Manufacturing

Smart Manufacturing: son fonctionnement dans l’industrie électronique [infographie]

Le Smart Manufacturing est en train de conquérir l’industrie électronique dans le monde entier. Nous sommes dans une phase historique où des concepts tels que la quatrième révolution industrielle et l’industrie 4.0 sont devenus des réalités concrètes à la portée de tous.

La digitalisation des processus de production tire parti de la connectivité d’Internet, de la capacité de traitement des Big Data et de l’omniprésence de l’Internet des Objets, pour rendre les processus plus prévisibles, plus rapides et plus sûrs. Les partisans du Smart Manufacturing prêchent la facilité d’accès à ces nouvelles méthodes de production, car on sait que de nombreux entrepreneurs de PMI sont encore sceptiques. Ils veulent faire le saut – peut-être après avoir vu ce que font leurs concurrents – mais ils ont peur que cela coûte trop cher, qu’il faille acheter de nouvelles machines coûteuses.

Au contraire, le Smart Manufacturing est un choix dicté avant tout par des motivations économiques, par le désir d’investir un minimum pour obtenir le maximum. Et c’est exactement ce qui se passe quand on considère les nombreux exemples que nous donne l’industrie européenne.

Chez Cadlog, nous voyons des entreprises adopter le Smart Manufacturing, et obtenir des résultats exceptionnels. Parfois, nous vous présentons un cas de réussite, comme celui de ROJ, qui a entièrement construit l’usine du futur, ou celui d’Axel Elettronica, qui a révolutionné sa manière d’introduire de nouveaux produits (NPI). Ces cas se multiplient dans tous les pays où nous sommes présents : Allemagne, Autriche, Espagne, France, Italie, Portugal, Suisse. Là où il y a une vision claire de l’avenir, il y a le Smart Manufacturing.

Comment fonctionne le Smart Manufacturing dans l’industrie électronique ? Cela est expliqué très clairement dans une infographie réalisée par Siemens, que nous présentons dans cet article.

Les principaux défis de la fabrication électronique

Actuellement, l’un des principes clés du secteur manufacturier est le « Lot Size of One« , qui se traduit littéralement par « lot de un ». Cela signifie que les lots des différentes productions sont tellement restreints qu’ils en sont presque réduits à une unique pièce. Cela est dû aux tendances actuelles de la consommation, qui exigent un changement continu des produits et leur personnalisation croissante. Pour les entreprises manufacturières, cela signifie une activité continue d’introduction de nouveaux produits, nécessitant d’intervenir à trois niveaux :

  • Obtenir des processus qui permettent une qualité maximale, avec l’objectif « Right the First Time », c’est-à-dire avoir le bon produit dès le premier essai ;
  • Garder la productivité sous contrôle, avec une planification précise, des reconfigurations de lignes rapides et des livraisons de matériel en juste-à-temps ;
  • Poursuivre l’amélioration continue, en adoptant le modèle du « Digital Twin », qui consiste à simuler numériquement les composants des produits et des processus.

L’optimisation de l’utilisation des matériaux est le deuxième défi. Dans ce cas, la différence se remarque au niveau de l’approvisionnement, où la gestion digitalisée peut vraiment faire la différence. La gestion des stocks est l’un des points forts du logiciel de Siemens, qui permet de synchroniser le stock avec les lignes de production. Le résultat est un approvisionnement des composants en juste-à-temps : les bons matériaux, au bon endroit, au bon moment.

Le troisième défi est la gestion des données. L’atelier génère en permanence et à grande vitesse une énorme quantité de données relatives aux processus, aux cartes et aux composants individuels. La tâche du logiciel est de transformer les Big Data en Smart Data, c’est-à-dire en données formatées et compréhensibles, afin d’obtenir des analyses et des prévisions qui appuient les décisions en temps réel.

Digitaliser l’ensemble de la chaîne de valeur grâce à des solutions de production intelligentes

La deuxième partie de l’infographie sur le Smart Manufacturing est consacrée à un schéma simple et efficace sur les différentes phases du processus de production, qui met en parallèle la production électronique et mécanique. Ici, le message est clair : les deux processus doivent être gérés de manière unifiée et sans rupture avec la phase de conception.

Après la conception, la deuxième phase est la planification de la production, ou ingénierie, dont l’objectif est de passer à la production le plus rapidement possible, sans erreurs et en évitant les itérations de conception. Ici, on observe une partie de la conception pour la fabrication (Design for Manufacturing ou DFM), puis de l’introduction de nouveaux produits (New Product Introduction ou NPI), qui nécessite une préparation du produit.

Ensuite, il y a l’exécution, au sein de la chaîne de production, qui dans le cas de l’électronique consiste en l’assemblage de la carte. C’est surtout au cours de cette phase que la traçabilité est appliquée à chaque élément, de façon à ce qu’il soit possible d’obtenir l’étape suivante, à savoir la « Product Intelligence ».

Les avantages du Smart Manufacturing

La troisième et dernière partie de l’infographie résume les avantages qui peuvent être obtenus grâce au Smart Manufacturing :

  • une réduction du temps nécessaire à l’introduction d’un nouveau produit pouvant aller jusqu’à 50 % ;
  • une réduction des stocks, grâce à l’approvisionnement en flux tendus, avec une réduction de coûts significative ;
  • une qualité de production proche de 100 % ;
  • une réduction du changeover estimée à 50 % ;
  • moins d’obsolescence des équipements, qui n’ont pas besoin d’être remplacés pour implémenter le Smart Manufacturinge dans l’usine ;
  • un délai de livraison des nouvelles commandes dans les 24 heures ;
  • une réduction de 20 % du temps d’ingénierie ;
  • une augmentation de 30 % de l’efficacité de la production.

Tout cela conduit à une croissance des résultats économiques de l’entreprise, qui peut facilement atteindre 20 %. L’heure de se mettre au Smart Manufacturing est définitivement venue !

Cliquez sur l’image pour télécharger l’infographie :

 

Smart Manufacaturing

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Celine WagnerSmart Manufacturing: son fonctionnement dans l’industrie électronique [infographie]

Axel, un exemple d’Industrie 4.0 appliqué à l’ingénierie de production

Un bon exemple d’Industrie 4.0 appliquée à l’ingénierie de production dans le secteur électronique est celui de l’entreprise Milanaise Axel Elettronica. Voici comment ils ont réussi à devenir un exemple du secteur.

L’assemblage de cartes électroniques (PCB) est une activité à fort contenu technologique, nécessitant une capacité d’innovation constante tout en maintenant des normes de qualité élevées. Surtout à l’ère du développement de l’Industrie 4.0 et de la digitalisation de la production. Un ingrédient important de cette innovation est l’organisation.

Alessandro Amati, PDG d’Axel Elettronica, est l’un des managers à l’avoir le mieux compris. Son entreprise est située à Paderno Dugnano, dans la zone urbaine nord de Milan, l’une des régions d’Europe ayant la plus grande vocation industrielle. Au cours des dernières décennies, la concurrence dans l’industrie électronique a été dominée par la Chine, qui semblait ne laisser aucune marge de manœuvre. Mais un certain nombre d’entreprises italiennes, dont Axel, ont compris qu’il est possible d’être compétitif même dans le scénario actuel.

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De petits lots pour une grande variété

L’efficacité est l’un des facteurs sur lesquels il est possible d’intervenir, notamment lorsqu’il ne s’agit pas de servir les productions de masse des grands acteurs, mais de répondre aux besoins d’une variété de productions de qualité, destinées à des marchés spécifiques. Sur les différents marchés, nous assistons à une demande de plus en plus variée, qui nécessite des produits de plus en plus personnalisés et une introduction constante de nouvelles solutions et variantes. Il en résulte que le nombre de clients demandant de petites quantités en peu de temps augmente.

L’activité principale d’Axel Elettronica est l’assemblage de composants électroniques en technologie CMS et THT avec des normes de qualité élevées. Le fort degré de digitalisation est l’un des éléments avec lesquels l’entreprise se démarque. Le principal défi auquel Axel Elettronica est aujourd’hui confronté est donc d’optimiser les processus de production pour réaliser des petites et moyennes productions.

L’importance de la documentation dans l’introduction de nouveaux produits

L’introduction de nouveaux produits (NPI) est le domaine d’activité le plus complexe et à la fois le plus stratégique dans des entreprises d’assemblage comme Axel Elettronica. Il faut être aussi rapide que possible, mais aussi extrêmement précis. L’entreprise milanaise a particulièrement ressenti le besoin d’une meilleure qualité et d’une meilleure traçabilité. Mais cela devait également être combiné avec une bonne dose de flexibilité dans l’utilisation des opérateurs disponibles.

Dans le NPI, la préparation de la documentation joue un rôle clé. C’est la phase qui précède la production réelle, elle a donc un impact direct à la fois sur le temps de création du produit et sur l’efficacité du processus. L’un des changements les plus importants observés chez Axel a été précisément dans la gestion de la documentation, qui était auparavant traitée manuellement. La préparation d’une bonne documentation, si elle est effectuée principalement manuellement, nécessite un personnel qualifié. Cela implique également des opérations répétitives, qui créent une redondance coûteuse sans valeur ajoutée. La procédure suivie précédemment consistait à utiliser le format Gerber et à le comparer avec la nomenclature, puis à créer une documentation PDF, qui été imprimée et à laquelle des notes été ajoutées.

