Mise en service virtuelle avec le jumeau digital (digital twin)

Vandemoortele Eeklo s’est récemment mise en quête d’un constructeur de machines capable d’automatiser la réception, la manutention et l’empilage de ses pâtes surgelées. Avercon – également d’Eeklo – a répondu à l’appel et a su tenir ses promesses, même les plus étonnantes. À l’aide d’un jumeau numérique, l’entreprise a gagné la confiance de l’utilisateur final et a même été autorisée à ajuster l’ensemble de la ligne d’emballage

Une feuille de papier entre les plaques de pâte

Sur son site d’Eeklo, Vandemoortele fabrique sous sa propre marque BANQUET D’OR®, entre autres, des pâtes feuilletées pour croissants et pizzas. Afin de respecter la promesse de haute qualité de la marque, il est non seulement important de fournir des produits de qualité supérieure, mais aussi un emballage pratique pour les utilisateurs finaux des pâtes feuilletées. Par conséquent, une feuille de papier est placée entre chacune des plaques, ou tranches, qui sortent du congélateur à spirale et sont empilées pour être emballées. Auparavant, le placement de ces feuilles intermédiaires et l’empilage des tranches étaient une tâche manuelle. L’entreprise souhaitait automatiser ce processus afin de gagner en efficacité. Le constructeur de machines Avercon a proposé la meilleure solution pour cet ‘interleaver-stacker’, adaptée aux besoins du producteur de produits de boulangerie.

« Selon le type de pâte, les tranches sont livrées du congélateur soit seules, soit par paire. Après réception, les feuilles de la largeur correspondante sont déroulées d’un rouleau et coupées à la bonne taille. Ensuite, les piles appropriées sont formées et enfin, elles sont acheminées avec le côté prédéfini vers la machine d’emballage sous film sous-jacent », nous explique Nick Clauwaert, directeur du site, en détaillant les différentes étapes de la machine combinée.

Vandemoortele Eeklo en bref

  • L’entreprise familiale belge Vandemoortele a deux divisions, l’une dans les produits de boulangerie et l’autre dans les margarines, huiles et graisses culinaires. Vandemoortele Eeklo fait partie du secteur des produits de boulangerie et est spécialisée dans la fabrication de viennoiseries, c’est-à-dire de pâtes feuilletées et pour viennoiseries danoises.
  • Actuellement, plus de 125 produits différents sont fabriqués sur quatre lignes de production pour des boulangeries, des fournisseurs alimentaires et des détaillants dans toute l’Europe.
  • Au total, Vandemoortele Eeklo emploie 220 personnes.

Défis techniques

Le premier défi était les nombreuses variables à prendre en compte, car les tranches de pâte surgelée diffèrent en termes d’élasticité, de poids et de format, et la vitesse des convoyeurs devait être ajustée en conséquence. En outre, l’ensemble du travail – du démontage de la ligne existante à la mise en service de la nouvelle ligne – a dû être réalisé en deux semaines seulement, afin de ne pas compromettre l’approvisionnement des clients B2B. Enfin, la nouvelle machine devait s’intégrer dans une ligne existante, tant au niveau de la disposition que du fonctionnement.

« Pourtant, nous avons réussi à répondre à ces exigences strictes et même à dépasser les attentes, en intégrant les dernières technologies de Siemens en tant que partenaire OEM », déclare David Provoost, sales manager chez Avercon, en parlant de la machine plus en détail.

Vitesse

« Ainsi, grâce au système de commande SIMOTION, nous avons pu intégrer le contrôle du mouvement dans la plate-forme d’automatisation et réaliser les fonctions mécaniques des pièces de la machine de manière fluide. Sur l’IHM, l’opérateur sélectionne la recette de pâte avec la vitesse d’alimentation et la longueur de coupe correspondantes, après quoi l’ensemble de la machine est réglé en continu. L’opérateur doit appliquer lui-même les rouleaux avec la bonne largeur, mais en fournissant deux rouleaux à la fois avec un changement entièrement automatique entre eux, il est possible de réaliser des séries longue durée. La machine atteint des vitesses de près d’une feuille par seconde, selon le type de pâte. Cela semblait plutôt ambitieux au départ, mais à l’aide d’un jumeau numérique, nous avons pu simuler les différents mouvements et programmes à l’avance. Grâce à cette visualisation, nous avons pu démontrer que les capacités promises seraient respectées, avant même que la machine ne soit mise en marche », explique M. Provoost

