Dans la fabrication de transformateurs, le flux des matériaux est déterminant pour la qualité et le rendement. Le matériau brut est fin, fragile et se présente en différentes largeurs et diamètres. Parallèlement, plusieurs lignes de découpe doivent être alimentées de manière fiable et dans le bon ordre. Un système de stockage qui se contente de gagner de la place ne résout pas le problème. Il faut un système dans lequel le stockage, le transport et le pilotage fonctionnent en synergie.
Intralogistique automatisée dans la fabrication de transformateurs
Vollert associe des entrepôts à rayonnages en hauteur, des transstockeurs, des plates-formes coulissantes, des systèmes de transport sans conducteur et des logiciels de pilotage pour créer un flux de matériaux continu : de la réception des marchandises jusqu’à la ligne de découpe. L'étendue des prestations va de l'analyse des processus à la mise en service et au suivi du cycle de vie, en passant par la conception de l'installation, la statique, l'ingénierie, la fabrication et le montage.
Un système logistique performant destiné à la fabrication de transformateurs doit aller bien au-delà du simple stockage en toute sécurité de bandes refendues lourdes. Il doit mettre le matériel à disposition en fonction des besoins, tenir compte des différentes géométries et des différents poids des bandes, et coordonner avec précision l'approvisionnement des lignes de découpe avec les processus de production. La coordination de tous les composants est donc essentielle – du stockage compact au transport automatisé, en passant par la commande intelligente.
Il en résulte un approvisionnement automatisé en matériaux qui utilise efficacement les voies de transport et les zones tampons, réduit les interventions manuelles et favorise un flux de production fiable – de la réception des marchandises à la mise à disposition sur la ligne de découpe.
ENTREPÔT À RAYONNAGES EN PORTE-À-FAUX POUR BANDES FENDUES
Les bras en porte-à-faux accueillent la bande à l’endroit où elle est la moins sensible : au niveau de l’œil de la bobine. La conception en rayonnage en hauteur permet ainsi d’obtenir un entrepôt compact, entièrement automatisé et à haute densité. Les bras en porte-à-faux et les rayonnages en hauteur ne constituent pas des alternatives : le bras en porte-à-faux représente le type de stockage, tandis que le rayonnage en hauteur en constitue l'architecture. Le logiciel répartit les bandes entre les emplacements de stockage en fonction de leur poids et de leur géométrie, optimisant ainsi l'utilisation des bras en porte-à-faux.
ÉQUIPEMENTS DE MANUTENTION DES RAYONNAGES ET PRISE EN CHARGE DES CHARGES
Les transstockeurs assurent l'entrée et la sortie des marchandises, la séparation des pièces, la constitution de lots et la pesée. Des dispositifs spéciaux de préhension des bobines saisissent la bande par l'œillet et la déposent à des points de transfert définis. Plusieurs transstockeurs fonctionnant en réseau garantissent une production 24 heures sur 24.
PLATEFORMES COULISSANTES ET LIGNES DE TRANSPORT
Entre l'entrepôt et l'atelier de fabrication, des plates-formes coulissantes répartissent les bandes entre les différentes lignes de découpe. Des zones tampons de production compensent les écarts de cadence, afin que chaque ligne reçoive ses matériaux en temps voulu. En fonction de la configuration, d'autres systèmes de convoyage tels que des systèmes de grues automatiques, des chariots de transfert ou des navettes peuvent être envisagés.
COMMANDE ET INTÉGRATION INFORMATIQUE
Le système de contrôle fonctionne à deux niveaux. Au niveau de l'entrepôt (niveau 2), un système intelligent Vollert attribue librement les emplacements de stockage et optimise les trajets. Au-dessus, le système de production du client (niveau 3) détermine quelle ligne de production est prévue pour l'étape suivante. Des interfaces avec le système de gestion d'entrepôt (WMS), le système de gestion de la production (MES) et les systèmes de contrôle de niveau supérieur font partie intégrante du concept.
Les noyaux de transformateurs sont constitués de tôles magnétiques fines, douces et spécialement alliées. Pour la fabrication, elles sont fournies sous forme de bandes fendues étroites, souvent sans bobine de support. Ce matériau ne tolère aucune manipulation brusque. Si une bande est posée sur sa gaine extérieure, elle peut se déformer ou être endommagée en surface. Ces deux phénomènes ont ensuite une incidence sur la qualité du noyau.
