Warum Alma die bevorzugte CAD/CAM-Lösung für Schneidmaschinen im Schiffbau bietet

Warum Alma die bevorzugte CAD/CAM-Lösung für Schneidmaschinen im Schiffbau bietet

Veröffentlicht auf 17/02/2021

C’est en 1982 qu’Alma a commencé à s’intéresser au domaine de la construction navale. A l’époque, les Chantiers de l’Atlantique de Saint-Nazaire étaient à la recherche d’une solution leur permettant de minimiser leurs pertes de matière, ce qui, compte tenu des tonnes d’acier utilisées pour la construction d’un navire de croisière, pouvait représenter des économies plus que substantielles. Alma venait alors d’être créée pour promouvoir auprès de l’industrie des algorithmes d’imbrication automatique développés dans le cadre d’un projet de recherche à l’Université de Grenoble. Ce fut le début de notre longue coopération avec les chantiers de Saint-Nazaire, mais aussi le point de départ du développement et du déploiement de nos logiciels de CFAO Découpe pour la construction navale partout dans le monde. Ceux-ci nous permettent aujourd’hui de répondre à tous les besoins spécifiques de la construction de navires et d’être reconnu comme l’acteur majeur dans la CFAO navale appliquée au travail de la tôle.

Au-delà du besoin de recourir à de bons algorithmes d’imbrication automatique, qu’est-ce qui caractérise le métier de la construction navale ? Ou plus précisément, à quoi doit répondre une bonne solution de CFAO pour le naval ? La réponse est multiple.

Intégrer la logique de fabrication d’un navire

Tout d’abord, il est important de comprendre comment est construit un navire car l’organisation des données (pièces à découper, stock de tôles et de chutes) en dépend. Un navire est constitué de blocs, assemblés progressivement en partant du centre pour une question d’équilibre. Chaque bloc est constitué de sous assemblages, eux-mêmes composés de planchers et de murs. Il convient donc généralement d’organiser les données par bloc afin ne pas mélanger des pièces issues de blocs différents dans de mêmes placements. Il faut en effet éviter de complexifier la logistique déjà très contraignante et simplifier le tri des pièces découpées pour les envoyer vers les sous assemblages où elles doivent être soudées. Dans la même idée, les besoins matière, qui sont souvent calculés avant la fin de la conception détaillée du navire sur la base des premières versions de pièces issues de la CAO, vont déterminer les stocks de tôles nécessaires pour chaque bloc, sachant que les chutes récupérables peuvent parfois être échangées d’un bloc à un autre.

Récupérer les données géométriques et d’usinage

Pour nos premiers projets navals, nous avons commencé par définir un format neutre d’échange de données avec la CAO. Puis, au fil du temps, nous avons développé les interfaces avec tous les systèmes CAO du domaine, ce qui nous permet d’adresser aujourd’hui n’importe quel chantier équipé de la CAO de son choix. Nous importons les géométries décrivant les pièces à découper, si besoin en les séparant dans le cas d’un DXF multi pièces, et nous récupérons toutes les données d’usinage dont nous avons besoin. Ce peut être les différents procédés de marquage et de meulage, la grande variété de textes indiquant le nom des raidisseurs à souder, les axes du navire, les lignes de pliage, les propriétés chanfrein appliquées sur chaque arête, etc. A noter toutefois qu’au-delà de l’import de la géométrie et de l’usinage caractérisant une pièce, il faut assez systématiquement, lors du déploiement de notre solution, adapter le processus d’import/export des pièces à découper à celui qui correspond à la façon de travailler du chantier. Par exemple, comment convient-il de gérer les modifications de pièce : faut-il invalider systématiquement les placements impactés par une pièce modifiée ou en laisser le soin à l’utilisateur ?

Maitriser parfaitement la découpe plasma, la découpe de chanfreins et le marquage

Toute solution de CFAO navale se doit de prendre en compte les spécificités liées au métier et aux machines couramment utilisées. La connaissance de la découpe plasma (la plus fréquemment utilisée du fait de l’épaisseur des tôles à découper) est donc particulièrement essentielle. Ainsi parmi les fonctionnalités les plus fréquemment utilisées, on trouvera la découpe continue (pièces pontées pour minimiser le nombre d’amorçages et donc le temps d’usinage), la gestion des barrettes (laisser certaines ouvertures attachées à la pièce pour les besoins de transport) ou la découpe du squelette (pour l’évacuer plus facilement). Le métier de la construction navale nécessite aussi de maitriser le pilotage de machines réalisant des chanfreins et la gestion des opérations associées (multi passes, contrôle de hauteur, boucles de reconfiguration, etc.) ainsi que des unités de marquage spécifiques. Celles-ci permettent en particulier de tracer tous types de textes qui servent lors de l’assemblage ou du soudage des pièces.

