Still, maître du lean manufacturing

DIAPORAMA  Le constructeur allemand marie les automatismes avec le juste à temps.

L’usine Still de Hambourg (Allemagne) est un cas d’école pour ceux qui sont à la recherche d’astuces de production. La filiale du groupe Kron fabrique ici, bon an mal an, quelques 20000 chariots, tous modèles confondus. L’histoire commence il y a quatre vingt dix ans quand Hanz Still crée une unité de fabrication d’équipement électrique. Le premier chariot est produit en 1949. En 2006 la société passe dans le giron du groupe Kion, avec Lindé et Fenwick. Visite en dix étapes de cette usine installée sur une surface totale de 151000 m2, estampillée « lean manufacturing ».

Première étape : la livraison des matières premières et autres composants

Les camions arrivent à la réception par une voie d'accès dédiée (anciennement une voie ferrée). Un service équipé de trois rampes spécialement adaptées, prolongées avec des voies de circulation vers les différentes chaînes de production et départements (centres de coût) de l'usine. L'usine reçoit chaque jour environ 500 livraisons, dont 230 sont directement absorbées par la production. Le reste est stocké dans l'entrepôt des pièces de production : un entrepôt à chambres hautes et, pour les petites pièces, un magasin automatique. Les dix-neuf employés de ce secteur sont répartis en groupes. Selon les produits, des tests sont réalisés sur la totalité, un certain pourcentage ou un échantillon. Ce n'est qu'après cette étape de test que le contrôleur valide l'entrée en stock des produits.

Un poste de déballage permet de transférer les pièces dans des conteneurs "stockables" (caisses MF polyvalentes). La réserve moyenne de production est, tous entrepôts confondus, de 14 jours. Et la fréquence de rotation des stocks d'environ 15 fois par an. Le département des transports internes compte 25 véhicules assurant les circulations entre les zones de production et les entrepôts ou les points de stockage à l'air libre. De plus, les pièces intégrées dans un flux logistique Kanban sont directement acheminées, depuis les magasins comme depuis certains points de production, jusqu'aux rayonnages juste à temps desservant les chaînes de montage. Pour une flexibilité maximale, ces chariots sont tous interconnectés grâce à des terminaux radio embarqués reliés à un poste de guidage central. Ce département a aussi d’autres missions : évacuation de tous les conteneurs vides pour leur retour au fournisseur, regroupement et tri des déchets pour leur évacuation par des prestataires spécialisés, nettoyage des sols... L'usine utilise au total 110 appareils de manutention, dont 12 seulement à motorisation diesel ou GPL, les autres étant électriques.

Deuxième étape : l’atelier de fabrication de vérins hydrauliques

Un installation automatisée (investissement de 25 millions d’euros) assure ici la production annuelle de jusqu'à 250.000 vérins en 3 fois 8 par 70 employés. La fabrication est organisée en trois secteurs distincts : la découpe des tubes en fonction des diamètres souhaités, l’usinage et le montage des vérins. De nombreux robots à bras articulé, deux chariots de synchronisation transversale pour la liaison à la fabrication, sept appareils de desserte de rayonnages et un stockage tampon avant le montage complètent ce processus de production automatique. Deux chaînes produisent en parallèle les tubes de vérin et les pistons chromés. À la fin de cette allée de 180 m, les deux composants sont assemblés pour former un vérin de levage. La découpe est assurée par des machines de sciage à commande numérique, les tubes de cylindre sont sciés à la longueur nécessaire pour chaque client. Un robot de soudure assemble les fonds de cylindre. Les surfaces supérieures sont peintes par poudrage polyester. L'adhérence de la poudre est ensuite réalisée grâce à une ionisation à haute tension (près de 100 000 volts). On obtient une couche de 80 à 120 microns. Le durcissement de la poudre est effectué dans un four à 220°C portant la température des cylindres à 180°C. Les cylindres sont ensuite décrochés à l'aide de robots d'enlèvement, puis déposés sur un support. Le filetage et les ajustements pour le montage des têtes de cylindre sont effectués sur deux machines à commande numérique. Les tiges de piston sont découpées à l'aide de scieuses à commande numérique et ébarbées automatiquement aux deux extrémités. Les pièces en cours sont déposées sur un support et sont transférées à l'aide d'un chariot de synchronisation transversale jusqu'aux postes de tournage. Cinq centres de tournage G300 Index assurent le façonnage des deux extrémités des tiges (filetage, alésage, tenonnage). La préparation au montage final est réalisée sur une zone tampon. Le prémontage des tiges de piston est effectué sur deux postes et le montage du vérin de levage sur trois postes. La fabrication de pistons de dimensions inhabituelles (moins de 700 mm et plus de 3 100 mm) est réalisée dans un secteur spécial de l’atelier.