À cela s’ajoute une très grande diversité. La largeur, le diamètre et le poids des bandes fendues varient selon chaque type de noyau. Plusieurs bandes différentes peuvent se trouver côte à côte dans un même compartiment de stockage. Le système de stockage doit identifier chaque bande individuellement, les séparer de manière fiable et les acheminer vers la bonne ligne de production au moment opportun.
Plus il y a de variantes et de lignes, plus il est difficile d’y parvenir de manière fiable avec une manutention manuelle – et plus le rendement de la production dépend de la logistique.
Un entrepôt destiné aux matières premières pour noyaux de transformateurs doit offrir bien plus qu’un simple stockage peu encombrant de bandes fendues lourdes. La protection des matériaux est avant tout primordiale : les bandes sont saisies par l’œil de la bobine et déplacées sur des surfaces de contact ménageantes, sans exercer de pression sur la gaine extérieure sensible. Parallèlement, le système doit pouvoir gérer une grande diversité de variantes. Les différentes largeurs de bandes, diamètres intérieurs et extérieurs ainsi que les poids peuvent être traités de manière flexible. La constitution ciblée de lots et le stockage commun de bandes de même largeur permettent d’accroître encore davantage l’efficacité.
Un système de gestion des charges assisté par logiciel répartit les bandes sur les bras en porte-à-faux adaptés en fonction de leur géométrie et de leur poids. La régularité du rythme de production est également déterminante pour un déroulement sans heurts de la production : le matériel nécessaire doit être disponible sur les lignes de découpe dans le bon ordre et au moment opportun. Une identification claire et la saisie du poids de chaque bande garantissent la traçabilité tout au long des différentes étapes du processus.
Chaque usine de fabrication de noyaux de transformateurs est unique : types de noyaux différents, lignes de production différentes, halls différents. C’est pourquoi chaque projet commence par une analyse des processus et des exigences – des profils de charge et des flux de matériaux aux temps de cycle, en passant par les points de transfert et le niveau d’automatisation souhaité.
Il en résulte un concept d’installation qui concilie les exigences techniques, économiques et opérationnelles. Grâce à des logiciels de visualisation et à des jumeaux numériques, il est possible de simuler les futurs processus avant même la construction. Viennent ensuite l’ingénierie, le calcul statique, la conception et la fabrication, puis le montage, la mise en service et l’optimisation des processus sur site. Une fois le projet achevé, Vollert assure le suivi de l’installation par le biais de services d’entretien, de maintenance et de modernisation.
Cela vaut aussi bien pour les nouvelles usines que pour les extensions. Les paramètres du bâtiment, tels que la charge au sol, le trame des poteaux et la hauteur sous plafond, sont pris en compte dès le début de la planification. L’usine jumelle de Tianjin montre comment un concept peut être transposé à une deuxième phase d’extension, de plus grande envergure.
Quiconque prévoit de mettre en place ou d'étendre une production de noyaux de transformateurs doit considérer le flux de matériaux comme une chaîne de processus continue. Chaque transfert entre l'entrepôt, le transport et la production influe sur l'efficacité et comporte un risque de pertes de temps ou de dommages aux matériaux.
Le processus commence par la réception des bandes refendues et des bobines. Le matériel est identifié et pesé ; un ordre de stockage est ensuite créé et transmis au transstockeur. Dans l’entrepôt automatisé à rayonnages en hauteur, les bobines et les bandes refendues sont stockées sur des bras en porte-à-faux. L’attribution des emplacements est effectuée par le système de gestion d’entrepôt de niveau supérieur (niveau 2), en tenant compte du poids et de la géométrie du matériel.
Lorsque la production a besoin de bandes spécifiques, une plate-forme coulissante se charge de leur distribution vers la ligne de découpe correspondante. Un tampon de production en amont garantit que les bandes sont disponibles au rythme de la ligne et dans le bon ordre. C’est le système de contrôle de la production (niveau 3) qui détermine quels matériaux sont nécessaires et à quel moment. Sur la ligne de découpe, les bandes sont finalement transformées en tôles de noyau. Cette étape d’usinage ne fait pas partie de l’étendue des prestations de Vollert.