«Avec Process Preparation» – dit Amati – «la documentation peut être gérée par une personne qui n’est pas particulièrement experte. Elle est standardisée pour tous les produits et permet d’accélérer les versions ultérieures d’un même produit.  »

La création de la documentation est l’une des forces de Process Preparation. Parmi les fonctionnalités les plus utiles figure celle de la disponibilité de modèles réutilisables, déjà fournis avec le produit et définis par l’utilisateur. La documentation peut être statique ou interactive. Elle peut inclure tout type de projet, modèle de produit, CMS, test ou toute autre information concernant le produit lui-même. Le secret réside donc dans la réduction des redondances. C’est un moyen très simple de gagner en efficacité.

L’adoption de l’ODB++

Un autre besoin particulièrement ressenti chez Axel était d’avoir une sortie unifiée vers toutes les machines, quel que soit le fournisseur. Si vous souhaitez améliorer l’efficacité dans l’utilisation des machines, la préparation des données est essentielle pour éliminer les tests effectués directement sur la ligne et les retards dus aux erreurs. De plus, il faut être rapide dans la configuration, précisément car il est nécessaire de produire des lots de plus en plus petits d’une variété de produits de plus en plus large.

À ce niveau, les meilleurs résultats sont obtenus lorsque les données du projet sont fournies au format ODB ++ au lieu du format Gerber. Le premier contient une description exhaustive de tous les aspects de la carte, le second contient uniquement les formes géométriques. Axel Elettronica, ayant opté pour la digitalisation de ses processus et ayant compris les avantages d’ODB ++, a poussé avec une grande conviction l’utilisation de ce format vers ses clients. « Dans certains cas, nous avons rencontré une résistance », admet le propriétaire de la société lombarde, « mais nous avons vu comment l’utilisation de ce format n’est qu’une question d’habitude et de croissance culturelle ». Par exemple, certains concepteurs utilisent d’anciens programmes de CAO et sont peu enclins à utiliser un nouveau format tel que ODB ++. « Mais une première activité de communication conduit généralement à démontrer qu’il n’y a pas de charge de travail supplémentaire et que les bénéfices sont substantiels », a expliqué le PDG.

Une direction unifiée des processus de production

La normalisation des données rend le processus neutre par rapport à la diversité des fournisseurs de machines, et permet de créer une véritable direction unifiée des différents processus conduisant à la création du produit. Un modèle de données unique peut inclure plusieurs processus et plates-formes de fournisseurs. Il peut également être utilisé pour déplacer une production d’une ligne à une autre. De plus, les connaissances générées passent facilement d’une personne à l’autre et peuvent être utilisées pour d’autres variantes de configuration.

Le programme généré par Process Preparation fournit toutes les informations nécessaires directement au pick & place et aux autres éléments de la ligne. Cela se fait avec un seul outil pour tous les types de machines. Il est également possible d’optimiser les programmes en fonction des caractéristiques de chaque ligne. Cela constitue un énorme avantage, permettant plus de précision et de ponctualité dans la réponse. Tous les éléments de la production sont pris en charge par le logiciel: CMS, THT, conception du pochoir, travail manuel, assemblage du système, tests électriques et inspections optiques et à rayons X.

Mais les principaux avantages obtenus par l’entreprise concernent la qualité et la traçabilité. Une gestion efficace des données a conduit Axel Elettronica à surmonter deux des plus grands défis auxquels une entreprise de fabrication est confrontée : atteindre le niveau de défaut zéro et utiliser de manière optimale les ressources dont elle dispose. L’industrie 4.0, c’est cela : la capacité de gérer l’information, dès les premières étapes, pour rendre toute la production plus efficace.

Ebook

Axel Elettronica. L’introduction de nouveaux produits comme opportunité d’innovation

Notre eBook racontant un exemple de réussite de l’industrie 4.0 appliquée à l’ingénierie de production. Grâce à ce document, vous pouvez en savoir plus sur :

  • Ce que signifie digitaliser la gestion de la documentation dans la production électronique
  • Les avantages de l’adoption du format ODB ++
  • L’accélération de la production grâce à la normalisation des données des différentes machines
  • L’amélioration de la traçabilité et de la qualité de l’assemblage des cartes électroniques (PB)
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Celine WagnerAxel, un exemple d’Industrie 4.0 appliqué à l’ingénierie de production

Logiciel Manufacturing Analytics : comment rendre les lignes d’assemblage CMS plus efficaces

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Actuellement, le logiciel pour la Manufacturing Analytics représente la frontière la plus avancée dans la digitalisation de la production électronique et est le facteur qui fait vraiment la différence en termes de compétitivité. Mais qu’est-ce que la Manufacturing Analytics ? C’est simplement le « Data Analytics » appliqué à la production. Le Data Analytics est le processus d’analyse des ensembles de données, permettant de tirer des conclusions sur les informations que ces ensemble contiennent.

Il existe quatre sortes principales d’analyse des données : 

  • L’analyse descriptive, permettant de comprendre ce qu’il s’est passé.
  • L’analyse diagnostique, permettant de comprendre les causes des événements.
  • L’analyse prédictive, permettant de comprendre ce qu’il se passera dans le futur.
  • L’analyse normative, permettant de comprendre ce qui devrait être fait.

Lorsque l’on parle du logiciel de Manufacturing Analytics et de la manière d’appliquer le Data Analytics à la production, l’objectif principal est la productivité. En d’autres termes, la question est de savoir comment augmenter la productivité du processus de production. En général, la productivité peut être définie comme le rapport entre la quantité de production et la moyenne pondérée des entrées utilisées dans le processus de production.

produttività

Pourquoi le logiciel pour la Manufacturing Analytics est-il si utile ?

La réponse la plus importante à la question de l’augmentation de la productivité réside dans les données générées au sein de l’usine. Un « jumeau numérique » des opérations peut être capable d’analyser et de comprendre ce qu’il s’y passe, pourquoi et comment l’améliorer. Les recherches montrent que, si la quantité de données générées par les opérations de production augmente de manière exponentielle, seule une petite partie d’entre elles est réellement collectée et une partie encore plus petite est analysée.

L’objectif est de changer cela avec une approche pratique qui se concentre sur plusieurs niveaux d’analyse de données en production (Manufacturing Analytics).

Les avantages de la Manufacturing Analytics

  • Elle améliore la gestion des ressources grâce à une utilisation précise en temps réel et à l’efficacité globale de l’équipement (OEE).
  • Elle aide à saisir et à analyser des données complètes sur la traçabilité des matériaux et des processus pour les PCB et les assemblages, en utilisant un stockage des “Big Data” à haute disponibilité.
  • Elle optimise le fonctionnement et le travail en mesurant et en analysant la manière dont les ressources sont utilisées et en surveillant le WIP (work-in-progress) en temps réel.
  • Elle assure la qualité et encourage les améliorations en identifiant et en analysant les défauts de processus et les défaillances des matériaux et des processus.
  • Enfin, la Manufacturing Analytics augmente l’efficacité du passage de la conception à la production, en détectant les facteurs qui influencent le rendement et les points d’amélioration.

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La plateforme de Siemens pour la Manufacturing Analytics

Siemens dispose d’une plateforme avancée de Manufacturing Analytics dans son portefeuille de solutions. C’est une plateforme de “Big Data” pour la collecte, le stockage, le traitement et l’analyse des données de production, permettant de fournir des informations significatives. Il s’agit d’une «solution entreprise», ce qui signifie qu’elle permet de définir la planification de base de l’usine, la production, l’utilisation de l’article, la livraison et le transport, ainsi que de déterminer les niveaux de stocks.

La plate-forme Siemens pour la Manufacturing Analytics est aussi une solution Entreprise car elle permet de contrôler plusieurs sites. Si une entreprise possède plusieurs usines, quelle que soit leur localisation géographique, cela permet une implémentation centralisée, et donc la collecte, la révision et la comparaison de données de plusieurs sites. Les données en temps réel sont disponibles partout pour la prise de décision.

