Comment New Balance apporte l'industrie 4.0 à la fabrication de chaussures

Comment New Balance apporte l'industrie 4.0 à la fabrication de chaussures

Les systèmes de fabrication avancés d’Industrie 4.0 ont le potentiel de changer radicalement l’économie de la production mondiale en rendant plus rentable et plus pratique la fabrication de produits plus proches du lieu où ils sont consommés. La fabrication de chaussures de sport a cependant longtemps été l’un des secteurs les plus difficiles à automatiser.

Malgré les défis, New Balance Athletics, basée à Boston, fabrique des chaussures de sport aux États-Unis depuis plus de 75 ans. Sa collection premium New Balance Made représente une partie de ses ventes aux États-Unis et au moins 70% de la valeur de ses chaussures est fabriquée aux États-Unis. La société est également un chef de file dans l’introduction de technologies de fabrication de pointe dans l’industrie de la chaussure de sport.

Edith Harmon, vice-présidente de l’innovation manufacturière chez New Balance, a expliqué comment la société déployait des technologies numériques, ainsi que les limites actuelles de ces technologies, dans la fabrication de chaussures, dans un entretien avec le partenaire du BCG, Vladimir Lukic, et le rédacteur principal Pete Engardio. Avant de rejoindre New Balance en 1991, Harmon travaillait pour le groupe moteurs électriques de General Electric. Elle a occupé divers postes de recherche et développement et d’innovation de production chez New Balance et dirige actuellement les efforts de la société pour introduire l’usine numérique.

Les chaussures de sport sont considérées comme l’un des produits les plus exigeants en main-d’œuvre. Pourtant, New Balance continue de fabriquer une partie limitée de ses chaussures de sport dans ses cinq usines en Nouvelle-Angleterre. Est-ce difficile?

Oui, mais la fabrication domestique fait partie de notre culture d'entreprise et nous sommes heureux de ce défi. Je suis arrivé dans cette industrie il y a des années avec des moteurs d'avion. Je pensais que les chaussures seraient faciles. Mais c'est très complexe. La fabrication de chaussures de sport constitue une tempête presque parfaite pour l’automatisation, mais elle nécessite toujours beaucoup de travail manuel. Vous devez faire face à la complexité de nombreux modèles et à la difficulté de travailler avec des biens meubles. Le défi général dans la fabrication des chaussures est que les tolérances, les gammes de taille des produits et la largeur des matériaux naturels et synthétiques sont assez différentes de celles des produits techniques.

Aux États-Unis, l’un des avantages de la fabrication réside toutefois dans le savoir-faire artisanal requis par les chaussures de sport. Aux États-Unis, nous avons cinq usines remplies de personnes expérimentées et engagées qui savent très bien fabriquer des chaussures. De plus, nous avons deux lignes de production américaines dédiées aux produits personnalisés. Nous pouvons expédier des chaussures sur mesure aux consommateurs nationaux dans un délai de dix jours à deux semaines, bien plus rapidement que si nous les fabriquions à l'étranger.

Comment New Balance utilise-t-il actuellement l'automatisation dans le processus de fabrication?

Nous avons très tôt adopté certaines technologies, ce qui nous a permis de maintenir la compétitivité et la croissance de nos usines américaines. Dans les années 1980, nos usines nationales ont commencé à utiliser la couture informatisée, ce qui nous permet de placer les matériaux sur une palette et de les livrer aux machines à coudre le long d'une voie numérique. Et nous avons commencé à utiliser l’impression 3D au début des années 90.

Les programmes de sélection de broderie automatisés que nous utilisons sur nos lignes de produits personnalisées nous permettent de modifier rapidement les couleurs des fils. D'autres technologies nous aident à automatiser les étapes de la fixation de la partie inférieure moulée d'une chaussure à la partie supérieure souple. Au cours des trois dernières années, nous avons mis en place un système numérisé de suivi des défauts sur la chaîne de production. Nous utilisons également la numérisation 3D des pieds dans des points de vente sélectionnés dans le monde entier pour offrir à nos clients une expérience d’ajustement améliorée.

Vous avez mentionné que New Balance utilise l'impression 3D. En quoi la fabrication additive est-elle actuellement utile pour votre entreprise et de quelle manière n'est-elle pas encore applicable?

L'impression 3D fait maintenant partie de notre ADN. Il fait partie intégrante de notre processus de développement de produits et continue de jouer un rôle encore plus important dans notre portefeuille de produits. Chaque année, nous réalisons en interne plus de 4 000 impressions 3D utilisées pour prendre des décisions en matière d’esthétique et de fonctionnalité des produits. Nous utilisons également l’impression 3D pour les montages et les outillages légers.