Les projets d'intralogistique pour charges lourdes sont toujours spécifiques. La diversité des charges, des propriétés des matériaux, des processus de production et des contraintes d'espace exige des solutions sur mesure. De nombreux défis se posent donc dès les premières phases du projet. Nos experts répondent ci-après aux questions les plus fréquentes issues de la pratique concernant les systèmes logistiques pour transformateurs, en s’appuyant sur plusieurs décennies d’expérience dans le domaine des solutions automatisées pour les secteurs industriels les plus divers.
Qui planifie et met en œuvre l'intralogistique pour la fabrication de noyaux de transformateurs ? Qui planifie et met en œuvre l'intralogistique pour la fabrication de noyaux de transformateurs ?
En tant qu'entrepreneur général, Vollert conçoit et réalise des systèmes de stockage et de flux de matériaux sur mesure pour la fabrication de noyaux de transformateurs – depuis la première analyse des processus jusqu'à la mise en service et au service après-vente, en passant par le développement du concept, l'ingénierie et le montage. Dans ce cadre, les techniques de stockage, de manutention et de commande sont parfaitement adaptées aux exigences spécifiques de la production de transformateurs. Les deux phases d’extension d’une usine de fabrication de noyaux de transformateurs à Tianjin, en Chine, en sont un exemple. Sur ce site, des entrepôts automatisés à rayonnages en porte-à-faux et à grande hauteur, ainsi que des plates-formes coulissantes, assurent un stockage efficace et un approvisionnement ciblé des lignes de découpe en matériaux destinés aux noyaux de transformateurs.
Quelles sont les exigences auxquelles doit répondre un entrepôt destiné au stockage de bandes refendues dans la fabrication de noyaux de transformateurs ? Quelles sont les exigences auxquelles doit répondre un entrepôt destiné au stockage de bandes refendues dans la fabrication de noyaux de transformateurs ?
Un entrepôt dédié aux bandes refendues doit manipuler des matériaux fins et fragiles avec un soin tout particulier. La prise en charge s'effectue directement dans l'œil de la bobine, sans bobine de support et sans exercer de pression sur l'enveloppe extérieure. Parallèlement, le système doit gérer de manière flexible différentes largeurs de bande, différents diamètres intérieurs et extérieurs ainsi que différents poids, et répartir les charges sur les bras en porte-à-faux en fonction des charges réelles. Il est également essentiel d’alimenter les lignes de découpe en fonction des besoins et dans le bon ordre. Une traçabilité de bout en bout, une mesure fiable du poids et un concept de redondance bien pensé garantissent la transparence et la capacité de livraison, même en cas de défaillance de certains composants.
Dans quels cas un entrepôt à rayonnages hauts automatisé est-il rentable pour les bandes refendues ? Dans quels cas un entrepôt à rayonnages hauts automatisé est-il rentable pour les bandes refendues ?
Un entrepôt à rayonnages en porte-à-faux automatisé s'avère particulièrement utile lorsqu'il s'agit de stocker de nombreuses variantes de bandes refendues, d'approvisionner plusieurs lignes de découpe et d'exploiter de manière optimale les surfaces disponibles. La mise en stock et le prélèvement automatiques permettent une gestion structurée des stocks et une mise à disposition des matériaux adaptée aux besoins. En revanche, lorsque le nombre de variantes est faible, que la fréquence d’accès est réduite ou que les flux de matériaux sont gérables, un entrepôt manuel ou semi-automatisé peut suffire. C’est au cours de la phase de conception que Vollert détermine, à partir de données réelles relatives aux matériaux, aux stocks et aux processus, quelle solution est la mieux adaptée sur le plan économique et technique.
Comment plusieurs lignes de découpe sont-elles alimentées à partir d'un seul entrepôt ? Comment plusieurs lignes de découpe sont-elles alimentées à partir d'un seul entrepôt ?
L'approvisionnement de plusieurs lignes de découpe s'effectue grâce à une interaction coordonnée entre un entrepôt automatisé, des transstockeurs et des plates-formes coulissantes. Les transstockeurs prélèvent les bandes refendues nécessaires et les transfèrent aux plates-formes coulissantes, qui se chargent de les acheminer vers les lignes de découpe correspondantes. Des stocks tampons situés en amont des lignes compensent les variations de cadence et favorisent un flux continu de matériaux. Le système de pilotage de production de niveau supérieur coordonne la mise à disposition et détermine quelle bande doit être livrée à quelle ligne et à quel moment. Cela permet de coordonner efficacement l'approvisionnement en matériaux, la gestion des stocks et les processus de fabrication.
