26 septembre 2020

Comment New Balance amène l'industrie 4.0 à la cordonnerie

Les systèmes de fabrication de pointe de l'Industrie 4.0 ont le potentiel de changer radicalement l'économie de la production mondiale en rendant plus rentable et plus pratique de rapprocher les produits de l'endroit où ils sont consommés. Cependant, la fabrication de chaussures de sport est depuis longtemps l'une des industries 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 haut de gamme New Balance Made représente une partie de ses ventes aux États-Unis et au moins 70% de la valeur des chaussures est fabriquée aux États-Unis.La société a également été un chef de file en apportant des technologies de fabrication de pointe à l'industrie de la chaussure de sport.

Edith Harmon, vice-présidente de l'innovation de fabrication de New Balance, a expliqué comment l'entreprise déploie des technologies numériques, ainsi que les limites actuelles de ces technologies dans la fabrication de chaussures, dans une interview avec le partenaire du BCG, Vladimir Lukic, et l'écrivain principal Pete Engardio. Avant de rejoindre New Balance en 1991, Harmon a travaillé avec le groupe General Electric Aircraft Engine. Elle a occupé plusieurs postes en R&D et innovation de production chez New Balance et dirige actuellement les efforts de l'entreprise pour introduire l'usine numérique.

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

Oui, mais la fabrication nationale fait partie de notre culture d'entreprise et nous apprécions ce défi. Je suis arrivé dans ce secteur il y a des années grâce aux moteurs d'avion. Je pensais que les chaussures seraient faciles. Mais c'est très complexe. La fabrication de chaussures de sport présente une tempête presque parfaite pour l'automatisation, mais elle nécessite encore beaucoup de travail manuel. Vous devez faire face à la complexité de nombreux modèles et à la difficulté de travailler avec des biens non durables. Le défi général dans la fabrication de chaussures est que les tolérances, les gammes de tailles de produits et la largeur des matériaux naturels et artificiels sont assez différentes de celles des produits techniques.

Cependant, l'un des avantages de la fabrication aux États-Unis est l'accès au savoir-faire dont les chaussures de sport ont besoin. Nous avons cinq usines aux États-Unis 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 personnalisées aux consommateurs nationaux en dix jours à deux semaines, bien plus rapidement que si nous les fabriquions à l'étranger.

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

Nous avons été les premiers à adopter certaines technologies, ce qui nous a permis de maintenir nos usines américaines compétitives et en croissance. Dans les années 1980, nos usines nationales ont commencé à utiliser la couture informatisée, ce qui nous permet de placer des matériaux sur une palette et de les livrer aux machines à coudre le long d'un chemin numérique. Et nous avons commencé à utiliser l'impression 3D au début des années 1990.

Les programmes automatisés de sélection de broderie que nous utilisons sur nos gammes de produits personnalisés nous permettent de changer rapidement les couleurs de fil. D'autres technologies nous aident à automatiser les étapes de 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 ligne de production. Nous utilisons également la numérisation 3D des pieds dans certains points de vente mondiaux 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 désormais partie de notre ADN. Il fait partie intégrante de notre processus de développement de produits et va de l'avant pour jouer un rôle encore plus important dans notre portefeuille de produits. Chaque année, nous réalisons en interne plus de 4000 impressions 3D qui sont utilisées pour prendre des décisions sur l'esthétique et la fonctionnalité des produits. Nous utilisons également l'impression 3D pour les luminaires et l'outillage léger.

L'impression 3D est particulièrement utile pour la fabrication de pièces de chaussures personnalisées, telles que des plaques (la partie moulée au bas d'une chaussure de sport qui peut avoir des crampons ou des pointes) et des matériaux d'amortissement, tels que des semelles intermédiaires. Si vous pouvez amener des athlètes dans une installation de recherche sportive pour étudier leur biomécanique, vous pouvez capturer les données, les apporter à un laboratoire et les analyser. Ensuite, vous pouvez passer dans un environnement de création et d'impression 3D.

Les pièces personnalisées imprimées que nous fabriquons pour les athlètes de baseball, d'athlétisme et de football sont incroyables et bien accueillies. 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 Indians de Cleveland. Il a été le premier athlète à porter des crampons avec des plaques imprimées en 3D dans un match de la Major League Baseball.

