Comment améliorer, optimiser et accélérer l’inspection du premier article

L’inspection du premier article (FAI) est une étape cruciale du processus de fabrication. L’équipe de contrôle de la qualité (CQ) doit optimiser cette phase d’inspection afin de limiter les allers-retours entre la conception et la fabrication. L’équipe CQ doit non seulement identifier correctement les défauts, mais aussi fournir des données, des mesures et des résultats pertinents pour résoudre les problèmes identifiés.

Trop souvent, les responsables de la qualité sont considérés comme ceux qui cherchent et trouvent les problèmes – des informations dont nous préférerions évidemment nous passer. Pourtant, si la mise en place d’outils efficaces pouvait leur permettre non seulement d’identifier les problèmes, mais aussi de trouver des solutions viables, la production pourrait progresser plus rapidement et les premiers articles pourraient être livrés sans retards ni complications.

Ce blog se penche sur l’évolution des nouvelles technologies et leur capacité à faciliter le travail des responsables de la qualité. Il explique également comment la FAI permet de mettre en place un processus de fabrication stable capable de fournir des pièces conformes de bonne qualité qui répondent précisément aux exigences des clients.

QU’EST-CE QUE l’inspection du premier article (FAI) ?

Comme son nom l’indique, la FAI exige l’inspection complète des pièces avant de lancer la production en série. Principalement utilisée pour les nouveaux produits et les nouvelles conceptions, elle permet de s’assurer que le processus de fabrication interprète correctement l’intention de la conception. Elle fournit également aux clients la documentation nécessaire pour démontrer la conformité avec les exigences du contrat et des spécifications.

Pourquoi la FAI est-elle importante ?

La FAI vise à mettre au jour les problèmes de fabrication et à détecter les erreurs avant qu’elles ne deviennent coûteuses à corriger. Par conséquent, elle contribue à réduire les taux de retour et les coûts associés aux retouches. Cela permet également d’améliorer la satisfaction des clients et d’accroître la rentabilité.

Pourquoi la FAI constitue-t-elle un défi ?

Néanmoins, la réalisation d’une FAI sur des pièces nouvellement développées est un défi. Comme toutes les caractéristiques doivent être mesurées et vérifiées, cela prend du temps – beaucoup de temps – surtout si la FAI complète est réalisée sur une machine de mesure tridimensionnelle (MMT). Lorsque la MMT est indisponible en raison de goulets d’étranglement générés par des contrôles sur des caractéristiques moins importantes, la qualité de la pièce et le délai de production s’en ressentent.

Le problème est que plus il y a de nouvelles pièces (comme c’est souvent le cas avec de nouveaux programmes), plus il y a de FAI à exécuter et plus la MMT – et les ressources humaines pour la faire fonctionner – doivent être disponibles, souvent dans un court laps de temps.

COMMENT éviter les goulets d’étranglement au niveau de la MMT ?

La MMT est largement utilisée dans le cadre de la FAI en raison de sa grande précision. En fait, la MMT a toujours été l’équipement de mesure de référence pour les métrologistes. Cette demande importante s’accompagne de quelques inconvénients.

La MMT doit non seulement être disponible pour la FAI des pièces nouvellement industrialisées, mais elle doit aussi pouvoir être utilisée pour tout type d’inspection, en particulier pour les dimensions essentielles. Lorsque les critères de performance et les tolérances sont stricts, les métrologistes préfèrent contrôler les caractéristiques principales à l’aide de la MMT. Cependant, comme elle doit être programmée et manipulée par des travailleurs spécialisés et qu’elle est lente à utiliser, une accumulation de contrôles de la qualité peut créer des goulets d’étranglement importants, qui retardent l’avancement du processus de fabrication.

Par conséquent, l’accessibilité à la MMT est fondamentale pour garantir la FAI des dimensions essentielles. Pour ce faire, la réorientation des contrôles moins critiques vers un autre instrument de métrologie – dont la prise en main et l’utilisation sont plus simples – permet à l’équipe CQ d’éviter les goulets d’étranglement coûteux au niveau de la MMT, qui reste le premier point d’arrêt pour les éléments aux tolérances élevées.

COMMENT réaliser une FAI dans le contexte de la mondialisation ?

En outre, la FAI est aujourd’hui réalisée dans le contexte de la mondialisation. Les produits sont désormais constitués de centaines de composants fabriqués par de nombreux sous-traitants et fournisseurs basés dans divers endroits du monde et utilisant des processus de fabrication variés. Une fois assemblés, tous les composants doivent s’adapter les uns aux autres et s’aligner correctement pour donner naissance à des produits viables, exempts de défauts susceptibles de fausser leurs performances et de ruiner leur efficacité.

Pour illustrer cela, prenons l’exemple d’une pièce conçue par un constructeur automobile en Europe. Le modèle numérique est d’abord envoyé à un sous-traitant en Asie, qui moule et produit la pièce qui sera envoyée et assemblée sur des voitures dans une usine en Amérique du Sud. La FAI est réalisée par le constructeur automobile, qui tente un premier assemblage et met en évidence les défauts. Ces incongruités seront transmises au sous-traitant, qui corrigera son outillage avant d’envoyer un nouvel échantillon à l’usine. Une fois de plus, des composants risquent de ne pas s’adapter correctement. Là encore, on demandera au sous-traitant d’ajuster l’outillage. Et ainsi de suite, pendant un long voyage aller-retour !

Or, s’il existait des moyens de scanner la pièce et d’envoyer son modèle numérique au lieu de l’envoyer physiquement à l’autre bout du monde pour la mesurer sur la MMT, il s’ensuivrait un gain d’efficacité et de temps. On pourrait alors procéder à un assemblage virtuel et estimer virtuellement les corrections sans faire voyager physiquement les pièces à travers le monde.