Comment fonctionne la plateforme pour la Manufacturing Analytics

Manufacturing Analytics apporte une valeur ajoutée dans 4 domaines d’activité différents : 

  1. Performance et utilisation de l’équipement
    • Permet d’obtenir un aperçu complet des performances de tous les sites, lignes et équipements de production, y compris l’efficacité globale de l’équipement (OEE), des rapports KPI et des tableaux de bord.
    • Compare les performances entre les usines et les lignes de production, permet de visualiser les tendances historiques.
    • Calcule la performance et les facteurs de performance de qualité.
  2. Qualité
    • Suit le rendement et le DPMO lors de chaque inspection du processus ou de la station d’essai.
    • Active instantanément les notifications avec des limites de contrôle supérieures et inférieures définies.
    • Utilise une analyse approfondie pour déterminer la cause première des problèmes de qualité. 
  3. Chaîne d’approvisionnement
    • Fournit des informations importantes sur l’inventaire, les coûts de consommation, l’ancienneté et l’emplacement.
    • Effectue l’analyse du rendement du fabricant pour transmettre des commentaires à l’ingénierie.
  4. Traçabilité des matériaux
    • Offre une traçabilité complète des PCB et de l’assemblage, y compris les matériaux, la construction du boîtier, les données de processus et les résultats des tests.
    • Permet de répondre aux exigences des clients en générant des rapports de traçabilité automatisés. 
    • Compare la qualité des différents fournisseurs de matériaux.
    • Prend en charge l’archivage de grandes bases de données pour la collecte de données de mesure. 

Les notifications sont une caractéristique typique de la plate-forme. Elles sont envoyées à la personne responsable par e-mail ou par SMS. Vous pouvez créer des alarmes / notifications pour chaque type de problème. Par exemple, il est possible d’avoir un déclencheur pour chaque rejet d’un composant supérieur à un certain prix. Le critère considéré peut être la perte moyenne de composants en euros par composant positionné. La perte moyenne peut être calculée en fonction des 5 dernières composants positionnés, 5 étant une variable à définir. Si un composant coûte 100 €, le coût par composant calculé après 5 placements dans lesquels 3 sont rejetés est de 3 * 100 € / 5 = 60 €. Les utilisateurs peuvent créer un ensemble de règles de notification.

En résumé, la plate-forme Siemens pour la Manufacturing Analytics est conçue pour rassembler, stocker et analyser de grandes quantités de données de production. La plate-forme offre une plus grande visibilité sur les équipements de production, les processus, les produits et les performances de la chaîne d’approvisionnement. Elle peut facilement identifier et surveiller la production, les problèmes des fournisseurs, éviter les rappels coûteux, identifier les tendances émergentes et résoudre rapidement les problèmes de qualité.

Ebook Smart Manufacturing in Electronics

Ebook

Smart Manufacturing for Electronics

Ce document illustre les résultats d’une étude menée par PwC visant à identifier les 10 principales tendances de l’industrie de l’électronique et des semi-conducteurs. Ces tendances impliquent un besoin d’innovation continue. Mais innover n’est pas si simple, car les consommateurs veulent des produits sur mesure et ne veulent pas attendre.

En lisant cet ebook, vous découvrirez comment les outils d’Industrie 4.0, appliqués à la production électronique, peuvent aider les fabricants à relever les défis de l’industrie actuelle et à être concurrentiels sur un marché désormais sans frontières.

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Celine WagnerLogiciel Manufacturing Analytics : comment rendre les lignes d’assemblage CMS plus efficaces

L’importance du Lot-Size-One pour les petites et moyennes entreprises dans la Production électronique.

 “Lot-Size-One” signifie, idéalement, fabriquer un seul produit pour un seul client. Pour avoir une image plus claire de ce concept, pensez au moment où vous commandez sur Amazon. Vous choisissez un ensemble unique de produits. Ensuite, la tâche d’Amazon est de traiter et de livrer, dans les meilleurs délais, un colis qui correspond exactement à vos besoins individuels au moment de votre commande.

Dans l’industrie 4.0, ‘Lot Size One’ signifie produire un unique article par commande, l’opposé de la production de masse. Aujourd’hui, la plupart des opérations de fabrication suivent la règle de la taille du lot « le plus grand possible« , afin de réaliser des économies d’échelle. Mais cela engendre également des coûts de stockage énormes, car ces produits sont stockés à plusieurs endroits de la chaîne logistique. Dans ce modèle « traditionnel », il y a également un manque de flexibilité et une incapacité à répondre aux besoins des clients.

L’industrie 4.0 porte la personnalisation à un niveau supérieur en adaptant chaque article aux spécifications de chaque acheteur. Le produit n’existe pas tant que le consommateur n’a pas défini comment il devrait être. Autrement dit, dans l’Industrie 4.0, une commande client ne lance pas seulement la chaîne logistique, mais elle allume la machine de production.

Du point de vue du fabricant, l’idée principale du « Lot-Size-One » est de pouvoir fabriquer n’importe quel produit, dans n’importe quelle variante, quantité, ordre de séquence, chaîne de production et à n’importe quel moment. Ceci devrait être réalisé sans avoir à redéfinir le business model de l’entreprise ni investir massivement dans les dernières technologies.

Les producteurs « traditionnels » produisent de grandes quantités de produits et les distribuent à différents endroits, en espérant que quelqu’un les trouvera et les achètera. Dans l’Industrie 4.0, le fabricant ne fabrique un produit qu’après avoir vérifié qu’il existe un client qui souhaite l’acquérir. De cette manière l’efficacité s’est considérablement améliorée, ne serait-ce qu’au niveau du contrôle des niveaux de stock.

Lot-Size-One et digitalisation

L’implémentation du modèle Lot-Size-One est étroitement liée à la digitalisation de l’usine. Cela permet aux fabricants de gérer en temps réel toutes les données produites à chaque instant dans l’atelier. Une gestion des données efficace et performante permet de :

  • Fournir de plus en plus de variantes de produits, dans des lots de petite taille, et effectuer des changements de configuration efficace ;
  • Optimiser l’utilisation des matériaux (MSD, matériaux excédentaires, rotation des stocks) en adoptant une production variable ;
  • Tirer parti de l’énorme quantité de données fournies par les machines pour obtenir une prévision de la disponibilité des ressources (maintenance prédictive) et optimiser la gestion des fournisseurs.

Les avantages du Lot-Size-One pour les petites entreprises

La digitalisation et le modèle Lot-Size-One peuvent grandement profiter aux petites et moyennes entreprises, car elles peuvent innover sans investir dans de nouveaux équipements. Mais elles doivent être davantage sensibilisées sur certains points clés :

  1. Elles doivent être convaincues que les innovations industrielles numériques changent la donne (une amélioration marginale de l’efficacité ne vaut pas l’effort) ;
  2. Elles ont besoin de comprendre qu’elles adoptent les bonnes normes et n’investissent pas dans des systèmes qui deviendront rapidement obsolètes ;
  3. Elles ont besoin d’un écosystème pour partager les meilleures pratiques, mettre en commun leurs ressources et développer les bonnes capacités.

Lot-Size-One dans l’industrie électronique

Les fabricants de produits électroniques doivent fournir de plus en plus de variantes de produits dans des lots de petite taille, ce qui représente un grand défi pour effectuer les changements de configuration requis de manière efficace. La réponse est l’offre de Siemens pour l’industrie électronique, basée sur le modèle du Jumeau Numérique et couvrant l’ensemble du processus de la conception à la fabrication.

Dans un scénario typique, il existe plusieurs parties prenantes et plusieurs défis. Le premier défi consiste à fournir à chaque intervenant de l’usine un outil spécifique lui permettant de s’acquitter efficacement de sa tâche. La seconde consiste à connecter les différentes parties prenantes dans un seul modèle de flux et de données.

Le Jumeau Numérique est un modèle virtuel précis d’un produit, d’actifs de production ou de performances évoluant au cours de leur cycle de vie. Le Jumeau Digital permet de simuler absolument tout avec l’aide de l’IIoT (Industrial Internet of Things) et d’encourager la collaboration entre les parties prenantes dans le processus de fabrication. Il aide les fabricants à améliorer la qualité des produits finis en fournissant des prédictions sur les capacités de maintenance aux équipements de fabrication. Il aide également les producteurs à faire la transition entre la vente de résultats industriels et celle de produits distincts, tout en les aidant à optimiser leurs machines, leurs produits, leurs lignes de production ou leurs usines.

Siemens Opcenter

Siemens Opcenter transforme ces principes abstraits en réalité. Siemens Opcenter est une solution globale de gestion des opérations de fabrication (MOM) qui permet aux fabricants de mettre en place leur stratégie de digitalisation complète des opérations de fabrication.

Siemens Opcenter offre une visibilité de bout en bout dans la production, ce qui permet aux décideurs d’identifier facilement les domaines à améliorer dans la conception du produit et les processus de fabrication associés, et de procéder aux ajustements opérationnels nécessaires pour une production plus fluide et plus efficace.

Siemens Opcenter fournit des solutions pour :

  • La planification et la programmation avancées
  • L’exécution de la production
  • La gestion de la qualité
  • L’intelligence et performance de production
  • La recherche, développement et laboratoire

Ebook Smart Manufacturing in Electronics

Ebook

Smart Manufacturing for Electronics

L’eBook de Siemens sur l’usine intelligente analyse les dernières tendances de l’industrie électronique et identifie les outils qui permettent le mieux aux fabricants de relever les défis d’aujourd’hui. Grâce à ce livre, vous pouvez en apprendre plus sur :

  • Quelles sont les principales tendances du marché pour les produits électroniques
  • Comment le secteur s’adapte aux nouvelles tendances de consommation
  • Comment la digitalisation de l’ensemble du processus d’innovation produit est réalisée
  • Quels résultats concrets peuvent être obtenus avec la numérisation de la production
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Celine WagnerL’importance du Lot-Size-One pour les petites et moyennes entreprises dans la Production électronique.

