AÉRONAUTIQUE : L’excellence opérationnelle pour monter en puissance

Pour pouvoir répondre à la demande croissante du marché, les constructeurs aéronautiques n’ont pas d’autres choix que d’augmenter les cadences. Les ramp-up (montées en cadence) prévus par les avionneurs comme Airbus et Boeing créent une pression sans précédent sur l’ensemble des fournisseurs de la supply chain. Pour faire face à ces défis, une véritable course vers le digital est en cours dans les sites de production avec pour mot d’ordre : atteindre l’efficience opérationnelle le plus rapidement possible en utilisant les leviers disponibles sur le marché de l’Industrie 4.0.

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AÉRONAUTIQUE : L’excellence opérationnelle pour monter en puissance

« L’aéronautique est engagée dans une mutation qui tourne autour de la performance industrielle, de la capacité à faire face à une demande de plus en plus complexe et une externalisation d’activité maîtrisée et à forte valeur ajoutée » avertit Christophe Blondeau, le Fondateur d’AXEAL Consultant. Selon les estimations du Flight Fleet Forecast 2016-2035, la taille de la flotte commerciale mondiale pourrait atteindre près de 50 000 appareils en 2035 contre 19 500 aujourd’hui pour satisfaire les 6 milliards de passagers attendus en 2030 contre 3,5 milliards à ce jour. Les carnets de commande d’appareils représentent aujourd’hui près de 8 ans de production. Pour faire face à la concurrence internationale et répondre aux nouveaux enjeux du marché, les dirigeants seront amenés à revoir leurs modes de production et même leur façon de penser.

« Aujourd’hui, pour répondre aux exigences des constructeurs, il faut véritablement transformer les usines, les process, les habitudes et les modes de pensée » annonce Philippe Bornert, du cabinet conseil Agilea, qui réalise 60 % de son activité avec les entreprises de l’aérospatial. Même si un grand nombre d’acteurs a clairement identifié les avantages que procurent les technologies de la digitalisation, il reste encore des progrès à faire en matière d’investissements. « Il y a parfois des PME innovantes qui sont en avance sur nous. Mais globalement, il y a un retard relatif dans la supply chain. Pour y remédier, il faut d’abord porter la bonne parole pour effectuer une prise de conscience de l’importance de ces enjeux. Il faut aussi amener des outils et du conseil, ce que fait très bien le GIFAS. Il faut favoriser le dialogue entre les PME pour qu’elles échangent sur des bonnes pratiques » analyse Guillaume Faury, le PDG d’Airbus.

Un nouveau programme Industrie du Futur présenté par le GIFAS au Bourget

Conscient de ces enjeux, le GIFAS (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales), qui réunit 366 sociétés, va présenter au prochain Salon du Bourget un nouveau programme baptisé « Industrie du Futur ». Il sera question avec le soutien des régions d’accompagner environ 300 entreprises de l’aérospatial pour intégrer les technologies de l’industrie 4.0 et atteindre l’excellence opérationnelle. « Industrie du Futur » sera mené dans la continuité des 2 premières phases du programme « Performance industrielle » engagé par le GIFAS en 2014. « La dimension technologique sera ici plus forte que dans les 2 projets précédents. La réussite de ce nouveau programme devrait se mesurer à son aptitude à encourager les entreprises à investir » annonce-t-on du côté du GIFAS. Alors que jusqu’à présent les principales préoccupations portaient sur le respect des délais et de la qualité, l’aérospatial intègre désormais de nouveaux critères comme la modularité des avions, une réduction plus fi ne des coûts et la rationalisation des flux pour atteindre l’excellence opérationnelle.

Elle tend en ce sens à se rapprocher de l’automobile beaucoup plus en pointe dans l’utilisation des technologies de l’industrie 4.0 et dans cette quête à l’efficience opérationnelle. Ce rapprochement s’est d’ailleurs matérialisé par la nomination de Guillaume Faury à la présidence d’Airbus en avril dernier. Après avoir passé 4 ans de sa carrière au sein de PSA d’avril 2009 à avril 2013, le dirigeant s’est appliqué à mettre en pratique ce qu’il avait expérimenté dans l’automobile quand il a regagné Eurocopters en mai 2013. L’ancien directeur de production et vice-président exécutif de la R&D de PSA est à l’origine du fameux i-Cockpit de la Peugeot 308. Il aura la charge de livrer cette année entre 880 et 890 appareils contre 800 en 2018 et de franchir à court terme la barre des 1 000 avions par an. Pour ce qui concerne les A320neo qui constituent le plus gros volume de cette production, la cadence devrait très rapidement passer de 50 à 60 par mois. Pour pouvoir suivre ce ramp-up, c’est une véritable révolution à laquelle doivent se préparer les sous-traitants pour rester dans la course au risque de perdre des marchés.

