BAE Systems - Modéliser une installation de munitions avec WITNESS

L'usine virtuelle - WITNESS modélise une installation de munitions pour BAE SYSTEMS

Le logiciel de simulation WITNESS de Lanner est utilisé pour modéliser une nouvelle installation de munitions insensibles pour BAE SYSTEMS.

Une initiative dirigée par l'OTAN visant à accroître la sécurité des armes pour les forces armées, ainsi que la nécessité de satisfaire la demande des clients, ont conduit BAE SYSTEMS Land Systems à concevoir et à construire une nouvelle installation de production à haut volume de PBX (Polymer Bonded Explosives) à Glascoed dans le sud du Pays de Galles. Les munitions remplies de PBX sont conçues pour satisfaire à la politique exigeante du MoD, Ministère de la Défense Britannique (le plus grand client de Land Systems), en matière d'évaluation et de test de ces munitions et répondront aux normes IM (munitions insensibles) énoncées dans le STANAG 4439.

Planification de projet

Le logiciel de simulation WITNESS de Lanner a été utilisé au début du projet afin de déterminer les coûts unitaires initiaux, l'efficacité et la forme probables des processus à utiliser, les exigences en matière de capacité et de demande des clients, les possibles contraintes de temps, les limitations en termes de ressources, ainsi que l'étendue et le volume des matériaux à utiliser, qui se sont tous avérés extrêmement utiles pour soutenir les propositions initiales d'investissement en capital.

L'usine de fabrication est conçue autour d'un PBX propriétaire de Land Systems connu sous le nom de Rowanex 1100, ou Rx1100 en abrégé. Rx1100 est une composition basée sur l'utilisation de cristaux explosifs maintenus dans une matrice caoutchouteuse, et le processus de fabrication nécessite donc l'ajout de catalyseur et de durcisseur, ainsi qu'un cycle de polymérisation, pour permettre au matériau de durcir. Le Rx1100 remplacera les explosifs conventionnels contenant du TNT, qui sont généralement « fondus » directement dans les munitions, puis durcis par refroidissement.

Le coût de la nouvelle installation était de 15 millions de livres sterling, dont 5 pour l'infrastructure locale, 5 pour l'équipement de soutien et les études, et 5 pour les travaux de génie civil. La nouvelle installation a été conçue pour atteindre un degré élevé d'automatisation via des installations isolées et des installations et équipements pilotés à distance, garantissant un flux efficace. Dans l'ensemble, cela a conduit à des économies de ressources et à une main-d'œuvre prévue de seulement 25 employés qualifiés pour l'ensemble de l'usine.

Collecte des données

Couvrant 2,5 kilomètres carré, le nouveau site comprend un ensemble de bâtiments, tous conformes à la sécurité, mais malgré la sécurité relative des obus IM, les bâtiments sont largement espacés en raison de la nature de leur contenu. Ceci est particulièrement différent des pratiques habituelles de fabrication où les opérations sont consolidées.

Résultats

L'équipe du projet avait déjà acquis de l'expérience avec l'installation PBX à faible volume existant sur le site et qui était opérationnelle depuis début 2004. Cette connaissance a aidé à définir les paramètres de l'installation à haut volume. L'installation à faible volume peut traiter 4 tonnes d'explosifs par semaine sur une semaine de 4,5 jours, tandis que la nouvelle installation à haut volume devrait traiter 4 tonnes par jour. En simulant différents scénarios d'équipes et horaires (fonctionnant actuellement sur une base de 2 équipes de travail), il a été montré que la production pourrait augmenter de 30 %.

Afin de fournir des données d'aide à la décision significatives pour le développement de la nouvelle installation à haut volume, Lanner a recueilli des données auprès d'une équipe de six personnes qui avaient participé :

• à la conception
• aux opérations en cours
• à la gestion de projet
• à l'installation à faible volume (avec connaissance des données historiques)

Travaillant en étroite collaboration avec Land Systems, Lanner a passé en revue l'ensemble du processus de fabrication du PBX à Glascoed, de la préparation du vide à l'emballage final. Les données ont été regroupées dans des interfaces Excel afin de faciliter l'analyse détaillée à l'aide de WITNESS afin de comprendre les effets de toutes les variables, notamment :

• La quantité de fûts d'explosifs, palettes, fours, etc.
• Le nombre d'obus passant par la sortie
• La vitesse à laquelle les munitions sont transportées à travers le site
• Les durées de changement d'un type d'obus à un autre
• Les hypothèses sur les temps d'arrêt
• Les déplacements des bols entre les zones de mélange et de remplissage
• Le besoin et l'utilisation de la main-d'œuvre
• Les tailles de campagnes vs horaires vs capacité de production du système

"Les résultats obtenus par WITNESS ont fourni quelques surprises concernant l'activité des agents pendant que les processus étaient en cours. Nous avons également été surpris de constater les effets d'acheter différentes usines et équipements. L'expertise de Lanner en matière de simulation nous a aidé à agir sur ce point et à identifier les processus de fabrication les plus efficaces pour l'installation HVPBX au moyen d'une «étude pilote virtuelle» qui a permis de modéliser les processus dans un environnement virtuel sans risque, de comprendre leur performance et de faire des ajustements en conséquence. Nous avons donc minimisé les risques et le gaspillage, et évité le temps et les dépenses liés à la mise en œuvre de pilotes en conditions réelles", a déclaré Djali.

Modélisation dans un environnement sans risque

Tenant compte du fait que les utilisateurs probables du modèle n'ont peut-être pas tous une expertise WITNESS, il a été construit avec une interface Excel extrêmement conviviale qui a permis aux non-experts d'expérimenter efficacement avec le modèle.

En utilisant cette interface de données, Land Systems a pu appliquer un certain nombre de scénarios aux données recueillies par Lanner :

• Les différences dans les types d'obus produits
• Les différences de rendement entre une organisation à 2 équipes et 3 équipes
• En fonction de la taille de la commande, s'il faut gérer l'installation sur un mode de campagnes ou en produisant en continu à faible débit
• L'effet d'utiliser différents niveaux d'inspection par rayons X
• L'efficacité d'utilisation un nombre différent d'équipements, tels que fûts, palettes et en-têtes de remplissage

Comprendre et agir sur ces facteurs a contribué à réduire les coûts de l'installations et a permis à Land Systems de maintenir les prix unitaires à leurs niveaux cibles. Ceci en dépit de l'augmentation des coûts unitaires de fabrication de produits plus sûrs, elle-même contrebalancée par la diminution du nombre d'accidents, l'amélioration des conditions de stockage et la réduction des coûts de maintenance.

Le modèle final utilisait les dessins CAO du projet de Land Systems, qui ont été incorporés comme arrière-plan graphique du modèle. Cela a grandement facilité la visualisation et la compréhension du processus.

Permettre l'adhésion des parties prenantes

Le résultat, accessible via une interface conviviale, a montré l'assemblage d'un obus dans la nouvelle usine de bout en bout du processus en réalité virtuelle 3D. L'équipe projet de la nouvelle installation a pu communiquer le nouveau concept proposé au personnel et aux clients.