L’Institut Italien de Technologie est le premier en Italie à adopter l’impression 3D pour l’électronique

Cadlog et Nano Dimension Ltd., leader dans l’impression 3D pour l’électronique, ont annoncé l’achat par l’Institut Italien de Technologie (IIT) de la technologie innovante DragonFly Pro. L’institut Italien de technologie est l’un des instituts de recherche les plus prestigieux d’Italie, spécialisé dans la promotion du développement technologique et dans la formation supérieure en sciences et technologie. 

L’équipe de l’IIT est composée d’environ 1700 personnes venant de plus de 60 pays différents, collaborant dans le but de mener des recherches de pointe dans des domaines multidisciplinaires tels que la robotique, les nanotechnologies, l’industrie, la science informatique et la médecine. L’activité de recherche du Centre de nanotechnologies biomoléculaires de l’IIT de Lecce est axée sur le développement de micro et nanotechnologies pour le corps humain et pour l’environnement à travers l’exploitation des nanomatériaux et des biomatériaux et leurs interactions à l’échelle nanométrique.

« L’entrée de DragonFly Pro dans notre structure marquera un tournant pour nos chercheurs et développeurs, qui créent une nouvelle plate-forme de développement offrant un prototypage rapide d’appareils et de microsystèmes. Cela permet de produire et d’intégrer notre technologie MEMS et l’électronique portable dans des PCB multicouches personnalisés », a déclaré Massimo De Vittorio, chercheur principal et coordinateur du Centre de nanotechnologies biomoléculaires de l’IIT.

L’achat a été facilité par Cadlog, revendeur à valeur ajoutée de Nano Dimension en Italie. « Nous avons constaté un accroissement de l’intérêt pour la DragonFly de Nano Dimension en Italie et nous sommes ravis de voir l’Institut Italien de Technologie à la tête de cette révolution », a déclaré Filippo d’Agata, PDG de Cadlog. « La fabrication additive de composants électroniques est efficace, nous pensons qu’elle aura un impact significatif et sera un pilier de l’industrie 4.0.” 

« Nous sommes ravis de cette vente, qui reflète le besoin des principales institutions de recherche européennes en technologies de pointe pour le développement des meilleures applications électroniques », a déclaré Amit Dror, PDG de Nano Dimension. « L’Italie figure parmi les principaux pays européens dans l’adoption des technologies de l’industrie 4.0, ce qui rend l’automatisation des usines plus flexible, réduit les déchets et favorise l’innovation de nouveaux produits intelligents et connectés. Avec le système DragonFly, l’Institut Italien de Technologie pourra se concentrer sur la création d’un nouvel écosystème de développement offrant des flux de travail plus souples, permettant de développer rapidement des PCB multicouches complexes pour de nouveaux produits électroniques dotés d’architectures, de géométries et de capacités uniques.” 

Le système de fabrication additive de précision multi-matériaux DragonFly Pro permet aux concepteurs et ingénieurs en électronique d’imprimer simultanément en 3D un métal conducteur et un polymère diélectrique, pour le prototypage en interne et la production de petits lots. Cette capacité réduit considérablement les délais de réalisation des projets des développeurs de produits électroniques : des prototypes de circuits imprimés et d’autres circuits fonctionnels peuvent être créés par la fabrication additive en quelques heures au lieu de plusieurs semaines. Cela permet à l’utilisateur de faire l’expérience d’une agilité de prototypage rapide sans précédent pour obtenir une valeur ajoutée en exploitant des flux de travail plus efficaces et en profitant de nouvelles opportunités de conception au cours de cycles de développement plus courts.

Les fabricants de matériel électronique, automobile, de défense, consommation de masse et de matériel médical devant fournir une large gamme de composants électroniques, la possibilité de prototyper des circuits imprimés en 3D en seulement quelques heures sur site permet une innovation rapide et un gain de temps très significatif, quelle que soit la complexité du circuit. Le système DragonFly Pro de Nano Dimension offre des possibilités illimitées pour créer les prototypes électroniques à haute densité nécessaires à une itération de conception intelligente, tels que les capteurs, les antennes, les Molded Interconnect Device (MID) et les smart part personnalisées constituant le fondement de l’électronique de demain.

Cadlog est le plus grand distributeur européen de logiciels de conception et de production électroniques et est présent en Italie, en France, en Espagne, au Portugal, en Grèce, en Suisse et en Chine. En tant que partenaire PLM de Siemens, Cadlog fournit une gamme complète de solutions pour les petites et moyennes entreprises, couvrant toutes les phases du développement de produits électroniques : conception, simulation, NPI, production, PLM. Le secret du succès de Cadlog réside avant tout dans la richesse de ses compétences et sa capacité à comprendre les besoins de ses clients.

Nano Dimension est la société qui, plus que toute autre, redéfinit les modalités de réalisation des produits cognitifs. Grâce à sa technologie d’impression 3D additive, Nano Dimension vise à répondre à la demande croissante d’appareils électroniques nécessitant des fonctionnalités de plus en plus sophistiquées. Les différents secteurs industriels utilisant des circuits électroniques peuvent bénéficier des avantages du prototypage rapide et de la production à court terme rendus possibles par Nano Dimension.

L’imprimante 3D DragonFly 2020 Pro de Nano Dimension repose sur un système de dépôt par jet d’encre extrêmement précis et polyvalent pour l’impression professionnelle de circuits imprimés multicouches. Cela représente une évolution jamais vue dans l’industrie. Le matériel innovant, les nano-encres et le logiciel spécifique offrent une flexibilité de conception pratiquement illimitée pour un large éventail de projets de recherche et développement, de prototypage et de production sur mesure.

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CadlogL’Institut Italien de Technologie est le premier en Italie à adopter l’impression 3D pour l’électronique

Voici le premier dispositif de communication IoT opérationnel réalisé avec l’imprimante 3D pour circuits imprimés

Nano Dimension Ltd., fabricant de l’imprimante 3D pour circuits imprimés DragonFly Pro et leader des systèmes d’impression 3D pour composants électroniques, a annoncé la création du premier périphérique de communication 3D entièrement opérationnel, à une vitesse jamais atteinte auparavant. Cela va permettre aux entreprises et aux instituts de recherche de créer et de tester leurs produits « intelligents » plus rapidement et plus facilement que jamais.

L’impression, l’assemblage et les tests du prototype d’émetteur-récepteur IoT ont été achevés en 18 heures environ, soit 90% plus rapidement que les dispositifs traditionnels, qui prennent généralement au moins 14 jours. L’impression 3D a été réalisée avec l’imprimante 3D DragonFly Pro de Nano Dimension.

L’appareil IoT, de la taille d’une pièce de monnaie (16 x 33 x 1,6 mm), est actuellement en phase de qualification. Les experts de Nano Dimension estiment qu’il peut être développé au sein d’un dispositif de communication bidirectionnel, tel qu’un routeur.

L’émetteur-récepteur imprimé en 3D avec le système DragonFly Pro de Nano Dimension.

Un domaine d’application typique pourrait être le développement de routeurs pour gérer les communications bidirectionnelles dans les appareils domestiques intelligents, tels que les machines à laver, les réfrigérateurs, les téléviseurs, les systèmes de climatisation et même certains jouets. De plus, les sociétés qui produisent des véhicules autonomes pourraient utiliser le dispositif pour gérer leurs centaines de capteurs. Plus les produits deviennent intelligents plus les capacités de ce type d’appareils, en apparences simples augmentent.

Amit Dror, PDG de Nano Dimension, a déclaré :  » Les industries et les consommateurs mettent de plus en plus l’accent sur les villes intelligentes, les bâtiments intelligents, les maisons intelligentes et les produits intelligents. Notre solution permet aux entreprises de tester et de finaliser rapidement leurs prototypes en une seule journée, sans compromettre la qualité ni les performances. Ils ne doivent plus attendre des semaines pour savoir si leur appareil intelligent fonctionne ou non. Cela augmente en fin de compte l’efficacité du produit et réduit les coûts et les délais de mise sur le marché, ce qui signifie que le consommateur peut profiter des avantages de ces produits plus rapidement que jamais. »

Tout cela est possible aujourd’hui grâce à l’imprimante 3D DragonFly Pro, le seul système d’impression 3D pour les appareils électroniques de ce type. La DragonFly Pro est capable de miniaturiser les dispositifs électroniques, les cartes et les circuits imprimés, ce qui les rend plus efficaces à la fois en termes de capacité et de performances. Outre l’émetteur-récepteur, l’imprimante 3D DragonFly Pro s’est jusqu’à présent révélée capable de produire d’autres applications très intéressantes, telles que :

  • Le capteur de mesure basé sur des PCB multicouches, pour la création de capteurs utilisés dans presque tous les appareils, du capteur de doigt dans un smartphone classique aux capteurs de température et de mouvement dans les dispositifs de surveillance ;
  • L’application de l’amplificateur RF, qui peut amplifier massivement les signaux pour les dispositifs de communication portables et les véhicules aériens sans pilote, tels que les drones et les satellites.
circuiti elettronici stampati in 3D

Nano Dimension est en mesure de réduire de 90% le temps de développement des appareils IoT grâce à ses imprimantes 3D.