La nécessité d’établir une continuité numérique

« Nos grands clients nous ont déjà alertés sur ce risque il y a cinq ans, il y a deux ans… Maintenant, cela devient une réalité. La concurrence internationale impose aux fournisseurs aéronautiques d’accroître leur exigence de qualité et de réactivité. En ce qui concerne l’excellence opérationnelle, il faut être parano, c’est un impératif de survie » annonce Anne-Charlotte Fredenucci, présidente du groupe Ametra membre du programme « Accélérateur PME/ETI » de la BPI et du GIFAS. Ametra a notamment remplacé le papier dans les processus de fabrication en fournissant des tablettes tactiles à ses équipes pour garantir la continuité numérique du bureau d’études à la production. Le cabinet d’audit et conseil PwC encourage également ses clients à mettre en place une continuité numérique tout au long des processus de conception, d’industrialisation et de maintien en condition opérationnelle. « En mettant à disposition les données relatives au produit et à son environnement à chaque étape de son cycle de vie, on facilite la collaboration entre l’ensemble des fonctions et on permet de réaliser des simulations permettant d’anticiper les impacts de chaque décision sur les processus en aval » explique Ludovic de Lannurien, responsable des activités de Digital Operations pour le secteur A&D de PwC.

De son côté, le sous-traitant Liebherr Aerospace, impliqué, entre autres, dans les programmes Airbus A320neo, Embraer E-Jet et Airbus A220, s’est doté de deux data Lab, le premier en 2017 à Toulouse et le second en 2018 en Allemagne. « Ces 2 structures qui travaillent en synergie supportent tous les sujets traitant de la performance opérationnelle liée à l’analyse des données. La transformation digitale permettra de développer les produits de demain plus rapidement et de manière moins coûteuse. Elle offrira l’avantage de faire plus de simulations et moins de tests. De plus, la digitalisation permettra de réduire l’impact environnemental » précise Fabien Petit, en charge de la transformation digitale chez Liebherr Aerospace & Transportation. Le fournisseur de rang 1 a analysé massivement l’ensemble de ses bancs de tests pour optimiser les processus de contrôle et réduire les coûts. « La digitalisation n’induit pas seulement l’utilisation de nouvelles technologies, elle entraîne un changement d’approche ». Parmi les chantiers en cours chez le sous-traitant figurent la réalité augmentée pour le contrôle du train d’atterrissage de l’A350, la géolocalisation et la fabrication additive (FA), cette dernière technologie représentant une véritable opportunité d’accroître les performances. Selon Jérôme Julien, responsable de la Business Unit industrie 4.0 du groupe Segula : « La FA est un levier de l’Usine du Futur qui permettra d’atteindre l’excellence opérationnelle dans le domaine de l’aéronautique. Au sein de Segula, nous planchons sur la réalisation d’un certain nombre de pièces dont une aube optimisée en terme mécanique et aérolique en partenariat avec un grand motoriste. La FA permet un gain de temps sur les process de conception et une réduction des coûts de fabrication. Avec elle, nous pouvons produire une pièce unique à fonctionnalité étendue, là où jusqu’à présent il fallait fabriquer plusieurs éléments pour la réaliser. L’impression 3D va ainsi peu à peu complètement transformer la supply-chain associée. Elle va entraîner une simplification des process par la multiplication et la création de mini-usines au plus près des opérations de maintenance et de production ».