Troisième étape : découpe des tôles et construction métallique

L'atelier consacré à la découpe des tôles et aux traitements qui s'ensuivent regroupe, sur une surface de 11 000 m², toutes les machines et équipements nécessaires. 70 employés y assurent la transformation de 70 à 80 tonnes d'acier par jour. Organisés en 3x8, ils assurent dans ce secteur de l'usine l'ensemble des étapes de la fabrication interne des pièces métalliques, depuis la découpe des profilés de mât jusqu'à l'ensemble des opérations nécessaires à la fabrication des châssis. Les pièces produites par le département des pièces métalliques sont utilisées par les départements de construction des châssis, des mâts ou dans les différentes chaînes de montage. Exemples : les capots de batteries ou du moteur, les supports de fixation des éclairages ou réservoirs GPL, les tôles recouvrant les châssis, les tubes des circuits hydrauliques, les tuyaux d'échappement des frontaux thermiques...

Tout commence par la découpe d'un matériau. Trois types de technologies sont utilisés pour la découpe des tôles : laser, plasma et chalumeau Une découpe mécanique de certaines plaques de tôle peut également être effectuée à l'aide d'une poinçonneuse. Les profilés et tubes sont découpés à l'aide de scies aux longueurs voulues. La machine laser découpe le matériau (épaisseur de 1 à 20 mm) avec une précision de +/- 0,1 mm. Ce procédé ne nécessite pas de trous d'entrée de coupe. L'extrême précision des trous réalisés et la netteté des bords de coupe des tôles obtenues ne nécessitent aucune finition. La vitesse de la tête de découpe est de 7,5 - 6 m/min pour les tôles de 1 mm d’épaisseur et de 0,7 - 0,6 m/min pour les tôles de 20 mm d’épaisseur. Pour les tôles d'une épaisseur supérieure à 20 mm, l'atelier utilise un procédé traditionnel de découpe au chalumeau. Une fois la tôle découpée, elle est placée entre une presse hydraulique et une matrice de la forme désirée, puis mise sous pression. L'atelier dispose pour ces opérations d'emboutissage de presses de 500 à 4 000 N, la plus puissante atteignant une puissance de 1 000 tonnes.

Les machines à grignoter sont des découpeuses à l'emporte-pièce qui, grâce à des trous de poinçon, ont également des fonctions de découpe de tôles. Ce poste permet la réalisation de pièces de châssis, de tabliers protecteurs et de toutes sortes de pièces de série en tôle estampée. Il assure le travail de tôles jusqu'à 6 mm d'épaisseur. Des poinçons jusqu'à 50 mm de diamètre assurent la réalisation de trous ronds ou carrés dans les tôles de faible épaisseur. Quelques secondes suffisent pour passer, de manière automatique, d'un outillage d'estampage à l'autre selon les besoins, avec en réserve jusqu'à 10 configurations d'outillage distinctes. Les rejets de matière issus de chaque opération d'estampage sont recueillis sous la machine par un tapis roulant qui les évacuent vers un conteneur.

Quatrième étape : fabrication des châssis et des mâts

Trois chaînes de fabrication assemblent tous les châssis destinés à l'usine de Hambourg – principalement à partir des pièces réalisées en interne par les ateliers de constructions métalliques. Puis ce sont les postes d'assemblage manuels : pour le montage des sous-ensembles de réservoirs et garde-boue, ainsi qu'un poste de soudure manuel pour les châssis de R 70 6 et 8 tonnes. Il faut toutefois noter que la majorité des soudures des châssis sont réalisées automatiquement sur des postes robotisés.