L’imprimante 3D DragonFly Pro est maintenant prête à révolutionner le secteur de l’électronique, ce qui ce qui entraîne des implications importantes et positives en termes de conception grâce à la possibilité non seulement de réduire considérablement le temps, mais également d’imaginer des applications totalement nouvelles.

Grâce à ses technologies d’impression 3D exclusives, Nano Dimension répond à la demande croissante d’appareils électroniques nécessitant des fonctionnalités de plus en plus sophistiquées. Les domaines d’application couvrent un large éventail de secteurs, notamment l’électronique grand public, les appareils médicaux, la défense, l’aérospatiale, l’automobile, l’IoT et les télécommunications. Ces secteurs peuvent grandement bénéficier des produits et services de Nano Dimension pour le prototypage rapide et la production à court terme.

Téléchargez la brochure comprenant les caractéristiques de l’imprimante 3D Dragon Fly Pro

brochure dragonfly 2020 proL’imprimante 3D pour circuits imprimés DragonFly 2020 Pro est une solution unique pour l’impression 3D de PCB. Basculez rapidement de la vérification du concept et de la validation du projet aux tests des circuits.

Ne prenez pas le risque de rater une telle innovation et demandez des informations maintenant !  

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CadlogVoici le premier dispositif de communication IoT opérationnel réalisé avec l’imprimante 3D pour circuits imprimés

Mettre en place le Digital Manufacturing dans la production électronique avec Siemens Opcenter Execution Electronics

L’industrie 4.0 et le Digital Manufacturing peuvent aujourd’hui être entièrement mis en place dans l’industrie électronique, suite à la convergence de Mentor au sein de Siemens. Les usines d’assemblage de circuit imprimé les plus avancées bénéficient déjà depuis un certain temps des avantages de la digitalisation et du smart manufacturing grâce à Valor MSS, la suite de Mentor dédiée au monde du PCB. Avec Siemens, le champ d’action s’est encore élargi, permettant ainsi une digitalisation complète, même aux entreprises qui produisent des appareils électroniques complexes.

Siemens Opcenter Execution Electronics est la solution complète pour ce genre de production comprenant différentes phases et lignes de production dédiées non seulement à l’assemblage du circuit imprimé mais également à la réalisation des pièces mécaniques, des boîtiers et du câblage.

Une solution MES pour relever les nouveaux défis de l’industrie électronique

À l’heure actuelle, les entreprises du secteur de l’électronique doivent relever des défis cruciaux pour rester compétitives. Une grande variété de produits de qualité doit être rapidement mise sur le marché. De plus, le passage de la production de masse à la personnalisation de masse est maintenant une réalité, obligeant les fabricants à satisfaire les besoins de leurs clients tout en améliorant leurs performances.

Le recours à la digitalisation pour les technologies liées à la production permet aux fabricants de circuits imprimés et de boîtiers de relever ces défis. En effet, ces technologies peuvent modifier et reconfigurer les processus de production et le processus de qualité à la vitesse requise, tout en satisfaisant la demande croissante des clients, les exigences de qualité strictes et les contraintes de rentabilité. Il est possible de réaliser à la fois une introduction de nouveau produit plus rapide, d’améliorer la compétitivité et de se défendre sur un marché en évolution rapide et axé sur le consommateur.

Siemens Opcenter Execution Electronics est la référence pour de nombreux fabricants de produits électroniques innovants qui souhaitent adopter des stratégies de production intelligentes dans le contexte de ce qu’on appelle l’industrie 4.0. Siemens Opcenter Execution Electronics crée une digitalisation sans interruption, allant de la conception et de l’ingénierie aux opérations de production. Elle prend également en charge l’ensemble du cycle de vie du produit, de la gestion du flux de production – où elle fournit un support à l’opérateur, des instructions de travail électroniques avancées (EWI) et des outils de contrôle qualité – jusqu’à la traçabilité des opérations et des composants.

Siemens Opcenter Execution Electronics est une solution MES (Manufacturing Execution System) digitale facile d’utilisation, offrant des performances et une configurabilité exceptionnelles pour les opérations de PCB et l’assemblage de systèmes. Elle permet également une intégration avancée avec la planification des ressources de l’entreprise (ERP), la gestion du cycle de vie du produit (PLM), la gestion des opérations de production (MOM) et les technologies d’automatisation.

Avec la fabrication digitale, la première fois peut être la bonne

Grâce à une intégration parfaite avec les solutions PLM telles que l’outil Valor Process Preparation, Siemens Opcenter Execution Electronics accélère le lancement de nouveaux produits (NPI) et les activités de gestion, tout en garantissant des processus de production conçus avec des opérations entièrement digitales. Tout potentiel problème de conception ou d’ingénierie identifié au sein de l’usine est efficacement géré par un retour en circuit fermé vers le système PLM. Avec Siemens Opcenter Execution Electronics, les fabricants de circuits imprimés et d’assemblage mettent en œuvre des processus NPI simplifiés et des opérations flexibles pour prendre en charge les modifications et les améliorations initiales des produits. Ceci est possible grâce à des fonctionnalités telles que :

  • L’importation intelligente de données NPI à partir de Valor Process Preparation et de la gestion de flux de travaux out-of-the-box (OOTB) ;
  • La gestion des numéros de série des circuits imprimés et des panneaux ;
  • L’intégration avec des étiqueteuses et des imprimantes d’étiquettes ;
  • Ordonnancement de la production

Gérer la complexité de la production et améliorer l’efficacité

Siemens Opcenter Execution Electronics combine en standard les meilleures fonctionnalités de production de circuits imprimés et de boîtiers dans une solution unique. Les fonctionnalités de Siemens Opcenter Execution Electronics sont standardisées, performantes et intuitives. Cela permet d’utiliser les composants, les équipements, les processus et la main d’œuvre tels que définis par le service d’ingénierie, garantissent une traçabilité complète et un accès simplifié aux données « as-built ». Les fabricants de produits électroniques peuvent tirer parti d’une meilleure gestion de la complexité de la production, tout en augmentant les niveaux d’efficacité et en réduisant les coûts de formation et de maintenance. Les caractéristiques comprennent :

  • La documentation de l’atelier et des Electronic Work Instruction (EWI) ;
  • Le Statistical Process Control (SPC) et les tests de qualité pass/fail ;
  • L’inspection optique automatique (AOI) avec enregistrement des défauts graphiques ;
  • L’action de réparation guidée et l’assistance à la réparation ;
  • La numérisation intelligente et la reconnaissance automatique ;
  • La collecte efficace des données dans l’usine et le contrôle au niveau de l’automatisation ;
  • L’enregistrement généalogique et la traçabilité complète de la production ;
  • Les rapports opérationnels et personnalisés en standard : work-in-process (WIP), défauts et qualité de la production, traçabilité des composants et généalogie des numéros de série.

Optimiser la capacité de production avec une planification intelligente

Le logiciel Camstar Scheduling offre une solution d’Advanced Planning and Scheduling (APS) OOTB qui intègre Siemens Opcenter Execution Electronics avec Preactor APS et Valor Production Plan. Avec Camstar Scheduling, les fabricants de circuits imprimés et de boîtiers génèrent des programmes de production et des plans optimisés et détaillés, afin d’équilibrer efficacement la demande et la capacité de la technologie CMS dans la production de pièces mécaniques et dans l’assemblage. Cette intégration continue permet aux fabricants de produits électroniques de mettre en œuvre des systèmes efficaces, réactifs et flexibles pour répondre aux contraintes de la demande :

  • Affichage de la charge de travail, de la capacité de production actuelle et des problèmes potentiels ;
  • Analyses et scénarios “what-if” pour comprendre l’impact des variations de production et des événements imprévus ;
  • Génération de plans détaillés ou d’un groupe de plans différents ;
  • Répartition des tâches entre les différentes lignes de production.

Obtenir un flux de matériau cohérent et flexible

La gestion des matériaux dans l’usine s’effectue à différents endroits et à différents niveaux, ce qui nécessite différents types de support pour assurer un suivi efficace des niveaux de stocks. Siemens Opcenter Execution Electronics, intégrée à Valor Material Management, répond à ce besoin en proposant une technologie de juste à temps (JIT) permettant de fournir un flux de composant constant vers les chaînes de production en fonction de la demande. La suite offre aux fabricants de produits électroniques une solution flexible pour répondre à tous les besoins de production, les aidant à réduire considérablement leurs stocks, à assurer un flux de production régulier et à éliminer les goulots d’étranglement et les retards inattendus, grâce à des fonctionnalités telles que :

  • L’intégration étroite de la machine et la gestion des stocks précise pour éliminer les stocks tampons et les estimations ;
  • Des informations précises et à jour sur le nombre de composants utilisés, gaspillés et restants sur chaque ligne ;
  • La technologie du “Juste à Temps” (JIT) avancée pour anticiper le passage des commandes, les changements à venir et les contraintes opérationnelles.

