Etude de cas

Chez Safran, les données sont au service
de la qualité du moteur LEAP

Industrie : aéronautique

Groupe international de haute technologie, Safran opère dans les domaines de l’aéronautique (propulsion, équipements et intérieurs), de la défense et de l’espace.

ROI

• Opérations « bon du premier coup »

• Productivité

• Confort de travail et rapide montée en compétence

• Traçabilité

Introduction

Safran Aircraft Engines assure dans son usine historique de Villaroche une partie de la fabrication et l’assemblage final du moteur LEAP. Cette activité industrielle de pointe profite pleinement des atouts de la numérisation grâce aux solutions d’assistance aux opérations, d’inspection et de traçabilité développées par Diota.

Challenges

Avec le succès de son moteur LEAP, Safran Aircraft Engine a dû gérer la montée en cadence de la production de son nouveau modèle de moteur tout en assurant le plus haut niveau de qualité et de fiabilité qui a fait le succès de sa précédente génération de moteurs CFM.

Dans le cadre de sa stratégie de transformation digitale de son processus de production, l’entreprise a souhaité mettre en œuvre des technologies innovantes contribuant à : 

  • Assister les opérateurs dans les tâches de montage final sur le moteur
  • Contrôler le montage correct des éléments et des connexions
  • Vérifier la conformité du moteur pour l’inspection finale avant la livraison au client

Solution

Les solutions Diota ont été déployées pour soutenir les opérations d’assemblage et d’inspection, en exploitant la maquette numérique sur le terrain.

  • La solution Digital-Assisted Operator sguide l’opérateur sur le terrain dans chaque tâche d’assemblage grâce à des instructions digitales étape par étape affichées dans le DiotaPlayer. Le module DiotaInspect assiste l’opérateur pour la détection des défauts, en contrôlant automatiquement les opérations et en déclenchant une alerte pour appeler un contrôle manuel en cas de détection d’une anomalie..
  • La solution SIRIS / Digital-Based Robotic for Inspection développée en partenariat avec Actemium permet un contrôle qualité automatisé du moteur LEAP en fin de ligne d’assemblage. En comparant le moteur assemblé avec la maquette numérique servant de référence, elle vérifie automatiquement l’absence ou la présence d’une pièce, l’orientation des éléments et autres points de contrôle, et génère un rapport d’inspection.

Résultats & Avantages

Réduction des non-conformités et du risque d’erreur grâce aux fiches d’instructions numériques étape par étape et à l’assistance à la détection des défauts.

Gain de temps et efficacité : jusqu’à 250 contrôles individuels réalisés automatiquement par heure sur le moteur LEAP.

Traçabilité améliorée, grâce à la collecte de données terrain en relation avec le modèle 3D, donnant une visibilité totale sur les processus d’assemblage et de contrôle.

Ergonomie, confort de travail et montée en compétence rapide des techniciens, qui travaillent les mains libres et peuvent facilement suivre les instructions.

L'histoire

Entré successivement en service sur l’Airbus A320neo en 2016 et en 2017 sur le Boeing 737MAX et franchissant avec succès les étapes de sa certification sur le COMAC C919, le moteur LEAP s’impose d’ores et déjà comme la référence sur le segment des avions monocouloirs de plus de 100 passagers. Ce turboréacteur de dernière génération, développé conjointement par le français Safran Aircraft Engines et l’Américain General Electric au travers de leur coentreprise CFM International, affiche la progression commerciale la plus rapide jamais enregistrée pour un nouveau moteur dans l’histoire de l’aéronautique !

Vers un nouveau modèle industriel

Cette progression commerciale – inédite – impose aux deux partenaires de réussir la transition vers ce nouveau modèle de moteur et la montée en cadence de la production sans transiger avec la réputation de fiabilité qui a fait le succès de la précédente génération de moteurs CFM. 

 

Safran consacre au LEAP une part significative des capacités de son site historique de Villaroche, installé depuis 1947 à une cinquantaine de kilomètres de Paris. C’est là que le motoriste conçoit et fabrique plusieurs composants clé du moteur comme la soufflante ou la tuyère d’éjection. Il y procède aussi à l’assemblage final du LEAP en fonction de la configuration exacte retenue par le client avionneur.  

 

Safran Aircraft Engines a déjà démontré sa capacité à produire de l’ordre de 2000 moteurs par an. Pour y parvenir, la société a engagé un vaste chantier de modernisation de son appareil industriel. Certains postes de ses nouvelles lignes d’assemblage sont par exemple capables de faire tourner les moteurs sur eux-mêmes pour faciliter l’intervention des opérateurs. Dans ce contexte marqué par une double exigence de qualité et de productivité, les techniciens de Safran peuvent compter sur le soutien des solutions d’assistance au montage et au contrôle développées par Diota.