L’impression 3D est particulièrement utile pour fabriquer des parties de chaussures personnalisées, telles que des plaques – la partie moulée au bas d’une chaussure de sport pouvant comporter des crampons ou des crampons – et des matériaux de rembourrage, tels que des semelles intercalaires. Si vous pouvez amener des athlètes dans un centre de recherche sportive pour étudier leur biomécanique, vous pouvez capturer les données, les transmettre à un laboratoire et les analyser. Ensuite, vous pouvez passer à un environnement de création et d’impression 3D.

Les pièces personnalisées que nous fabriquons pour les athlètes de baseball, d’athlétisme et de football sont étonnantes et bien reçues. En 2013, nous avons fabriqué des plaques de pointes imprimées en 3D personnalisées pour le coureur de demi-fond Jack Bolas. Plus récemment, ce printemps, nous avons fabriqué une plaque personnalisée imprimée en 3D pour Corey Kluber, le pichet des Cleveland Indians. Il a été le premier athlète à porter des chaussures à crampons avec des plaques imprimées en 3D dans un match de la Ligue majeure de baseball.

Les limites actuelles de la 3D se traduisent par la mise au point d'un ensemble de matériaux de chaussure pleinement performants et par la mise en œuvre de la technologie sur une chaîne de production. Transformer la partie supérieure de la chaussure de la 2D à la 3D est un défi complexe qui nécessitera une réflexion nouvelle sur la construction et l'automatisation du produit. Les gens travaillent toujours avec beaucoup de pièces coupées. Ce n'est pas une fabrication à grande vitesse. Il y aura toujours des pièces artisanales. De plus, nous n’avons pas encore de palette complète de matériaux pouvant fonctionner en 3D, même si d’énormes progrès ont été réalisés. Une autre priorité est de réduire les déchets en impression 3D.

Qu'en est-il des systèmes robotiques avancés?

Nous utilisons des robots depuis trois décennies. Les défis importants pour les systèmes robotiques dans la fabrication de chaussures sont le changement et la complexité, en raison du large éventail de tailles, de styles et de matériaux souples. Nous travaillons en partenariat avec un groupe d'experts en automatisation sélectionnés pour mettre en œuvre une technologie nous permettant de gérer cet environnement de fabrication complexe. Les systèmes robotiques nous permettent de contrôler les opérations critiques pour améliorer la cohérence et les performances. Ils aident les collaborateurs qui font des mouvements répétitifs et rendent l'environnement de travail plus sûr. En tant qu'options de collaboration et de sécurité, l'automatisation robotique jouera un rôle plus important dans nos opérations.

Comment utilisez-vous la technologie pour réduire les défauts?

Nous avions l'habitude de suivre toutes nos pièces retravaillées, réparations et défaillances sur papier. Il y a trois ans, nous avons commencé à travailler avec un système de Tulip, un développeur de logiciels permettant de numériser les ateliers des fabricants de chaussures et de vêtements. Nous remplaçons les formulaires papier par ses applications de fabrication fonctionnant sur des tablettes ou d'autres appareils à écran tactile. Les travailleurs n’ont pas besoin d’expertise en technologies de l’information pour utiliser le système. Ils appellent une image du style de la chaussure sur laquelle ils travaillent et notent les défauts. Nos ingénieurs peuvent personnaliser l'application selon nos besoins, sans aucune programmation. Les applications de Tulip étant connectées à nos équipements de production, nous sommes en mesure de mettre en corrélation les données des machines et des données humaines à l’aide du moteur d’analyse intégré. Et en fournissant à nos fournisseurs de matériaux des données claires et précises de la chaîne de production, nous pouvons éliminer les ambiguïtés et les retards dans la résolution des problèmes.

New Balance a déjà mis en place des pratiques allégées et d’autres méthodes permettant de réduire les déchets et les défauts. Reste-t-il des lacunes pouvant être comblées par les technologies numériques?

Nous avions implémenté le Lean, mais c'était toujours très manuel. Lorsque nous comptions sur des humains pour enregistrer le travail sur papier, la collecte de données était une corvée. Vous pouvez collecter des données toutes les heures pendant dix ans, mais cela ne signifie pas que vous pouvez les utiliser. Les données deviennent paralysantes. Il est difficile de se faire une idée de tout ce qui se passe dans une usine. Une grande partie des données est perdue. Ainsi, bien que les données puissent avoir une valeur inestimable, la question est de savoir dans quelle mesure elles sont exploitables.

Il était également difficile de partager les informations collectées sur les défauts entre une ligne de production et la suivante, sans parler des usines. Vous vous retrouvez avec une connaissance tribale. Une déviation se produit dans une unité de travail et cette équipe résout le problème et en tire les leçons. Si un superviseur résout un problème hors ligne, cela revient à avoir une usine cachée. Vous ne pouvez pas effectuer d’analyse des écarts. Et le problème pourrait être beaucoup plus important, car une équipe qui résout elle-même un problème ne dispose pas de données sur les causes profondes.