Établir une connectivité directe avec l’atelier

Intégré à Siemens Opcenter Execution Electronics, Valor IoT Manufacturing permet une analyse détaillée de la production car il donne accès aux données de toutes les machines et processus de l’atelier. Utilisant une seule spécification normalisée, le langage OML (Open Manufacturing Language), cet équipement complémentaire offre une connectivité unifiée à toutes les machines de la chaîne de production, ainsi qu’à toutes les donnèes brutes issues d’autres types d’assemblage et processus. Ces données sont transformées en de précieux indicateurs clés de performance (KPI), pour une prise de décision et une intelligence productive efficaces :

  • Interfaces plug-and-play pour machines CMS, tests et inspections ;
  • Contrôle et verrouillage des processus online ;
  • Normalisation des données en OML ;
  • Tableaux de bord standards basés sur les performances : un flux de données complet de l’automatisation au MOM.

Maintenir le contrôle de la production avec l’intelligence des données

Connecter Valor Manufacturing Analytics avec Siemens Opcenter Execution Electronics, offre aux managers, aux responsables de ligne et aux ingénieurs une visibilité en ligne , l’identification des problèmes et des tendances de production, ainsi que d’autres informations cruciales afin de fournir des produits de qualité en temps voulu, de réduire les déchets et d’améliorer l’utilisation des ressources :

  • Analyses et rapports entièrement configurables pour l’électronique ;
  • Rapport sur l’utilisation, la qualité, la traçabilité et les matériaux prêts à l’emploi ;
  • Efficacité globale de l’équipement (OEE), contrôle statistique du processus (SPC), tendances et alarmes ;
  • Analyses et rapports de corrélations avancés ;
  • Visibilité online sur plusieurs sites.

Téléchargez dès maintenant le nouveau livre blanc de Siemens sur le Digital Manufacturing dans la production électronique :

Closed-loop manufacturing

copertina ebook closed loop manufacturingLe livre blanc de Siemens  » Closed-loop manufacturing » explique en détail les défis auxquels les fabricants devront faire face dans leur processus de digitalisation et ce qu’ils peuvent faire pour exploiter les promesses liées à la nouvelle ère industrielle. Le document explique comment créer une infrastructure technologique capable d’exploiter le potentiel d’énormes quantités de données et de les convertir afin d’obtenir une efficacité et une qualité accrues.

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5G, ce qui change pour l’industrie électronique

La 5G est la prochaine révolution technologique qui devrait entraîner de grands changements dans les services numérique, avec des répercussions importantes pour les différents opérateurs du secteur et pour les consommateurs finaux. Mais qu’impliquera l’adoption progressive de la 5G dans le domaine de la conception et de la production électronique ?

Un point de départ intéressant afin d’explorer ces nouvelles perspectives est le rapport de Scott Stonham, fondateur d’innovationscouts.tech, lors de la dernière édition du Mobile World Congress à Barcelone (#MWC19), dont le thème était la connectivité intelligente.

La 5G dans l’automobile

L’automobile est l’un des secteurs les plus prometteurs. « Par rapport à l’an dernier », déclare Scott Stonham, « l’accent est moins mis sur les véhicules autonomes mais l’est davantage sur les véhicules connectés. Le concept vidéo de BMW l’a parfaitement démontré, avec le conducteur utilisant des gestes à l’intérieur de l’habitacle pour indiquer un restaurant, obtenir des informations sur le menu et réserver une table, tout simplement en pointant et en parlant. » L’automobile est l’un des secteurs dans lesquels les opérateurs de télécommunication ont les attentes les plus élevées. Vodafone a déclaré à cette occasion que les voitures connectées constituaient, selon eux, le secteur connaissant la croissance la plus rapide en termes de nombre de connexions.

Toutefois, en ce qui concerne la communication V2x, c’est-à-dire la communication entre véhicules et entités externes, la technologie la plus efficace reste la norme IEEE 802.11p. Le livre blanc de Siemens que vous pouvez télécharger à la fin de cet article l’explique plus en détails.

La 5G dans la médecine

La médecine est le domaine dans lequel la 5G peut trouver son application la plus complète, car elle peut tirer parti de toutes les fonctionnalités propres à cette technologie. Depuis l’apparition du concept de 5G il a été supposé que les trois scénarios principaux d’utilisation de cette nouvelle technologie seraient :

  1. Une vitesse plus élevée ;
  2. La capacité à prendre en charge un nombre beaucoup plus élevé de connexions par cellule ;
  3. Une amélioration significative de la fiabilité et de la latence.

Le problème était de les appliquer à des cas d’utilisation concrets. Au MWC de Barcelone, il a été présenté comment la chirurgie robotique à distance pourrait être l’un de ces cas d’application, celle-ci nécessitant des vitesses très élevées, une fiabilité garantie et une latence  extrêmement faible. Pendant l’événement, il y avait la possibilité d’assister à la première intervention dans le monde de chirurgie contrôlée en direct. C’était une intervention de sigmoïdectomie laparoscopique, c’est-à-dire l’ablation du sigmoïde, la partie terminale du gros intestin. Pour les plus curieux, voici la partie de la conférence concernant cette intervention.

Outre la chirurgie à distance, il existe de nombreuses autres applications potentielles dans le domaine médical, depuis les applications pour le de don de sang jusqu’à l’envoi de véhicules d’urgence, en passant par le support aérien en cas d’accident ou de sauvetage. D’autres domaines devraient  naître de la combinaison de l’intelligence artificielle, la 5G et l’IoT, ce qui permettrait de mieux comprendre la quantité croissante de données provenant des dispositifs portables.

La 5G dans le gaming

À l’extrême opposé de l’intérêt pratique, nous trouvons le gaming, l’autre domaine dans lequel les attentes sont énormes car le jeu en ligne nécessite une grande rapidité et une faible latence. Cela pourrait être le secteur de consommation dans lequel la 5G peut le mieux jouer le rôle de moteur économique.  Le chiffre d’affaires, déjà très conséquent, pourrait trouver un nouveau terrain fertile dans le développement du Cloud Gaming, le jeu joué directement sur le net entre joueurs à distance. Vous pouvez voir une explication du fonctionnement de Cloud Gaming dans cette vidéo montrant un schéma proposé par Ubisoft. Ce schéma explique comment, grâce à la bande passante du réseau, le lecteur peut exploiter la puissance de calcul des serveurs distants.

Les 5 générations de la téléphonie mobile

Le nom 5G désigne la cinquième génération à partir des premiers modèles de téléphones analogiques de la fin des années 1970.

Géneration1G2G2.5G303.504GSG
Débuts1970-19801990-20002001-20042004-20052006-20102011-Aujourd’huiProchainement (2020)
Largeur de bande2 Kbps64 Kbps144 Kbps2 MbpsMore than
2 Mbps
1 Gbpsmore than 1 Gbps
TechnologieAnalog
Cellular
Digital
Cellular
GPRS,
EDGE,
CDMA
CDMA 2000
(1xRT, EVDO)
UMTS, EDGE
EDGE.
Wi-Fi
WiMax LTE
Wi-Fi
wwww
ÉmetteurVoiceDigital Voice, SMS,Higher Capacity Packet Size

Data

SMS,
MMS
Integrated
High Quality
Audio, Video &
Data
Integrated High Quality Audio, Video & DataDynamic Information access, Wearable DevicesDynamic Information access, Wearable Devices with AI Capabilities
MultiplexeFDMATDMA,
CDMA
CDMACDMACDMACDMACDMA
CommutateurCircuitCircuit,
Packet
PacketPacketAll PacketAll PacketAll Packet
Réseau principalPSTNPSTNPSTNPacket N/WInternetInternetInternet
TransmissionHorizontalHorizontalHorizontalHorizontalHorizontalHorizontal &
Vertical
Horizontal &
Vertical

Source: Rehman Talukdar & Mridul Saikia.

Qu’est-ce que la 5G et en quoi se différencie-t-elle de la 4G

Il est important de souligner que la 5G n’en est qu’à ses tout débuts. En effet, on ne peut pas dire que la 5G soit déjà une réalité, car il existe très peu de régions du monde où la connexion 5G est proposée et les téléphones qui la prennent en charge ne sont pas encore commercialisés. Il faudra au moins deux ans pour atteindre un seuil critique de zones et d’appareils connectés. Selon les spécialistes, la 4G restera dominante jusqu’en 2021.

En France, Orange a déjà lancé des pilotes 5G à Belfort (Franche-Comté) sur plusieurs bandes de fréquence. SFR, Bouygues Telecom, Free, ont également conduit des tests pour avancer sur la question de la 5G.

