Safran Aircraft Engines - Utiliser un jumeau numérique prédictif pour propulser des millions en investissements

Safran Aircraft Engines est un concepteur, développeur, producteur et distributeur de moteurs d'avions de classe mondiale. Avec un héritage de plus de 100 ans, c'est le premier producteur mondial de moteurs à réaction commerciaux de grande ligne et le premier producteur européen de moteurs militaires.

Lanner entretient une relation de longue date pour aider Safran à tirer parti des jumeaux numériques prédictifs. Un projet récent consistait à développer un modèle flexible pour aider à améliorer les performances opérationnelles de leur site principal au sud de Paris.

Le challenge : Améliorer la performance opérationnelle en optimisant les délais et la qualité

Safran a lancé une initiative majeure pour améliorer la performance opérationnelle de l'installation. Conçu pour aider Safran à atteindre ses ambitions, le projet s'articule autour de cinq axes clés :

• Organisation industrielle et opérationnelle
• Machines et équipements
• Processus d'usinage
• Santé, sécurité et environnement
• Numérisation de l'atelier

“Sur la base de nos expériences passées de  simulation prédictive, nous savions que Lanner pouvait nous aider à piloter trois domaines que nous priorisions : l'organisation industrielle et opérationnelle, les procédés d'usinage et la digitalisation de l'atelier", explique Cyril Brun de Safran.

"Nous voulions utiliser un jumeau numérique prédictif pour nous aider à équilibrer les délais et la qualité", a ajouté Pascal Bonpapa de Safran. "Nous avons des configurations d'équipements et des processus d'usinage complexes. La marge de déviation est minime lorsque vous fabriquez des pièces d'avion essentielles à la mission. La question primordiale était : comment pouvons-nous organiser et optimiser les processus de production pour améliorer le First Time Yield (bon du premier coup ; pièces qui n'ont jamais eu de problème de qualité) avec des délais qui répondent à nos objectifs commerciaux ?"

Pour aider à répondre à cette question, nous avons développé un modèle pour cinq lignes de production qui jouent un rôle essentiel dans les processus de production de moteurs.

Notre approche : un modèle, une flexibilité infinie

Dès le départ, Safran souhaitait un modèle unique pour les cinq lignes. Cela leur donnerait une solution évolutive que les équipes pourraient utiliser pour un large éventail de scénarios actuels et futurs.

"Bien que les cinq lignes produisent des familles de pièces différentes, elles ont des processus similaires", a expliqué Eric Gaury, responsable de compte chez Lanner. "Un modèle unique permettrait à Safran de simuler ces processus de production complexes et non linéaires de la manière la plus flexible et la plus conviviale."

Bien que nous ayons développé un modèle unique, il devait spécifiquement traiter deux éléments clés : la qualité et le délai de production.

• Qualité : Les produits traités sur les lignes sont des pièces rotatives critiques de haute précision pour les moteurs d'avions et nécessitent un contrôle qualité approfondi de bout en bout. Les opérations d'usinage affectent les dimensions des pièces ; les dimensions sont ensuite mesurées aux points de contrôle ; et à partir de là, les pièces peuvent être dirigées vers des processus de retouche ou de qualification technique. Le modèle devait formaliser la complexité de la gestion de la qualité et des processus alternatifs.
• Délai de production : avec des processus complexes et des pièces coûteuses, la valeur des stocks peut rapidement atteindre des niveaux inacceptables. Par conséquent, le modèle devait aider Safran à identifier les opportunités de réduction des délais de production. Pour ce faire, nous avons mis en place un mécanisme qui suit chaque événement se produisant pour chaque pièce et fournit un rapport détaillé décomposant le délai de production en différentes catégories d'activités productives et non productives.

Nous avons suivi notre méthodologie de mise en œuvre éprouvée pour développer le modèle. Cela a commencé par un exercice de cadrage détaillé impliquant les parties prenantes des cinq équipes. Nous avons décortiqué les nuances de processus pour chaque ligne, ainsi que les indicateurs de performance spécifiques et variés que les équipes souhaitaient optimiser.

"Nous avons vraiment apprécié le temps que Lanner a pris pour apprendre nos processus et notre langage unique - ils ont vraiment compris nos opérations et nos objectifs", a déclaré Pascal. "Il est important de noter qu'ils ne sont pas seulement des experts en technologie de jumeau numérique ; ils ont également une solide expérience en production, ce qui signifie qu'ils nous ont vraiment aidés à comprendre l'art du possible avec la simulation prédictive."

Nous avons développé le modèle en utilisant notre logiciel de simulation prédictive, WITNESS Horizon – avec une interface Excel pour que l'utilisation soient familière et facile pour les utilisateurs de Safran. Une fois le modèle prêt, nous avons organisé une session de formation où nous avons guidé les utilisateurs à travers des exercices de modélisation et la documentation du modèle, afin qu'ils puissent lancer leurs analyses.

Le résultat : expérimentation sans risque, investissement basé sur des preuves

Safran a commencé par utiliser le modèle pour analyser deux opportunités de réingénierie :

• Comment regrouper des machines pour atteindre les objectifs de délai et de qualité
• Comment améliorer la qualité et/ou les délais en introduisant l'automatisation autour du "closed door machining"

Pour chacune d'entre elles, Safran a exécuté plusieurs scénarios pour tester les idées de toutes les équipes. Les résultats de la simulation ont fourni une base de preuves pour décider des millions d'euros d'investissement.

"Le modèle est un outil efficace pour faciliter le travail d'équipe et valider les idées. Nous savons qu'il n'y a pas de « bonne » réponse unique à ces questions complexes. Le modèle nous donne un moyen objectif d'analyser tous les scénarios possibles, de comprendre comment des processus complexes s'influencent les uns les autres et de déterminer comment nous pouvons accélérer au mieux les délais de production sans compromettre la qualité", a expliqué Pascal.

Safran continue d'utiliser le modèle pour conforter le travail en cours sur les axes de l'organisation industrielle et opérationnelle, des processus d'usinage et de la numérisation de l'atelier.