200 projets lancés chez Safran

« La digitalisation est devenue un outil essentiel de compétitivité, une rupture et cela transforme en profondeur notre business model », a déclaré Philippe Petitcolin, le DG de Safran lors du débat Paris Air Forum en juin 2018. Son groupe mobilise toutes ses ressources pour pouvoir assurer le rythme donné par les avionneurs. Aujourd’hui, pour Safran, l’objectif est atteint. La montée en cadence de la production du moteur Leap permet de fournir 50 à 60 % des moteurs de l’Airbus A320 et 100 % des moteurs du Boeing 737. Safran a entrepris sa mue industrielle digitale à partir du dernier trimestre 2017 avec le lancement du projet Usine du Futur. « La première phase du projet a consisté à faire le lien entre les besoins d’amélioration des modes de production et les technologies/ outils digitaux existants, sur la base des enjeux de coût – qualité – délai. On a calqué le déroulement du projet Usine du Futur sur la manière dont nous procédons pour conduire les projets « produits ». Nous avons aujourd’hui lancé 200 projets dont plus d’un tiers ont été concrétisés que ce soit dans la rénovation de l’outil industriel ou dans le développement des technologies de l’Usine 4.0. 50 % du plan devrait être atteint d’ici la fin de ce mois de juin. À l’horizon du premier semestre 2020, nous aurons réalisé 80 % de notre objectif alors que le plan est prévu pour s’achever en 2023 » indique François de la Fontaine, le directeur Usine du Futur de Safran depuis le 1er septembre 2016.

Avec la numérisation de ses lignes de montage et l’acquisition de nouvelles solutions digitales, Safran a considérablement diminué ses cycles de production. Les équipes du groupe utilisent aujourd’hui aussi bien des cobots, du traitement de données que de la simulation de procédés et de flux. Sur l’usine de Bidos dans le Béarn par exemple, les salariés sont formés en faisant appel à la réalité virtuelle pour assembler des trains d’atterrissage. Le site béarnais assemble jusqu’à 18 trains d’atterrissage différents dont celui de l’A320. L’utilisation de la réalité virtuelle a également permis de réduire de 18 mois la conception des nacelles de l’Airbus A330neo, désormais fabriquées en 42 mois. Le Groupe, qui a acquis une solide réputation internationale, via ses équipements de haute technologie, dans les domaines de l’aéronautique, de l’espace, de la défense et de la sécurité, a ainsi investi dans des lignes d’assemblage de moteurs d’avions à la pointe de l’innovation au sein de son unité de Villaroche en Ile-de-France. Combinant un système de contrôle visuel robotisé qui permet de garantir une qualité zéro défaut, des visseuses connectées, des systèmes de géolocalisation des outillages et de traçabilité, des solutions de réalité augmentée et de traçabilité numérique, 2 lignes cadencées ou « pulse line » assemblent chacune 500 moteurs Leap par an soit plus de 4 moteurs par jour. En faisant appel à la fabrication additive pour réaliser des aubes et carters en composite, le groupe a également contribué à réduire de 15 % la consommation de carburant et les émissions de C02 ainsi qu’à diminuer de 50 % les émissions de NOX du Leap.

Limiter l’impact environnemental

La limitation de l’impact environnemental est également au cœur des priorités de la filière. Ainsi, Guillaume Faury a estimé que les avions devront voler sans émissions polluantes dans les prochaines décennies. Dans ce cadre, Airbus a conclu le 22 mai dernier à Toulouse un partenariat avec la compagnie SAS Scandinavian Airlines. Le but de ce rapprochement est de mener un projet de recherche commun portant sur des avions hybrides et électriques. L’aspect environnemental est aussi le fer de lance de la jeune société Aura Aero installée à Toulouse. Cette jeune pousse qui fêtera en août sa première année d’existence dévoilera au prochain salon du Bourget le prototype de son premier avion, un biplace destiné notamment aux écoles de pilotage. La particularité de cet appareil est qu’il a été conçu en réduisant au maximum l’impact environnemental.

« Quand on parle d’excellence opérationnelle, on cherche en général à tenir les objectifs, c’est-à-dire produire un certain nombre d’avions dans un temps déterminé sans surcoûts. Or, l’excellence opérationnelle, c’est également produire en prenant en compte la pression que l’on exerce sur l’environnement. Au sein d’Aura Aero, nous faisons en sorte d’avoir un impact environnemental le moins pénalisant possible et de fournir un produit qui correspond aux attentes du marché » résume Jérémy Caussade, le président d’Aura Aero. Le nouvel avion sera fabriqué dans un matériau hybride associant le bois et le carbone. « Nous arrivons aujourd’hui à une maturité technologique qui nous permet d’utiliser les solutions les moins impactantes possible. Nous limitons la consommation du carbone qui est difficile à recycler et favorisons l’usage du bois dont les filières d’approvisionnement sont aujourd’hui optimisées ». L’industrialisation du nouvel aéronef est programmée à partir de 2020. Aura Aero ne s’interdit pas de réaliser du transfert technologique vers d’autres types d’avions et pour d’autres constructeurs. « L’excellence opérationnelle est de faire en sorte d’avoir le moins de silotage possible entre les équipes. Il faut pouvoir utiliser la digitalisation pour avoir la circulation de l’information la plus fluide » rajoute le chef d’entreprise, également président de l’association Réplic’Air, qui fédère autour d’Aura Aero une quarantaine d’ingénieurs et de dirigeants de l’aéronautique.