La 5G diffère de la génération précédente, celle que nous utilisons actuellement, avant tout par sa vitesse beaucoup plus élevée avec des valeurs maximales de 20 Gbps, même si dans la pratique elle est d’environ 1,4 Gbps. La technologie 4G (LTE) actuelle a un pic d’environ 4 000 Mbps, qui atteint en pratique 100 Mbps. La longueur d’onde est très petite car les fréquences sont très élevées, jusqu’à 300 GHz. Cela signifie que la transmission est beaucoup plus sensible à la distance par rapport à l’antenne, la puissance diminuant beaucoup plus rapidement que pour la 4G, ainsi qu’aux obstacles physiques. Un nombre conséquent d’antennes supplémentaires est donc nécessaire, ce qui provoque déjà de nombreuses réactions d’inquiétudes pour la santé. Sur ce dernier point, il est inutile de dire qu’il n’y a pas de preuves scientifiques définitives et qu’entre-temps le marché continue de progresser.

Une autre différence très importante concerne le temps de latence, qui est réduit à des valeurs nettement inférieures à 10 millisecondes, voire même à 1 ms selon certains scénarios. C’est une différence importante par rapport au seuil de 20 ms que 4G ne peut dépasser, surtout lors de nombreuses connexions simultanées. La latence mesure la vitesse de réponse d’un système, définie comme l’intervalle de temps entre le moment où l’entrée du signal arrive sur un système et le moment où sa sortie est disponible.

Enfin, la 5G se distingue de la 4G par une capacité bien supérieure à gérer plus de connexions en simultanée.

La 5G dans la conception électronique

Le lancement de la 5G aura évidemment un impact très important sur le monde de l’électronique, même si cela sera de manière différente selon le type d’application et le dispositif concerné. Les smartphones seront ceux qui subiront l’impact le plus important, de même que les dispositifs de réalité virtuelle et, en partie, l’IoT. Les facteurs clés de la conception seront la disponibilité d’outils adéquats pour tester et mesurer les paramètres temporels, selon William G. Wong, de Electronic Design.

Wong mentionne l’avis de Sean D’Arcy, directeur des secteurs de l’aérospatiale et de la défense chez Analog Devices, selon qui « avant que la 5G ne soit disponible à l’échelle mondiale, les technologies RF rencontreront des points critiques de contrôle des performances. La disponibilité du spectre, qu’elle soit faible, moyenne ou élevée, aura une grande importance. Au-dessous de 6 GHz, le niveau de couverture sera massivement mis en place par le biais de MIMO (systèmes à entrées et sorties différentes) utilisant les infrastructures existantes, suivie ensuite d’une densification. L’installation de petites cellules sera cruciale pour la distribution 5G, afin d’exploiter les fréquences les plus hautes ».

Piyush Sevalia, vice-président directeur du marketing de SiTime, a fait une observation très intéressante : « En 2019, nous verrons un intérêt croissant pour les progrès de la synchronisation 5G, parallèlement à la croissance de la distribution 5G. Par conséquent, les solutions de synchronisation MEMS vont proliférer car elles apportent des avantages exclusifs qui ne sont pas offerts par les solutions de synchronisation traditionnelles. Les marchés de la 5G, des télécommunications, de l’automobile et de l’IoT bénéficieront grandement de la taille, de la fiabilité et des performances des solutions de synchronisation MEMS. Nous rappelons que l’abréviation MEMS signifie Micro Electro-Mechanical Systems (microsystèmes électromécaniques). Elle désigne un ensemble de dispositifs de différents types (mécaniques, électriques et électroniques) intégrés sous une forme très miniaturisée sur le même substrat de matériau semi-conducteur, par exemple le silicium. Ces dispositifs combinent les propriétés électriques du semi-conducteur intégré avec des propriétés opto-mécaniques « .

« Dans les réseaux et les communications », déclare Sevalia, « les temps et la synchronisation sont essentiels pour l’ensemble du système. La résilience de la synchronisation MEMS fournit des performances inépuisables lorsqu’elle se propage dans des environnements moins contrôlés et plus difficiles, ce qui est fondamental pour la 5G. Ce même besoin de fiabilité et de performances dynamiques encourage l’utilisation croissante des résonateurs MEMS dans le secteur automobile, où les systèmes doivent fonctionner de manière fiable dans des conditions difficiles. Dans l’IoT, la synchronisation MEMS fournit une petite taille, un poids réduit et une basse puissance ».

Le potentiel de la 5G ne doit cependant pas nous faire perdre de vue le fait que la mise en œuvre de nouvelles technologies nécessite un certain temps et qu’entre-temps le secteur doit progresser sur les routes solides déjà existantes. Les technologies actuellement en place, telles que la 3G et la 4G, guideront les solutions IoT, IIoT et de l’industrie 4.0. « La plupart des applications IoT ne nécessitent pas de connectivité à bande large », signale Wong. « Le LTE-M., en d’autres termes la version M2M (Mobile2Mobile) de la spécification de communication sans fil LTE, « peut offrir 1 Mb / s, alors que les autres options disponibles sont beaucoup plus lentes. La 5G permettra une capacité de transmission nettement supérieure, ouvrant la voie à de nouvelles applications ».

Technologie 802.11p e 5G dans le secteur automibile

Téléchargez le livre blanc gratuit de Siemens

Ready to roll: Why 802.11p beats LTE and 5G for V2x

Ce livre blanc de Siemens explique comment la communication V2x, c’est-à-dire la communication entre véhicules et entités externes, améliore la sécurité de la circulation et accroît l’efficacité des systèmes de transport. La technologie de communication à courte portée (DSRC), basée sur la norme IEEE 802.11p, a fait l’objet d’une standardisation poussée, du développement de produits et d’essais sur le terrain par toutes les parties impliquées, démontrant ainsi les avantages considérables offerts par le domaine V2x. Contrairement aux technologies cellulaires, la DSRC est prête pour la mise place de V2x et peut être appliqué à ses cas d’utilisation les plus exigeants.

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L’impression 3D emmène les circuits électroniques dans l’espace : une nouvelle ère commence

L’impression 3D de circuits imprimés et de circuits électroniques est désormais arrivée à un stade de maturité si avancé qu’elle entre dans l’un des secteurs les plus compliqués, celui de l’aérospatial. Trois nouvelles, arrivées ces dernières semaines, révèlent à quel point tout cela est concret. La première est le dépôt du brevet, aux États-Unis et en Corée, de l’encre diélectrique destinée à l’impression 3D de matériaux électroniques, développée par Nano Dimension qui amènera cette technologie dans la station spatiale internationale. Ensuite, notre client Thales Alenia Space a commencé à adopter l’impression 3D afin de produire en série certains composants pour satellites de télécommunication basés sur la plateforme all-electric Spacebus Neo. Pour finir, la NASA a décidé de consacrer 2 millions de dollars au développement de capteurs multidimensionnels imprimés en 3D.

L’encre diélectrique de Nano Dimension dans la station spatiale internationale

L’encre diélectrique est un matériau spécial, basé sur les nanoparticules, utilisé pour l’impression3D afin de réaliser les parties non conductrices. L’encre diélectrique de Nano Dimension réussit à fournir d’excellentes performances pour les communications à haute fréquence jusqu’à 6 GHz, avec des performances de circuit comparables à celles des circuits développés en utilisant des techniques de production conventionnelles. Ce genre de prestation, allié à la légèreté de l’encre et les propriétés diélectriques, a rendu l’imprimante 3D DragonFly Pro – le système et la technologie de production additive de précision de Nano Dimension – très attrayant pour le secteur spatial. Il est prometteur en particulier dans le domaine émergent des minisatellites, où les poids et les dimensions sont des prérequis de conception déterminants.

encore diélectriques impression 3D

L’une des encres diélectriques photopolymères développée par Nano Dimension vue au microscope.

Dans le brevet déposé, une nouvelle composition et une nouvelle méthode sont utilisées afin de former un matériau thermodurcissable imprimable avec d’excellentes propriétés physiques. Ceci est idéal pour les panneaux thermodurcissables, feuilles et / ou films potentiellement utiles pour former des éléments de boîtier pour divers dispositifs nécessitant des performances élevées.

« Le dépôt de ce brevet est un pas en avant dans notre parcours pour changer radicalement la façon dont les composants électroniques sont réalisés et pour créer de la valeur ajoutée aux processus de conception et de production. », a déclaré Amit Dror, PDG de Nano Dimension. « Les circuits à radiofréquence, comme les amplificateurs ou les antennes, produits avec la fabrication additive, grâce à notre imprimante DragonFly Pro, seront tous testés à la station spatiale internationale dans le cadre d’un projet conjoint de Harris et Space Florida. Nous sommes très heureux de ce projet et de son énorme potentiel de développement d’applications innovantes pour l’espace. »

Stazione Spaziale Internazionale

Les éléments composant la station spatiale internationale (avril 2016)

L’impression 3D en série pour les satellites et les véhicules spatiaux

L’impression 3D n’est pas vraiment une nouveauté dans le domaine de l’aérospatiale, car des acteurs comme Thales Alenia et Leonardo – tous deux clients de Cadlog – ont déjà mis en place diverses initiatives dans ce domaine. En 2015 un partenariat entre ces deux entreprises a amené au lancement du satellite TürkmenÄlem MonacoSat, doté de supports en aluminium pour antennes imprimés en 3D, qui est ensuite devenu une technologie standard du fait de sa légèreté. Les satellites pour télécommunication Koreasat 5A et 7, mis en orbite en 2017, étaient dotés des plus grands composants pour véhicules spatiaux imprimés en 3D en Europe. Aujourd’hui la société française a décidé de sauter le pas et de produire en série certains composants pour les satellites de télécommunication basés sur la plateforme Spacebus Neo. Dans cette superbe vidéo sur le Spacebus Neo, il est possible de saisir l’importance de solutions modulaires dans la production de satellites.