En chiffres :
-Surface de l'atelier : 5 000 m²
-Personnel : 25 ouvriers spécialisés (soudeurs) et 10 autres employés
-Production en 3x8
-Traitement de jusqu'à 25 t d'acier par jour
-Procédés de soudure utilisés : Soudure MAG (Metal Active Gas – métal gaz actif)
-Robots de soudure d'une capacité de service entre 15000 et 20 000 h / an
-Quantités produites : 70 à 85 châssis par jour (chiffres 2005)

Construction des tous les types et exécutions de mâts pour les chariots à fourches STILL. Les mâts sont toujours produits sur commande. Les profilés offrent une très haute résistance à la torsion. La longueur est adaptée en fonction de la demande du client.

Cinquième étape : le traitement de surface et la peinture

Toutes les pièces prévues pour être peintes sont acheminées dans ce bâtiment par un convoyeur à chaîne. Ce poste assure l'ensemble des processus de traitement de surfaces.

Préparation sur 3 zones au sein d'une installation fermée :
-Zone de dégraissage et de phosphatation
-Zone de rinçage 1 (eau désionisée)
-Zone de rinçage 2 (eau désionisée)

Le parcours des pièces se poursuit :
-Égouttage en soufflerie
-Séchage par flux d'air chaud à 145° Celsius

Une fois égouttées et séchées, les pièces à peindre sont transférées dans les cabines de poudrage correspondantes.

Couleur : laque en poudre polyester, haute brillance, absolument sans métaux lourds. Ton : la nouvelle génération de chariots RX 50 et RX 20/RX 60 ont une nouvelle couleur principale "argent" traitée dans une cabine de poudrage spécifique. On retrouve la couleur orange sur le contrepoids. En principe, tous les tons peuvent être réalisés, le cas échéant avec une peinture liquide à deux composants.

La poudre est appliquée sur les pièces de construction à l'aide d'un pistolet soufflant. Afin que la poudre adhère à la pièce, celle-ci reçoit une charge électrostatique d'environ 100 000 volts avec une très faible intensité (0,0005 ampères).

La poudre retombée sans adhérer à la pièce est récupérée sur un tapis de transport défilant dans la cabine, puis réutilisée. Bien que 30 % de la poudre retombe sans adhérer à la pièce, 95 % de la poudre retombée peut être réutilisée (reste 5 % de couleurs rares).

Le laquage par poudrage permet d'obtenir en une seule couche une couverture minimale de 80 microns (avec la peinture liquide, apparition de "larmes" à partir de 40 microns). On considère qu'une résistance correcte est obtenue avec une épaisseur entre 80 et 100 µm.

Autre avantage de la poudre : l'épaisseur de la couche de protection reste identique sur les arêtes de la pièce (alors qu'avec la peinture liquide, le solvant provoque une dispersion des pigments dans cette zone, faisant ressortir les arêtes).

La polymérisation de la poudre est réalisée dans un tunnel de séchage opérant un flux d'air à 245°C par chauffage au gaz.

Sixième étape : montage des chariots élévateurs RX 50 et R 70/RX 70

La partie gauche du hall de montage est dédiée à la fabrication des chariots RX 50 et la partie droite à celle des chariots R 70/RX 70.

RX 50. Ces chariots sont particulièrement compacts et maniables. Donc très à l'aise partout où la place est comptée.

Nous marchons dans le sens contraire de la chaîne de production. Nous commençons donc par l’assemblage final.

A chaque étape de montage dans le cours du processus de production correspond une description détaillée du travail à accomplir. Toutes les zones sont bien éclairées et propres, ce qui contribue à optimiser la qualité.

Les objectifs de production respectivement à atteindre et atteints sont affichés et donc visibles par tous les employés.

A chaque étape de contrôle qualité, un tableau de présentation détaille les points de contrôle et donne des informations quant aux réclamations reçues des clients. Car l’un des principes clés en matière de qualité de Still est : "les erreurs sont une chance – pas une menace." En effet, les erreurs permettent de tirer des leçons. Elles peuvent être analysées et servir à prendre les mesures nécessaires pour les éviter. C’est ici que s’achève le circuit qualité logique.

