SimWell simule précisément une ligne de production automatisée de produits alimentaires avec le logiciel Arena


SimWell simule précisément une ligne de production automatisée de produits alimentaires avec le logiciel Arena

Le client de SimWell est une compagnie québécoise oeuvrant dans l’industrie alimentaire. Leur usine comporte plusieurs lignes de production, dont l’une prépare et emballe individuellement des produits alimentaires. Cette cellule de production fonctionne à grande vitesse, grâce à des robots emballeurs et un système de convoyeurs. Ce client souhaitait reproduire le plus fidèlement possible ce système, dans un modèle de simulation Arena, pour tester des ajustements aux contrôles des opérations des équipements et mesurer précisément l’impact des pannes et de la maintenance sur la production.

Un système d’emballage dynamique et flexible

Les produits préparés passent d’abord dans un four, puis avancent sur un convoyeur de refroidissement, avant d’arriver à la première étape d’emballage, soit la mise en sachets. Les unités sont initialement alignées en rangées sur le convoyeur pour garder une densité et un rythme de production élevés. Ensuite, les produits sont ramassés par l’un de 3 robots articulés, qui mènent à 3 lignes de mise en boîte parallèles. Cette redondance permet au système de demeurer productif, même en cas de panne de l’une des machines.

U Conveyor

Si le rythme d’emballage ralentit, un convoyeur d’accumulation en “U”, est conçu de façon à s’allonger dynamiquement, jusqu’à plus de 5 fois sa longueur minimum. Ainsi, un grand nombre de produits peuvent être accumulés pendant une courte panne et finalement se voir poussés vers l’étape suivante, sans que la production ne soit interrompue. Cette configuration est cruciale, pour éviter de devoir arrêter ou ralentir les produits dans le four, où le temps de cuisson doit demeurer constant.

Après avoir été ensachés, les produits sont d’abord mis dans des boîtes, puis les boîtes, dans des caisses. En temps normal, toutes ces étapes sont complètement automatisées. Même l’étape finale, où les caisses sont disposées sur des palettes, est effectuée grâce à un robot. Les temps de traitement de toutes ces étapes sont faciles à mesurer, puisque ce sont des actions mécanisées et constantes. Toutefois, s’il y a une défaillance sur l’un des équipements, la ligne ne s’arrête pas. Des employés peuvent palier ces pannes en réalisant certaines tâches manuellement. Le rythme est alors plus lent, mais au moins les sachets la production se poursuit. Le modèle de simulation développé tient en compte ces méthodes et déclenche de la logique spécifique lorsque c’est nécessaire.

De nombreux scénarios intéressants

Grâce à l’interface-usager développée dans Excel, l’analyste peut changer tout paramètre du système. D’abord, une liste détaillée des produits pouvant être préparés doit être remplie, pour d’abord définir la constitution du produit: quantitié de matière première, temps de cuisson, etc. Ensuite, plusieurs paramètres définissent l’emballage: nombre de produits par sachet, de sachets par boîte, de boîtes par caisse et de caisses par palette. Les dimensions des boîtes et des caisses sont aussi très importants, car les convoyeurs pourront accumuler plus ou moins de produits.

Une fois les produits définis, une cédule de production doit être établie pour la journée de production que l’on souhaite simuler. On identifie alors les produits à produire et le nombre de caisses. Enfin, de nombreux autres paramètres complètent la définition des actions simulées:

  • Taux de rejets aux différentes étapes de production (rejets définitifs, erreurs d’emballage où les produits sont réintroduits)
  • Temps de mise en route entre les lots de produits différents
  • Vitesses et longueurs des convoyeurs
  • Taux de production des robots et équipements d’emballage
  • Disponibilité des équipement (panne et maintenance)

Une animation utile et des résultats fiables

Une fois le développement terminé, le modèle a été livré au client pour qu’il puisse l’exploiter de manière à optimiser la production sur cette ligne de production. Le client a été impressioné par le réalisme de l’animation 2D du modèle et par la précision du processus qui est en tout point comparable à la réalité. Le modèle permet de mesurer le nombre de caisses produites, par jour, par produit, étant donné le journée de production d’une durée limitée et les taux de rejets. De plus, le modèle compte les rejets de chaque type. Enfin, si la cédule de production a pu être complétée, l’heure où le dernier lot a été terminé, pour chaque journée simulée, est inscrite dans Excel.

Tillamook creamery interior P2549

En conclusion, le client possède maintenant un modèle flexible lui permettant de tester une multitude de scénarios utiles:

  • différentes cédules de production avant de les lancer en vrai
  • mesurer l’impact de subir plus ou moins de bris des différentes machines
  • essayer de produire en n’activant que certaines des 3 lignes
  • Augmenter les vitesse des lignes de production, avant d’investir dans la mise à jour d’équipements

Enfin, puisqu’ils possèdent plusieurs usines et plusieurs lignes de production semblables, cette compagnie pourra adapter le modèle à d’autres lignes de production.