Mieux prendre en compte le contrôle non destructif et les achats

Même constat pour Philippe Fioravanti, coordinateur du projet Industrie 4.0 du pôle de compétitivité Aerospace Valley (détaché de Dassault Aviation) : « il nous faut pouvoir produire bien du premier coup, de manière compétitive, tout en préservant nos compagnons ainsi que l’environnement. Si nous produisons vite mais que nous abimons les hommes et la planète, notre système de production n’est pas pérenne » revendique ce spécialiste en informatique industrielle et productique qui plaide pour une nouvelle approche du contrôle non destructif. « Le contrôle non destructif permet de garantir chaque étape de réalisation sans avoir à opérer des contrôles postproduction qui parfois peuvent amener à détruire une pièce pour en analyser sa réalisation. Il représente un vrai enjeu en termes de coûts qu’il faut intégrer très tôt, au stade de la conception, au même titre que la prise en compte des TMS (troubles musculo-squelettiques) ou de l’impact environnemental. Selon un sondage que nous avons réalisé auprès d’une centaine de spécialistes (production et contrôle) de l’aéronautique, tous sont d’accord pour dire que dans le coût de production, 20 à 30 % sont dévolus au contrôle. Il s’agit donc d’un vrai sujet à faire émerger. On a besoin d’adopter une vision beaucoup plus systémique de la façon de travailler et de prendre en compte l’écosystème. Il faut rendre le contrôle transparent ou le limiter, en l’intégrant au mieux de la première à la dernière étape. Cela nécessite une vraie révolution conceptuelle ».

L’analyse fine des flux de données concernant les achats ou digital costing est également une source de gains non négligeable pour les entreprises aéronautiques. « En utilisant directement les données techniques issues du bureau d’études et en fournissant aux acheteurs des prix cibles avec des niveaux de granularité très fins (coûts de matière, temps d’usinage…), nous créons de nouveaux leviers de négociation puissants et factuels générant des gains entre 20 et 30 % particulièrement dans l’aéronautique où le nombre de pièces est très élevé en comparaison au domaine de l’automobile » souligne Frédéric Le Corre, l’un des 4 associés du cabinet conseil Step Consulting.

Plates-formes génériques et maintenance prédictive

Pour d’autres encore, la conception des avions de demain s’appuiera sur des architectures génériques. « Il s’agit de définir des plates-formes à partir desquelles un constructeur aura la possibilité de décliner des versions différentes d’un produit à partir de la même base. Le constructeur pourra par exemple proposer à partir de la même plate-forme des versions d’avions aux capacités d’emport de passagers différentes, aux rayons d’action différents, une version freight, mais également une version militarisée de type ravitailleur… En disposant d’une architecture commune, les temps de développement nécessaires à la mise sur le marché de ces nouveaux produits seront plus courts, les coûts associés et la maturité à l’entrée en service mieux maîtrisés » précise Matthieu Lemasson, responsable du centre d’excellence aéronautique de PwC.

Du côté de la maintenance, les entreprises innovent également pour rester compétitives. La maintenance prédictive devrait permettre notamment de prévenir les pannes et de limiter les temps d’immobilisation des avions au sol en intégrant toutes sortes de capteurs sur les appareils. Le développement de l’IoT et de l’intelligence artificielle ainsi que le déploiement des capteurs sur les pièces des avions donneront une information précise et en continu sur leur état de fonctionnement. Liebherr Aerospace fait ainsi plancher ses data scientist sur l’amélioration des performances de ses systèmes par les Airlines. L’objectif est d’arriver à réduire les coûts opérationnels en récupérant les données de vols des compagnies aériennes. « À titre d’exemple, l’analyse de plus de 24 000 vols nous a permis d’identifier des éléments clefs permettant de réduire les coûts d’exploitation et de maintenance des appareils pour une compagnie européenne. Nous sommes en train d’accélérer nos capacités à proposer des solutions de maintenance prédictive. Ces solutions fourniront un suivi efficace de la performance des systèmes Liebherr sur avion. Elles permettront la dépose de certains produits de l’avion avant l’émergence de pannes. Certaines applications innovantes sont en cours de dépôt d’un brevet. » confie Fabien Petit, responsable de la transformation digitale de la division aéronautique et ferroviaire du groupe Liebherr. Lors des opérations de révision, la réduction des temps d’immobilisation des aéronefs au plus juste, en faisant appel à de nouvelles techniques de management et de coaching, figure également au centre des préoccupations des donneurs d’ordre.