Les éléments d’assemblage nécessaires sont acheminés par chariot élévateur à fourches (préparateur).
Le châssis et le toit de la cabine des véhicules sont acheminés vers la chaîne de montage par le biais d’un magasin rotatif (niveau supérieur).
Des transpalettes électriques à conducteur accompagnant EGV 14 modifiés servent de chariots d’assemblage (au total environ 108 pour toutes les chaînes de production) R 70/RX 70. Des chariots élévateurs d'une capacité de charge de 1,6 à 5 tonnes sont fabriqués sur deux chaînes de production. Les frontaux diesel ou GPL sont particulièrement bien adaptés à un usage extérieur – pour le chargement/déchargement de poids lourds par exemple.

Le chariot élévateur diesel RX 70-25 est de loin le plus économique des chariots sur le marché mondial avec une consommation de seulement 2,5 litres de gazole par heure.
Une consommation réduite de gazole signifie également un impact environnemental plus faible (moins d’émission de CO²). Cette faible consommation est obtenue grâce à une motorisation très performante exploitant la technologie hybride. Le moteur est relié à un générateur de courant qui produit l’énergie nécessaire à l’actionnement d'un entraînement électrique intégré à l'essieu.

La chaîne d’assemblage est flexible avec des zones tampons intégrées (stocks intermédiaires). Avantages: -Flexibilité accrue en cas de changements du programme de production ou de variation des tâches à effectuer. -Aucune immobilisation à cause d'équipements de production rigides. -On n’a plus besoin de faire appel à des ouvriers polyvalents

Les engins assemblés sont acheminés des chaînes de production à la zone "Équipement clients“ sur des chariots de montage. Tous les flexibles et l’équipement électrique spécifique sont montés dans cette zone.
L’étanchéité du système hydraulique est vérifiée sur chaque engin. Parallèlement au contrôle des mâts, on procède également au contrôle de l'adéquation de chaque chariot à la commande du client afin de vérifier que toutes les exigences ont été respectées.

Septième étape : prémontage de la cabine

C’est ici que l’on reçoit les structures de toit de protection livrées par l’usine de Geisa/Rhön afin de les compléter avec l'équipement des postes de conduite. Y sont incorporés tous les composants électriques, électroniques et hydrauliques tels que les sièges, les vitres, la colonne de direction, le capot, etc. Ils sont transportés ensuite par un convoyeur aérien jusqu’à la chaîne d’assemblage où ils sont « unis » à leur châssis de destination.

Dans le passé, tous les éléments de la cabine étaient montés séparément et successivement ; aujourd’hui l’usine a choisi un pré-montage de la cabine. La cabine constitue ainsi à elle seule une entité indépendante. Elle est montée en tant qu'ensemble complet sur le châssis du chariot auquel elle est destinée.

Huitième étape : prémontage des mâts

Tous les types de mâts sont pré-montés dans un atelier spécial et mis à disposition des chaînes de production par chariot élévateur à mât rétractable. Les profilés de mât, les flexibles hydrauliques ainsi que les vérins de levage sont assemblés pour former un ensemble de levage complet. Dans la pratique, les mâts sont soumis à des contraintes intenses. C’est pourquoi l’usine attache une importance toute particulière au contrôle qualité permanent de tous les paramètres et de toutes les tolérances.
Les mâts sont spécialement étudiés et profilés afin d'offrir la meilleure visibilité. Sur le terrain, chez les clients, cette configuration assure plus de sécurité pour les opérations de levage / empilement ainsi que des performances de transbordement accrues.

Neuvième étape : montage des chariots élévateurs RX20/RX 60

Une nouvelle chaîne de production travaille dans ce hall intégralement en juste à temps. Cela engendre un accès plus rapide à tous les éléments nécessaires ainsi qu’un travail de groupe intensif.