QUELLE est la meilleure alternative à la MMT ?

Pour améliorer, optimiser et accélérer la FAI, les fabricants ont besoin d’une solution de mesure alternative pour soutenir la MMT et fournir aux professionnels du CQ la précision, la vitesse, la portabilité, la polyvalence et la simplicité requises.

• • Exactitude : La qualité des mesures est essentielle pour prendre en charge les inspections précédemment confiées à la MMT. La solution alternative doit fournir des résultats précis, de haute résolution et répétables, quelle que soit la qualité de la configuration de la mesure. Les mesures effectuées dans l’atelier doivent également être insensibles aux instabilités environnementales. Cela signifie que, même si la pièce bouge, vibre ou oscille pendant l’inspection, les données mesurées sont précises et indépendantes d’un dispositif de mesure rigide.

• • Vitesse : La MMT étant lente à utiliser et longue à programmer, la solution alternative doit être plus rapide. Elle doit également offrir une configuration rapide, des numérisations en temps réel et des fichiers prêts à l’emploi, ce qui permet aux professionnels du CQ d’accélérer la FAI et de gagner un temps précieux d’acquisition et d’analyse, limitant ainsi les temps d’arrêt de la production.

• • Portabilité : Pour garantir la qualité du produit et améliorer les diagnostics, la solution alternative doit également être capable de mesurer des objets de tailles et de formes variées, avec des géométries et des finitions de surface complexes, qui sont presque devenues la norme pour les pièces nouvellement conçues.

• • Simplicité : Enfin, l’instrument de mesure alternatif doit être intuitif, plus facile à utiliser et ne pas nécessiter un temps de programmation important, de sorte que des personnes sans formation, compétences ou expérience particulières puissent l’utiliser.

   

  

  Un ingénieur de Voestalpine effectue une inspection du premier article à l’aide du scanner MetraSCAN 3D

   

  QUE peut-on attendre de la technologie de numérisation 3D dans le cadre de la FAI ?

  En termes simples, la technologie de numérisation 3D répond à toutes ces exigences et s’impose comme la solution de remplacement numéro un de la MMT. Voici pourquoi :

  Mesures précises en atelier

  Les scanners 3D permettent à l’équipe de CQ de se rendre directement dans l’atelier de production et d’effectuer des mesures FAI à tout moment, éliminant ainsi les pertes de temps et réduisant les coûts liés au déplacement d’une pièce défectueuse de l’atelier à la MMT. Parce qu’ils peuvent mesurer des pièces dans des environnements d’atelier – souvent influencés par des variations de température, des vibrations et des oscillations – et qu’ils peuvent être déplacés dans l’atelier de production sans affecter leur précision, les scanners 3D de classe métrologique, tels que le MetraSCAN 3D de Creaform, sont parfaits pour effectuer une FAI sur des pièces grandes et lourdes et sur des éléments moins critiques.

  Période d’apprentissage courte

  Grâce à leur interface conviviale et à leur conception ergonomique, les scanners 3D ne nécessitent qu’une courte période d’apprentissage et sont faciles à utiliser. Avec leur réglage et leur temps d’acquisition plus rapides, les scanners de classe métrologique, tels que le HandySCAN 3D, offrent des analyses détaillées accessibles aux non-spécialistes de la métrologie. Cette accessibilité et cette facilité d’utilisation peuvent limiter les retards dans la détection et la correction des défauts des premières pièces.

  Haute densité d’information pour des analyses détaillées

  Avec les scanners 3D, l’équipe de CQ peut désormais numériser des formes complexes avec un grand nombre de données et sans contact, ce qui permet une analyse plus détaillée de la FAI. Les colorimétries peuvent rapidement révéler où les défauts sont apparus dans le processus de fabrication et quel réglage d’appareil les a créés. La densité d’information accélère la résolution des problèmes et la prise de décision en lien avec les premiers articles.

  Enfin, les scanners 3D représentent un grand pas en avant pour la FAI dans le contexte de la mondialisation. La technologie du scanner 3D permettrait même une FAI purement virtuelle dans laquelle les premières pièces physiques seraient compatibles du premier coup. La technologie actuelle a la capacité de le faire. Il s’agit simplement d’intégrer ce nouveau savoir-faire dans la formation, la culture et la mentalité du fabricant.

   

  

  Colorimétrie du tableau de bord réalisée avec VXinspect

  Numérisation 3D pour une inspection du premier article améliorée, optimisée et accélérée

  En ajoutant un scanner 3D de classe métrologique à la trousse d’instruments de mesure, les inspections délicates d’éléments aux tolérances élevées peuvent être assignées strictement à la MMT, tandis que tous les autres contrôles peuvent être redirigés vers la numérisation 3D. Cette mesure permet non seulement de garantir la qualité des produits tout au long de la chaîne d’approvisionnement mondiale, mais aussi d’améliorer les diagnostics sur les problèmes de qualité signalés et d’accélérer la FAI, même si l’entreprise est confrontée à des ressources limitées et à des exigences strictes.

  En outre, les solutions de numérisation 3D optimisent la FAI en réduisant les goulets d’étranglement au niveau de la MMT et le temps nécessaire aux ajustements avant la production en série. Par conséquent, une FAI optimisée permet au contrôle de la qualité d’identifier rapidement les problèmes et de proposer des solutions dans les plus brefs délais. Les premières pièces sont alors de meilleure qualité, compatibles avec leur assemblage du premier coup et elles répondent aux exigences des clients, générant ainsi plus de satisfaction, de ventes et de rentabilité.