Marris Consulting, en s’appuyant sur la chaîne critique, a ainsi permis de réduire jusqu’à plus de 30 % les temps de révision sur des Embraer. « Nous encourageons la polyvalence pour pouvoir affecter le plus de personnes possible aux tâches situées sur la chaîne critique » confie Etienne Lecerf, consultant senior chez Marris Consulting.

Pour le groupe Airplane, spécialisé dans la peinture et la maintenance aéronautique, l’adaptabilité des équipes constitue un élément clef. Ce groupe, qui s’adresse aux fabricants d’avions, aux compagnies aériennes et aux Lessors (sociétés de leasing), recherche en permanence à être le plus efficient pour réduire au maximum les temps d’immobilisation des appareils. « Notre objectif est d’être le plus efficace pour minimiser l’immobilisation des appareils en optimisant judicieusement les travaux sur avion qu’ils soient de peinture et/ou de maintenance. La flexibilité de nos équipes est essentielle pour pouvoir gérer notre planification heure après heure. Il nous arrive parfois de changer notre planning 4 fois dans la journée pour mieux répondre aux besoins de nos clients. L’une de nos spécificités est que nous pouvons non seulement peindre les avions dans nos cabines mais nous disposons aussi d’un système de cabine peinture mobile nous permettant d’intervenir partout dans le monde suivant la demande du client quel que soit l’endroit où l’avion se trouve » précise Vincent Campos, le directeur Qualité du groupe installé sur l’aéroport Francazal du côté de Toulouse.

L’homme au cœur du système

Pour pouvoir atteindre un tel niveau de flexibilité, mais également pour que la transformation digitale devienne un véritable succès, encore faut-il placer l’homme au cœur du système. « Toute la réussite d’une organisation repose sur le facteur humain. Chaque équipier doit être imprégné et responsabilisé pour maintenir l’excellence. Même si la digitalisation est là pour obtenir les meilleures informations le plus rapidement possible, elle n’est que l’un des éléments pour atteindre la performance. Il faut veiller à donner les bons outils aux opérateurs pour analyser et appliquer ces données. C’est là que le Lean Management fait toute la différence » avance Jean-Marc Giraudeau, le fondateur de Kasuga Management, spécialiste du Lean Management.

Du côté du cabinet bordelais d’Horenso, Julien Chevalier est unanime : « Toute action doit apporter de la valeur, en commençant par le développement des personnes. » Même son de cloche chez ProAction : « Dans l’industrie, le chef d’équipe qui est souvent un bon technicien, doit gérer des outils toujours plus complexes pour déployer les bonnes pratiques et atteindre le zéro défaut. Alors que sa charge de travail est de plus en plus lourde, sa musculature n’a pas été préparée à supporter cela. Nous sommes là pour le muscler et faire en sorte qu’il gagne en assurance et en compétence et qu’il soit 100 % gagnant. Cette montée en compétence entraîn une plus-value pour toute l’organisation. Finalement, nous offrons également du coaching exécutif afin de bien aligner toutes les strates de l’organisation » insiste Benoît Turcotte, le vice-président Opérations Europe de ProAction. À condition toutefois de pouvoir bien s’entourer, car l’un des autres défis auxquels devront faire face les dirigeants de l’aérospatial à l’avenir sera la pénurie de main-d’œuvre.

Même si pour l’heure, la filière dispose d’assez d’ingénieurs, selon le GIFAS, il va falloir dans les années à venir former environ 4 % de diplômés supplémentaires pour faire face à la montée en cadence de la production. Les industriels peinent déjà à trouver certains profils notamment dans les domaines de la digitalisation, du traitement logiciel, de l’électronique de puissance, de la production et de la gestion industrielle. La principale difficulté sera de former les futurs ingénieurs à l’usine du Futur. « La vraie question c’est que l’usine du futur 4.0 est en train de se construire. La transformation est inéluctable, mais on ne sait pas quand elle sera stabilisée. Pour les écoles, la difficulté est donc de faire évoluer les cursus… Définir de nouveaux programmes au sein des écoles est onéreux, et avant d’investir dans une formation, elles ont besoin de savoir s’il y aura réellement des débouchés » explique Jean-Luc Berard, DRH du groupe Safran.

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