Assistance au montage et contrôle conformité en réalité augmentée

Sur les lignes de production, les opérateurs profitent par exemple d’une assistance qui les guide au travers des différentes étapes du montage. Cette dernière, matérialisée par des instructions de travail digitales intuitives et facilement intelligibles, permet de visualiser l’emplacement et la position exacts prévus pour chaque pièce jusqu’à sa mise en place. L’opérateur peut ainsi comparer en permanence les tâches réalisées avec l’attendu tel que défini au niveau de la maquette numérique. 

Utile pour la montée en compétence des techniciens, ce module d’assistance se double d’un volet dédié au contrôle de conformité. Une fois sa pièce installée ou son branchement réalisé, l’opérateur vérifie que son support est bien monté conformément aux instructions reçues. Le logiciel enregistre sa validation à des fins de traçabilité

Assistance à la détection automatisée de problèmes

Sur d’autres postes, la solution Digital-assisted Operator élaborée par Diota permet une détection automatisée des éventuels problèmes de conformité. C’est le cas par exemple lors de la préparation à l’assemblage 

entre le corps haute pression du moteur, fabriqué par General Electric, et la partie « fan », réalisée par Safran Aircraft Engines. À ce stade, le moteur est installé sur un support fixe. En face, l’opérateur doit faire suivre un chemin précis à de nombreux harnais électriques, en s’assurant bien de n’oublier aucun branchement. Pour y parvenir, il bénéficie de l’assistance en réalité augmentée qui indique avec précision chaque branchement. 

A des étapes définies du processus, le module Defect Detection Assistance contrôle les opérations. Dès qu’un élément semble absent ou mal positionné, le logiciel signale un problème pour appeler à une vérification manuelle. Via son interface, l’opérateur confirme ou infirme la présence d’une anomalie. Sa validation entraîne la prise automatique d’une photo horodatée, enrichie de la référence exacte du moteur et des pièces concernés. Safran dispose ainsi d’une visibilité complète sur les opérations de contrôle qui ont été réalisées.

Cobot de contrôle automatisé

En toute fin de ligne, Safran Aircraft Engines fait intervenir un cobot chargé de collaborer avec les contrôleurs responsables de l’inspection qualité, s’appuyant sur la solution Digital-based Robotics for Inspection développée par Diota pour comparer le moteur assemblé à la maquette numérique qui définit l’attendu. Inutile de faire appel à un roboticien pour programmer le circuit de vérification : le chargé de contrôle qualité n’a qu’à sélectionner sur la maquette les différents points de contrôle pour que le cobot aille automatiquement procéder aux vérifications (absence ou présence d’une pièce, orientation d’un élément, etc.). 

En coulisses, c’est le logiciel de Diota qui génère la trajectoire du cobot et les différents points de vue de caméra adaptés au contrôle demandé. Mis en œuvre en partenariat avec l’intégrateur Actemium Toulouse Robotique & Automation, ce cobot évolue aujourd’hui sur 11 portiques différents et sait réaliser jusqu’à 250 contrôles par heure.

La maquette numérique au cœur d’un processus vertueux

À chacune de ces étapes, Diota crée un lien direct entre la maquette numérique qui synthétise les éléments de conception du moteur et les opérateurs qui exercent sur les lignes de production ou d’assemblage.

Cette continuité s’exerce dans les deux sens. Dans un premier temps, les informations descendent de la maquette numérique vers l’opérateur pour le guider dans ses opérations de terrain, réduire le risque d’erreur, améliorer la productivité et favoriser la montée en compétences.
Dans le sens inverse, la maquette numérique et la documentation qui l’accompagne s’enrichissent des données remontées par les opérateurs et leurs assistants robotisés à chaque opération de contrôle.

En parallèle, DiotaAnalytics agrège et analyse ces données pour en extraire des enseignements directement exploitables par le motoriste. Safran profite ainsi d’un flux d’informations alimenté en permanence qui facilite la prise de décision et permet d’optimiser les opérations. Ce ne sont pas les pistes qui manquent : les responsables méthode pourront demain s’appuyer sur l’analyse statistique des rapports d’incident pour adapter les instructions transmises aux opérateurs. Le terrain et les études contribueront ainsi ensemble à l’assurance qualité dans une véritable logique d’amélioration continue.

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