Système de vérification contenu contenant

Ce document traite d'un projet de fin d’études en génie électrique portant sur la mise en place d’un système de vérification contenu-contenant dans une entreprise industrielle. Il s’adresse aux étudiants et professionnels intéressés par l’identification automatique, le contrôle qualité et l’automatisation industrielle, notamment dans le secteur automobile.

La question

Le projet vise à résoudre un problème fréquent dans les processus industriels : l’erreur d’identification des produits, appelée erreur contenu-contenant. Cette erreur survient lorsque le contenu d’un conditionnement ne correspond pas à l’étiquette ou à l’identifiant apposé, ce qui peut entraîner des rejets, des incidents clients et une mauvaise image pour l’entreprise. La société MGI Coutier, spécialisée dans la fabrication de pièces automobiles, utilise des codes à barres pour l’identification, mais rencontre un taux d’erreur élevé (11,36 % en 2015) qu’elle souhaite réduire voire éliminer. Le projet consiste donc à concevoir un système fiable de vérification automatique pour garantir la correspondance entre le produit et son étiquette tout au long du cycle de production.

Concepts de base

L’identification automatique est une discipline qui regroupe plusieurs techniques permettant de reconnaître et de suivre des objets sans intervention humaine directe. Parmi ces techniques, on trouve :

• Le code à barres : un système de codage graphique composé de barres et d’espaces qui représentent des données numériques ou alphanumériques lisibles par un lecteur optique.
• La reconnaissance optique de caractères (OCR) : qui permet de lire des textes imprimés.
• La vision industrielle : qui utilise des caméras et des logiciels pour analyser la forme et la position des objets.
• Les étiquettes RFID : des puces électroniques qui communiquent par radiofréquence avec un lecteur.
• Les cartes magnétiques et autres technologies d’entrée vocale ou biométrique.

Dans l’industrie automobile, la combinaison de plusieurs techniques est courante, mais le code à barres reste la méthode la plus répandue pour la gestion des stocks, le suivi de production et le contrôle qualité, grâce à sa simplicité, son coût réduit et sa rapidité de lecture.

Le code à barres est constitué de symboles normalisés (par exemple, code 39, code 128, EAN 13) qui codent des informations essentielles sur le produit. Le lecteur code à barres est un dispositif optique qui émet un faisceau laser ou LED pour scanner le code, puis convertit le signal réfléchi en données numériques exploitables par un automate ou un logiciel.

Dans le contexte de MGI Coutier, les étiquettes utilisées sont appelées étiquettes GALIA, un standard dans l’industrie automobile, qui contiennent un code à barres spécifique à chaque référence produit.

Approche

Le projet s’est déroulé en plusieurs étapes :

• Analyse de l’état actuel : observation des processus de production et d’identification, identification des sources d’erreurs sur trois périmètres clés : du quai de réception au quai de stockage, du poste de sortie de ligne au contrôle qualité, et de l’impression des étiquettes GALIA à la sortie de la ligne.
• Définition d’un cahier des charges : formalisation des besoins pour diminuer ou éliminer les erreurs d’identification, avec un accent sur la traçabilité et la fiabilité.
• Étude des solutions techniques : deux options ont été envisagées :
• Remplacer les étiquettes code à barres par des étiquettes RFID, qui permettent une lecture sans contact et une meilleure traçabilité, mais cette solution a été écartée en raison du coût élevé et du standard industriel déjà établi autour des étiquettes GALIA.
• Installer un lecteur code à barres fixe sur la ligne de production, capable de communiquer avec les automates existants. Cette solution nécessite une interface spécifique pour assurer la compatibilité entre le lecteur et les automates, notamment un automate VISIOLOGIC VISON 130 choisi pour sa facilité d’intégration.

Conception matérielle et logicielle : choix du lecteur code à barres SICK CLV610_C0000, de l’interface CDB620-001 pour la communication avec l’automate, et développement d’un système de bridage mécanique pour immobiliser les bacs lors de la vérification.

Implantation et tests : installation du système sur la ligne de production, programmation des automates pour comparer le code lu avec la référence saisie par l’opératrice, et arrêt automatique de la production en cas d’erreur pour éviter la poursuite d’un conditionnement mal identifié.

Résultats

Le système proposé permet une vérification automatique et fiable du contenu des conditionnements par rapport à leur étiquette. Grâce à la lecture du code à barres et à la comparaison en temps réel avec la référence attendue, les erreurs d’identification peuvent être détectées immédiatement, ce qui réduit les risques d’envoi de produits incorrects aux clients.

Le choix d’utiliser un lecteur code à barres fixe avec une interface adaptée a permis d’intégrer la solution dans l’environnement industriel existant sans nécessiter de modifications majeures des automates. Le coût total du système est jugé acceptable par l’entreprise.

La mise en place d’un système de bridage mécanique assure la stabilité des bacs lors de la lecture, améliorant ainsi la fiabilité de la détection.

Limites et questions ouvertes

Le projet souligne certaines limites :

• Le système repose sur l’utilisation des codes à barres et ne bénéficie pas des avantages potentiels des technologies RFID, notamment en termes de lecture sans contact et de rapidité.
• La solution nécessite une formation des opérateurs pour assurer la bonne saisie des références et la gestion correcte des étiquettes, notamment lors des changements de références sur la ligne.
• La traçabilité complète des étiquettes reste limitée, notamment au niveau de la gestion des impressions et de la distribution des étiquettes GALIA.
• Le système ne traite pas directement les erreurs liées à la perte d’étiquettes ou à leur mauvais collage en dehors du contrôle sur ligne.

Ces points ouvrent la voie à des améliorations futures, notamment dans l’intégration de solutions complémentaires pour la gestion des étiquettes et la formation du personnel.

Glossaire

• Code à barres : représentation graphique de données sous forme de barres et d’espaces lisibles par un lecteur optique.
• Étiquette GALIA : standard d’étiquetage utilisé dans l’industrie automobile pour l’identification des pièces.
• Lecteur code à barres : dispositif optique qui lit et décode les codes à barres.
• RFID (Radio Frequency Identification) : technologie d’identification par radiofréquence utilisant des étiquettes électroniques.
• Automate programmable industriel : dispositif électronique programmable utilisé pour contrôler des machines et des processus industriels.
• Système de bridage : mécanisme conçu pour immobiliser un objet (ici un bac) afin de faciliter la lecture ou le contrôle.
• Interface CDB620-001 : matériel assurant la communication entre le lecteur code à barres et l’automate.
• VISIOLOGIC VISON 130 : modèle d’automate programmable utilisé dans le projet.