Sur le Spacebus Neo il y aura quatre supports de roue à inertie en aluminium et 16 ferrures ADPM (Antenna Deployment and Pointing Mechanisms). Le recours à l’impression 3D est encouragé par les exigences du marché étant donné que cette solution permet de réduire les coûts de 10%, de gagner un à deux mois sur le planning de fabrication et de diminuer le poids de 30%. Une autre caractéristique intéressant de l’impression 3D est qu’elle permet de combiner la production en série avec la personnalisation, afin d’adapter les dispositifs aux exigences spécifiques à chaque mission spatiale. Les connecteurs et les raccords par câble sont intégrés dans le projet et sont réalisés par un unique processus d’impression, ce qui permet d’éviter des phases d’assemblage ultérieures.

Les capteurs multifonctionnels de la NASA imprimés en 3D.

Le troisième projet dont nous parlions au début de cet article a été élaboré par une scientifique bangladaise de la NASA, Mahmooda Sultana, qui a reçu un financement de 2 millions de dollars afin de développer des capteurs multifonctionnels destinés à l’exploration spatiale grâce à l’impression 3D.

Mahmooda Sultana

Mahmooda Sultana

Sultana, qui travaille au centre spatial de Goddard à Washington D.C., a déclaré : « Nous sommes vraiment enthousiastes pour les possibilités qu’offre cette technologie. Grâce à ce financement, nous pouvons amener cette technologie à un autre niveau et potentiellement offrir à la NASA un nouveau moyen de créer des plateformes de capteurs multifonctionnels personnalisées, qui, selon moi, peuvent ouvrir la porte à tous types de missions et d’utilisation. »

La scientifique avait développé des prototypes de capteurs multifonctionnels grâce à une imprimante 3D de la Notheastern University. Ces capteurs étaient constitués de divers nanomatériaux, parmi lesquels le graphène et des nanotubes de carbone. Déjà lors de cette première phase l’équipe avait réussi à obtenir une sensibilité s’approchant du ppm (millionième), qui est l’objectif de la phase de développement actuellement en cours. Cela pourrait être utile par exemple pour mesurer la concentration en ppm d’éléments comme l’ammoniac et le méthane dans l’atmosphère.

Les 2 millions de dollars du financement serviront à l’équipe de Sultana principalement pour développer des spectromètres plus petits. Utilisés pour mesurer les propriétés de la lumière dans le spectre électromagnétique, les spectromètres sont des instruments particulièrement utiles afin d’identifier les matériaux. Ces dispositifs sont utilisés en astronomie pour comprendre la composition des planètes et des étoiles. Actuellement, les dispositifs de spectroscopie sont trop grands pour être transportés dans l’espace. L’imprimante 3D permettrait de réaliser les spectromètres avec d’autres dispositifs multi-capteurs sur une unique plateforme.

L’impression 3D est aujourd’hui au centre de l’attention de la NASA mais aussi d’autres agences spatiales, en vue de futures explorations de la lune et de Mars. Des dispositifs multi-capteurs comme ceux développés par Sultana pourraient être placés dans les Rover et dans les satellites utilisés pour ce type de mission.

Découvrez le potentiel de l’impression 3D dans l’électronique avec un cas d’application concret.

Téléchargez le cas d’application du remaniement habile d’un circuit imprimé BGA

Tous les détails d’un cas concret dans lequel une entreprise européenne, leader dans le secteur des télécommunications et des capteurs, s’est retrouvée face à une erreur de conception, à deux jours de la livraison de 24 prototypes de circuits imprimés. La seule solution possible afin de respecter les délais imposés et de ne pas perdre le client a été le recours à l’impression 3D.

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Internet Industriel des Objets: Siemens publie le logiciel Software Development Kit (SDK) pour le langage OML (Open Manufacturing Language)

Le Software Development Kit est disponible pour l’OML, langage qui permet à l’Internet Industriel des Objets d’assembler des circuits imprimés. Vous pouvez désormais tirer parti du plug-in du Software Development Kit (SDK) OML pour écrire facilement des applications qui transfèrent des données de l’atelier à des systèmes d’usine et d’entreprise. Ceci est une option gratuite qui vous permet de :

  • Simplifier l’intégration du système informatique avec les machines d’usine,
  • Contrôler les machines et les lignes de production en temps réel,
  • Définir un langage commun entre les thèmes opérationnels, les fournisseurs et les clients.

Qu’est-ce que l’Internet Industriel des Objets (IoT)

L’Internet Industriel des Objets (IIoT) signifie l’utilisation des technologies de l’Internet des objets (IoT) pour améliorer la production et les processus industriels. Le concept d’Internet Industriel des Objets (IoT) est pratiquement synonyme d’Industrie 4.0, car il représente le moyen technologique de réaliser la prétendue quatrième révolution industrielle.

L’IoT comprend des technologies d’apprentissage automatique permettant d’exploiter les données de capteurs, la communication M2M (Machine to Machine) et les technologies d’automatisation déjà présentes dans les usines depuis des années. Le principe de l’IIoT est la plus grande efficacité des machines, par rapport aux opérateurs humains, dans la réalisation d’une série d’opérations essentielles basées sur la lecture et l’interprétation des données, notamment en ce qui concerne l’identification des problèmes.

Quel est le langage OML

L’OML est un standard ouvert de l’Internet of Manufacturing (IoM) et de l’Internet Industriel des Objets (IIoT), qui définit les méthodes d’interconnexion des processus de production pour l’assemblage de circuits imprimés affectant tous les éléments du système pour les machines CMS, d’inspection automatique, de test et de réparation.

L’OML est utilisée pour les solutions concernant la gestion des entrepôts, de l’ingénierie, de la qualité, l’informatique décisionnelle et la gestion des systèmes informatiques de l’entreprise. L’OML répond aux besoins de l’industrie en matière de création d’une nouvelle norme destinée à remplacer les protocoles propriétaires et à soutenir des initiatives telles que l’Industrie 4.0 et Smart Factory au sein des installations de production.

Qu’est-ce-que le logiciel gratuit Software Development Kit (SDK)

Les spécifications du langage OML permettent à toutes les machines de la production de partager un protocole de communication commun à toutes les machines de placement, d’inspection, de test, de refusion et d’impression, simplifiant et normalisant le processus d’acquisition des données en usine.

Les partenaires de développement OML peuvent utiliser le plug-in gratuit SDK (Software Development Kit) pour écrire des applications permettant de transférer efficacement des données de l’atelier vers des systèmes d’usine et d’entreprise, tels que les solutions logicielles MES, de qualité et de gestion de la chaîne logistique. Cette option gratuite permet aux fournisseurs d’équipement de mettre en œuvre un producteur OML qui convertit les données spécifiques du fournisseur et les envoie sous forme d’événements OML. Le SDK OML est intuitif et n’exige pas une compréhension approfondie des protocoles de communication pour fonctionner.

Quels sont les avantages

Il est possible d’utiliser le SDK de plug-in intégré pour écrire des événements OML dans un fichier JSON ou transférer ces informations dans une application client capable de récupérer ce type de données. L’exploitation de la spécification OML couvre l’ensemble des données nécessaires à la mise en œuvre de solutions intelligentes.

Le SDK simplifie considérablement l’ajout de la prise en charge OML aux équipements existants en développant une solution OML conforme.

Les constructeurs de machines disposant de protocoles de communication propriétaires peuvent facilement écrire des pilotes qui convertissent leur protocole de communication en spécifications OML, permettant ainsi une communication ouverte entre la machine et les processus automatisés et manuels de leurs clients.

Les constructeurs de machines sans protocole de communication défini peuvent rapidement et facilement développer des protocoles de communication et transmettre des informations entre la machine et les différents systèmes des usines de leurs clients.

En conclusion, la vision d’un Internet Industriel des Objets (IIoT) permettant aux machines de communiquer les unes avec les autres de manière intelligente pour gérer les aspects les plus critiques des processus de production ne peut être réalisée que par l’adoption d’un langage universel tel que l’OML. Avec ce kit de développement logiciel, il sera plus facile pour tous les fabricants de machines de s’adapter aux normes OML pour les exploiter à leur avantage.

Téléchargez la brochure française sur le langage OML, avec des exemples de solutions mises en œuvre:

Brochure in italiano su OML (Open Manufacturing Language)

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CadlogInternet Industriel des Objets: Siemens publie le logiciel Software Development Kit (SDK) pour le langage OML (Open Manufacturing Language)