Les limites actuelles de la 3D sont visibles dans la finalisation d'un ensemble de matériaux de chaussures entièrement capables et la mise en œuvre de la technologie sur une ligne de production. Transformer la partie supérieure de la chaussure de la 2D à la 3D est un défi complexe qui nécessitera une nouvelle réflexion sur la construction et l'automatisation des produits. Les gens travaillent encore avec beaucoup de pièces coupées. Ce n'est pas une fabrication à grande vitesse. Il y aura toujours des pièces fabriquées à la main. De plus, nous n’avons pas encore une palette complète de matériaux différents pouvant fonctionner avec la 3D, bien qu’il y ait eu d’énormes progrès. Une autre priorité est de réduire le gaspillage de matière lors de l'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 de la large gamme de tailles, de styles et de matériaux souples. Nous travaillons en partenariat avec un groupe de fournisseurs sélectionnés d'experts en automatisation pour mettre en œuvre une technologie qui nous permet 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 associés 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 pannes sur papier. Il y a trois ans, nous avons commencé à travailler avec un système de Tulip, un développeur de logiciels pour numériser les ateliers des fabricants de chaussures et de vêtements. Nous remplaçons les formulaires papier par ses applications de fabrication qui fonctionnent sur des tablettes ou d'autres appareils à écran tactile. Les travailleurs n’ont pas besoin d’expertise en technologie de l’information pour utiliser le système. Ils appellent une image du style de chaussures sur lequel ils travaillent et notent où se trouvent les défauts. Nos ingénieurs peuvent adapter l'application à nos besoins précis, sans aucune programmation nécessaire. Les applications de Tulip se connectent à notre équipement de production, ce qui nous permet de corréler les données de la machine et celles de l'homme à l'aide du moteur d'analyse intégré. Et en donnant à nos fournisseurs de matériaux des données claires et précises de la ligne de production, nous pouvons éliminer l'ambiguïté et les retards lors de la résolution des problèmes.

New Balance a déjà mis en œuvre des pratiques Lean et d'autres méthodes qui réduisent les déchets et les défauts. Y a-t-il des lacunes qui peuvent être comblées par les technologies numériques?

Nous avions implémenté le lean, mais c'était toujours très manuel. Lorsque nous nous appuyions 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 comprendre tout ce qui se passe dans une usine. Une grande partie des données est perdue. Ainsi, alors que les données peuvent être au-delà de la valeur, la question est de savoir dans quelle mesure sont-elles exploitables?

Il était également difficile de partager les informations que nous avons collectées sur les défauts entre une ligne de production et la suivante, et encore moins entre les usines. Vous vous retrouvez avec des connaissances tribales. Un écart se produit dans une unité de travail, et cette équipe résout le problème et en tire des leçons. Si un superviseur résout un problème hors ligne, c'est comme 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 un problème seule ne dispose pas de données sur les causes profondes.

Nous ne nous attaquions pas aux problèmes de manière cohérente – les problèmes surgissaient et se dissipaient. Le même problème pourrait survenir dans une autre chaîne de valeur à un autre endroit, mais nous n'avons pas vu le lien. Les chaînes de production du Maine et du Massachusetts pouvaient utiliser différentes contre-mesures pour avancer, sans savoir qu'elles créaient un défaut ailleurs.

Avec Tulip, nous sommes désormais en mesure de capturer toutes ces données en temps réel et d'avoir 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 renvoyer jusqu'au designer. Nous pouvons utiliser les données pour suivre l'usine de production à l'usine et la chaîne de valeur à la chaîne de valeur. Nous pouvons également numériser nos pratiques Lean et promouvoir un travail standardisé dans l'ensemble de nos installations pour mieux mesurer la qualité et la performance.

Envisagez-vous que New Balance évolue vers une solution industrielle 4.0 de bout en bout?

À l'heure actuelle, nous apportons des éléments technologiques individuels parce que nous devons maintenir la flexibilité. Nous transformons un à un les processus manuels et embarquons des équipements individuels que nous pouvons rapidement déployer dans nos usines.

Mais une solution de bout en bout est notre étoile du Nord. Nous cherchons également à connecter des solutions individuelles à l'aide d'un backbone numérique pour une approche plus globale. Nous nous dirigeons vers le passage du numérique de la conception à l'usine. Il s’agit d’un objectif très ambitieux, mais il n’est peut-être pas pour tous les produits.

Bien sûr, le système devra encore être flexible car nous avons une offre de produits très diversifiée. Nous nous efforçons de livrer plus rapidement les produits au consommateur. Notre objectif est de créer des solutions hybrides qui nous permettront de nous plier entre les approches analogiques et numériques au besoin.

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

Notre approche consiste à trouver des partenaires clés pour divers projets, car nous n’avons pas l’expertise logicielle pour développer toutes les solutions en interne. Les principaux partenaires incluent Tulip pour la gestion numérique des usines, Nervous System pour le support data-to-design et IPSUMM pour la robotique. Voici des exemples d'entreprises locales de la Nouvelle-Angleterre avec lesquelles nous travaillons en étroite collaboration. Nous sommes très ouverts à travailler avec des startups et des entreprises de toutes tailles. Notre défi est de répondre aux besoins à court terme de nos installations de fabrication tout en gardant une oreille attentive et en offrant un espace pour explorer plus d'opportunités à long terme.

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

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

Mais nous ne voyons pas les gens comme une grosse pierre d’achoppement. Peu importe où nos employés en sont dans leur parcours technologique, ils veulent apprendre et travailler avec les nouvelles technologies. L'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 basés sur le cloud. Ils considèrent les nouvelles technologies comme des défis dont ils peuvent tirer des leçons. Ils veulent rejoindre des entreprises où ils peuvent tirer parti de ces compétences et intérêts. Notre gamification de l'usine et le placement des outils entre les mains de nos techniciens, ingénieurs et artisans nous rendront certainement plus compétitifs et attractifs en tant qu'employeur.

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

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