pas dans des conditions de laboratoire. Grâce à Witness, nous avons démontré que – bien que nous puissions répondre aux besoins de transport d’une tâche donnée avec seulement 4 AGV, par exemple – il est préférable à long terme d’investir dans 5 AGV fonctionnant à une capacité moindre. »

Vicent se souvient encore de la première fois qu’il a utilisé Witness pour simuler un projet d’usine de carrosserie : « Pour moi, c’était comme avoir une boule de cristal. Nous pouvions voir à l’avance comment le stock de portes était drastiquement réduit, tout en continuant à alimenter la ligne et à maintenir la cadence de production. Avant les AGV, nous empilions les racks de portes afin d’avoir du stock en cas de panne. La simulation nous a montré que nous pouvions réduire la quantité de 50 %. »

Certaines simulations ont été relativement simples, tandis que d’autres ont impliqué une modélisation complexe. Le troisième circuit d’AGV a obligé Ford à automatiser le transport du soubassement de la Kuga, où les AGV devaient livrer jusqu’à 18 références différentes.

Pour déterminer la combinaison la plus efficace, ils avaient besoin de soutien. Et grâce à Helios Alvarez, directeur de secteur pour la carrosserie et l’emboutissage, ils ont eu accès à la formation nécessaire pour créer le modèle de simulation complexe.

Exploiter la simulation prédictive pour orienter la stratégie AGV et promouvoir les meilleures pratiques

Au-delà des paradoxes, la décision de recourir à la simulation prédictive n’a pas seulement façonné la stratégie AGV chez Ford Valence. Elle a également influencé le travail de son département innovation, qui est devenu une référence d’excellence depuis sa création en 2019.

Chaque usine dispose d’un point de contact unique (SPOC) qui constitue une équipe de travail pour partager les problèmes et les solutions liés aux AGV. Vicent : « J’ai utilisé mon expérience pour soutenir les simulations de nouveaux projets dans chaque usine et partager nos retours lors de notre Forum européen de l’innovation. »

La collaboration est la clé de l’avenir des AGV et de la simulation chez Ford

Cette approche collaborative représente l’avenir des AGV et de la simulation chez Ford : « Chaque usine de Ford Valence a partagé nos défis liés aux AGV – et nous devons désormais adopter la même approche afin de permettre une progression rapide dans toutes les usines européennes et mondiales. »

Les progrès s’accélèrent grâce au soutien de Paula Carsi, responsable de la transformation et de l’innovation. « Paula croit au pouvoir de la simulation pour obtenir des résultats précis. Le département innovation connaît une croissance exponentielle, les 4 usines du site de Valence bénéficiant du partage des connaissances et de visites sur site. Des travaux sur des projets de numérisation – y compris des jumeaux numériques et des shadow twins – sont également en cours. »

Ils créent désormais des formations internes afin que d’autres puissent développer leur expertise en simulation :

• En 2021, l’équipe Innovation AGV a créé une formation sur l’utilisation de Witness pour les AGV.
• En 2024, l’équipe met en place des formations d’initiation à la simulation pour les ingénieurs de toutes les usines – et pour tout processus industriel.

De plus, Ford Valence a demandé l’aide de Witness pour créer un petit jumeau numérique pour une ligne de l’atelier de carrosserie. L’objectif ? Obtenir des résultats à court terme qui répondent à la question : « Avec les conditions actuelles de la ligne, vais-je atteindre ce que je souhaite d’ici la fin de la journée ? »

Accélérer les processus de modélisation est également une priorité, et ils expérimentent les capacités 3D de Witness. « C’est bénéfique pour obtenir l’approbation des responsables. Et le soutien que fournit Witness est incroyable. »

Aujourd’hui, l’usine de Valence possède le plus grand nombre d’AGV de toutes les usines Ford – 158, pour être précis. La collaboration et le partage des connaissances représentent l’avenir.