La fabrication d’un chariot élévateur commence ici également avec la partie la plus lourde: le contrepoids d’équilibrage arrière. Puis l’on procède au montage de l’essieu arrière. Le montage haut de la suspension pendulaire sur l’essieu arrière garantit une excellente stabilité du chariot élévateur. C’est ensuite un autre grand élément qui est monté : le châssis, boulonné directement sur le contrepoids.
Tous les chariots élévateurs Still sont conçus pour une faible consommation d’énergie alliée à une performance de travail optimisée. La liaison mécanique directe entre les composants électriques et le contrepoids arrière y contribue en partie. En effet, cette liaison créant une masse de refroidissement importante, elle permet d’éviter d’équiper le chariot de ventilateurs, donc d'économiser de l’énergie.

Les chariots élévateurs électriques de cette série sont adaptés à une utilisation en intérieur comme en extérieur, en une comme en plusieurs équipes. Ils se caractérisent par de fortes performances de travail et une utilisation intensive dans différents secteurs d'activité. L’une des caractéristiques particulières de ce chariot élévateur est l'extraction latérale de la batterie, qui permet son remplacement non seulement rapide, mais également en toute sécurité.

La cabine et le mât sont pré-montés en modules complets. L’assemblage de la cabine et du châssis se fait sur blocs silencieux, ce qui protège le conducteur des vibrations et des cahots liés au revêtement de sol.

Les différents éléments de production sont acheminés en utilisant la méthode Kanban.
Après contrôle du mât, les chariots élévateurs entrent dans la phase d’assemblage final. C’est ici que l’on assure les finitions. Les grands équipements sont ajoutés et les portes de cabine montées. Ensuite on ajoute les labels de sécurité et on procède au dernier contrôle qualité. Les véhicules sont prêts à être expédiés.
Les éléments d’assemblage nécessaires sont acheminés par chariot élévateur à fourches (préparateur).
Les toits des cabines, les châssis et les mâts des chariots sont acheminés par convoyeur Power & Free (niveau supérieur) vers les chaînes de montage. Des transpalettes électriques à conducteur accompagnant EGV14 modifiés servent de chariots d’assemblage.

Avantages : -Flexibilité accrue en cas de changements du programme de production ou de variation des tâches à effectuer. -Aucune immobilisation à cause d'équipements de production rigides. -Plus besoin de faire appel à des ouvriers polyvalents

Temps de fabrication moyen depuis la mise en place sur la chaîne de montage jusqu'à l’enlèvement : environ 6 heures.

Dixième étape : la fabrication des chariots élévateurs à mât rétractable et des tracteurs/porteurs électriques

Ce hall en cours d’amenagement accueille deux nouvelles chaînes de production des chariots élévateurs à mât rétractable et des tracteurs électriques R 07/R 08. Le premier appareil de la série FM-X a été lancé en production début avril 2010. Le matériel nécessaire est acheminé en juste à temps et correspond à deux heures de production. La chaîne de production du FM-X est disposée en U. A droite sont effectués les pré-montages. Un chariot contenant tous les éléments nécessaires à la fabrication triés par ordre de montage est préparé pour chaque appareil. Le banc de mesure de la levée des mâts mesure 12,5 mètres de hauteur.

Le site d’essais (800 heures d’essais)

Le site d'essais se situe sur le chemin menant à l'entrepôt de stockage des cylindres hydrauliques derrière les rails. Essais très réalistes d'usure des chariots élévateurs en accéléré, destinés aux nouveaux produits en phase de développement. -Test de charge à 100%
-Test de charge à 80 %
-Test de différentes hauteurs de levée entre 0 et 3 m
-Plan incliné à 12 %
-Parcours à obstacles d'environ 4 m
-Chambre de brouillard salin (corrosion)
-Parcours de conduite de vitesse

L’usine Still en chiffres

Production journalière :
Environ 65 frontaux électriques
Environ 25 frontaux thermiques
La fabrication en série est lancée en fonction des commandes.

Production (consommation journalière) -430 kg de vernis de finition et de laque en poudre
-100 tonnes d‘acier
-35 000 vis (630 kg)
-1 150 m de flexibles hydrauliques
-1 750 l d’huile hydraulique
-255 bandages de roues