Piloter des machines (très) spéciales

Mais ce qui contribue le plus à notre succès dans le domaine naval, c’est notre capacité à piloter des machines spéciales et, pour ce faire, d’offrir une solution suffisamment ouverte, permettant d’utiliser les fonctionnalités de base du logiciel de CFAO pour développer des applications entièrement spécifiques. Par exemple, nous gérons les lignes de machines « panneaux plans ». Elles servent à assembler et à souder des tôles pour y découper ensuite une grande pièce constitutive d’un pont du navire et, in fine, souder les profilés ou raidisseurs assurant sa rigidité et planéité. La machine sur laquelle est réalisée la découpe permet par ailleurs d’effectuer d’autres opérations comme le meulage, le marquage, le traçage de textes et le chanfreinage. Autre exemple de machines spéciales que notre logiciel pilote : les machines « symétriques ». Aussi bien celles qui permettent de marquer/découper en même temps des pièces bâbord et tribord « quasi » identiques que les machines « à deux têtes asynchrones » sur lesquelles on découpe en même temps le bas et le haut d’une même pièce, sans que les arrêtes découpées soient strictement parallèles.

Automatiser le fonctionnement du logiciel

Une particularité de la construction navale, c’est la grande quantité et la grande variété des pièces à imbriquer et à découper. Cela nous permet d’éprouver nos algorithmes d’imbrication automatique et, d’une façon plus générale, impose un fonctionnement le plus automatisé possible pour réduire à la fois les temps de programmation et les risques d’erreur. Aussi la grande majorité des solutions que nous déployons s’articulent autour des phases suivantes, réalisées et enchaînées de manière automatique : import de pièces avec préparation d’usinage, création d’ordres de lancement (regroupement par matière/épaisseur/bloc), imbrication et génération des fichiers CN en mode batch. Une dernière phase facultative de clôture des ordres de lancement permet de déclarer les pièces découpées et de rendre disponible les chutes générées par les placements. A noter aussi, la personnalisation quasi systématique des documents mis automatiquement à la disposition des opérateurs machines et des programmeurs, pour répondre en particulier aux besoins d’identification des pièces découpées et faciliter leur tri.

Gérer les procédés de découpe linéaire et de soudage robotisé

Comme évoqué précédemment, un navire est constitué de tôles et de profilés assemblés par soudage, les profilés servant principalement à rigidifier la structure du navire. La « triperie » (câbles et tuyaux) est mise en place au niveau des sous assemblages ou des blocs. L’accastillage (équipement intérieur) est installé au plus tôt, mais après l’assemblage des premiers blocs. Dans ce processus, nos logiciels interviennent non seulement pour imbriquer et découper les pièces de tôles mais aussi pour optimiser la découpe des profilés. Ainsi, nous avons développé divers algorithmes de placement de profilés pour maximiser l’utilisation des barres de matière première, tout en respectant les contraintes liées aux machines (scie ou robot) que nous pilotons. Par ailleurs, afin de compléter notre savoir-faire, nous nous intéressons aux problématiques de soudage spécifiquement liées au domaine naval. Notre logiciel Almacam Weld, qui comprend de nombreuses fonctionnalités automatiques de reconnaissance géométrique de modèle 3D et de génération de tâches de soudage, nous permet de répondre à ces besoins de programmation hors-ligne de robots de soudage.

Une démarche partenariale forte et une logique de service partout dans le monde

Au-delà des capacités techniques de nos solutions logicielles, la notoriété d’Alma est le fruit de compétences acquises au fil du temps grâce à une relation de confiance avec nos clients et à de solides partenariats avec différents acteurs du domaine naval, en particulier les éditeurs de solutions de CAO/PLM. Cette expertise de près de 40 ans s’est construite progressivement et a été diffusée à l’ensemble des équipes commerciales et techniques de notre réseau. Elle nous permet d’aborder avec confiance et sérénité n’importe quel projet naval dans le monde, car nous maitrisons aussi bien les problématiques générales de la construction navale que les spécificités liées aux différents types de navires ou à la localisation du chantier. Les plus gros constructeurs européens de navires de croisière nous font confiance et nous équipons nombre de constructeurs de navires militaires ou de transport de marchandise, ceci partout dans le monde (Brésil, USA, France, Italie, Allemagne, Chine, Inde, Indonésie, Corée, Japon, etc.).

Enfin, nous misons beaucoup sur notre nouvelle gamme de produits Almacam pour apporter encore plus de valeur ajoutée à nos clients. Disponible pour le domaine naval à horizon d’un an, cette nouvelle version apportera en particulier une traçabilité complète de la fabrication, fonctionnalité devenue incontournable pour gérer les processus Qualité mis en œuvre aujourd’hui.