Nous ne nous sommes pas attaqués aux problèmes de manière constante – les problèmes ont surgi et se sont dissipés. Le même problème pourrait survenir dans un autre flux de valeur dans un autre emplacement, mais nous n'avons pas vu la connexion. Les chaînes de production dans le Maine et le Massachusetts pourraient utiliser différentes contre-mesures pour avancer, sans savoir qu'elles créaient un défaut ailleurs.

Avec Tulip, nous sommes maintenant en mesure de saisir toutes ces données en temps réel et d’obtenir une visibilité sur les causes profondes des problèmes de production. Nous avons maintenant beaucoup plus confiance dans les données et nous pouvons numériser l'analyse. Nous pouvons le transmettre jusqu'au concepteur. Nous pouvons utiliser les données pour suivre l'usine de production d'une usine à l'autre et le flux de valeur d'un flux de valeur à l'autre. Nous pouvons également numériser nos pratiques Lean et promouvoir un travail standardisé dans toutes nos installations afin de mieux mesurer la qualité et la performance.

Envisagez-vous l’évolution de New Balance vers une solution de bout en bout pour l’industrie 4.0?

À l'heure actuelle, nous apportons des technologies individuelles, car nous devons rester flexibles. Nous transformons les processus manuels un par un et intégrons des équipements individuels que nous pouvons déployer rapidement dans nos usines.

Mais notre solution North Star est une solution complète. Nous cherchons également à connecter des solutions individuelles en utilisant une dorsale numérique pour une approche plus complète. Nous sommes en train de passer de la conception numérique à l’usine. Il s’agit d’un objectif très ambitieux. Ce n’est peut-être pas le cas pour tous les produits.

Bien sûr, le système devra encore faire preuve de souplesse car notre offre de produits est très diversifiée. Notre objectif est de faire parvenir les produits au consommateur plus rapidement. Notre objectif est de créer des solutions hybrides qui nous permettront d’adapter au besoin les approches analogiques et numériques.

Comment New Balance fonctionne-t-il avec l'écosystème de fournisseurs externes d'Industrie 4.0?

Notre approche consiste à trouver des partenaires clés pour divers projets, car nous ne disposons pas de l’expérience en logiciels permettant de développer toutes les solutions en interne. Les partenaires clés comprennent Tulip pour la gestion des usines numériques, Nervous System pour l’aide à la conception, et IPSUMM pour la robotique. Ce sont des exemples d'entreprises locales de la Nouvelle-Angleterre avec lesquelles nous travaillons en étroite collaboration. Nous sommes très disposés à travailler avec des startups et des entreprises de toutes tailles. Notre défi consiste à répondre aux besoins à court terme de nos installations de fabrication tout en restant à l’écoute et en offrant un espace pour explorer davantage de possibilités à long terme.

Quelles sont les implications d'Industrie 4.0 pour votre main-d'œuvre? Est-il difficile de trouver des travailleurs capables de gérer des technologies de fabrication avancées?

Nous avons toujours besoin de personnes qui comprennent l'artisanat. Bien entendu, au cours des 20 dernières années, nous avons embauché davantage de spécialistes dans des domaines tels que l'informatique, l'ingénierie et le design industriel. Si vous fabriquez une unité d'impression de semelles, par exemple, vous avez besoin d'un titulaire d'un doctorat en plastique.

Mais nous ne voyons pas les gens comme une grosse pierre d'achoppement. Peu importe où se trouvent nos employés dans leurs voyages technologiques, ils veulent apprendre et travailler avec les nouvelles technologies. Une des raisons pour lesquelles les gens réagissent bien est que les interfaces utilisateur des logiciels sont utiles et familières.

Les personnes qui entrent maintenant sur le marché du travail ont grandi dans un monde numérique. La main-d'œuvre millénaire a toujours eu la technologie à portée de main et est très à l'aise avec les logiciels en nuage. Ils voient dans les nouvelles technologies des défis auxquels ils peuvent apprendre. Ils veulent rejoindre des entreprises où ils peuvent exploiter ces compétences et intérêts. Notre gamification de l'atelier et la mise en place d'outils entre les mains de nos techniciens, ingénieurs et artisans vont certainement nous rendre plus compétitifs et plus attractifs en tant qu'employeur.

Une grande partie de la question des talents concerne le développement de votre main-d’œuvre et le partenariat avec les universités. Nous sommes très actifs dans la formation de personnes par le biais de stages. Nous travaillons également avec plusieurs universités sur des projets de recherche.

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