Timing

En travaillant de cette manière, on gagne aussi beaucoup de temps qui est généralement associé à la construction et aux essais dans le propre hall de production du constructeur de machines, et à la phase de test d’acceptation usine. En effet, la machine a été validée sur le plan conceptuel, ce qui a été rendu possible grâce à l’outil MCD (Mechatronic Concept Design) de Siemens.

« Grâce au jumeau numérique, nous avons pu faire fonctionner virtuellement les pièces complexes de la machine, en simulant et en validant les déviations dans le processus de production du client. Nous avons fait cela dans la machine virtuelle basée sur les dessins 3D et le logiciel écrit en réel. De cette façon, nous avons pu tester, recueillir des commentaires et affiner les réglages, et nous n’avons mis en marche la vraie machine qu’une fois le programme logiciel presque terminé. Lors du démarrage dans notre salle de montage, il n’y a pas eu de grandes surprises et nous avons pu commencer à empiler les pâtes efficacement après quelques jours. En travaillant sur la mécanique et l’électronique en parallèle plutôt qu’en série, nous avons pu obtenir un délai d’exécution beaucoup plus court », explique le sales manager.

Projet global

La nouvelle machine s’est donc retrouvée dans une ligne existante, et devait être capable de collaborer avec, par exemple, un autre détecteur de métaux, une trieuse pondérale et une étiqueteuse provenant de tiers. « Nous avons pris en charge la gestion complète du projet afin de soulager Vandemoortele de tous ses soucis. Nous avons repris le contrôle de l’ensemble de la ligne d’emballage et, lors de l’intégration de notre machine, nous avons prêté attention au flux logique et aussi compact que possible, ainsi qu’à l’ergonomie des opérateurs pour les changements de rouleaux », explique M. Provoost.

Sécurité et accesibilité 

Les autres points d’attention ont été, par exemple, la facilité de nettoyage de la machine et l’accessibilité pour les interventions d’entretien, pour lesquelles une structure ouverte est prévue. De plus, la machine est fabriquée en acier inoxydable microbillé et les tubes sous-jacents sont disposés en forme de diamant. Si une lame doit être remplacée, elle se présente à l’extérieur de la machine au technicien, lui permettant d’effectuer le changement de manière simple, sûre et ergonomique.

« Le fait qu’Avercon soit un partenaire certifié pour effectuer l’analyse des risques et de la sécurité de leur machine et de la ligne complète elle-même, tant pour les composants physiques que pour le code de programmation, a également constitué un avantage majeur. Cela a également permis de mener à bien le projet dans les délais impartis », déclare M. Clauwaert.

Un directeur d’usine plus que satisfait 

Le directeur du site ne tarit pas d’éloges sur la collaboration avec le constructeur de machines et sur l’installation livrée. « Nous ne connaissions nos voisins d’Avercon que pour leurs machines d’emballage et nous nous sommes adressés à eux au départ pour une nouvelle formeuse de boîtes. Ils nous ont fait remarquer qu’ils proposaient bien plus et cela s’est avéré être le cas. Le processus de développement, les tests dans leurs locaux et la mise en route se sont très bien déroulés. En utilisant la bonne technologie, nous avons pu démarrer cette ligne d’emballage dans les délais requis et avec un résultat de qualité supérieure. Le processus de fabrication n’a jamais été compromis, et en tant que directeur d’usine, je suis donc plus que satisfait ! »

Contact: Nick Vanden Broecke – nick.vanden_broekce@siemens.com

Plus d’information sur Vandemoortele ? Consultez ce lien. 

Plus d’information sur Avercon ? Consultez ce lien 

Cet article est paru dans Food Process le 6 avril 2021 et a été écrit par Wouter Verheecke.