Vers la découpe 4.0 dans l’automobile

Les fonctionnalités comme la conduite autonome, le confort de l’habitacle et la personnalisation des véhicules en fonction des goûts des consommateurs sont devenues un moyen pour les constructeurs de se différencier. Dans une note Lectra évoque le volet « salle de coupe ». Résumé.

Les équipementiers considèrent désormais la satisfaction des préférences des consommateurs comme plus importante que la livraison du véhicule dans un délai plus court que celui de la concurrence. Sur l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement automobile, et particulièrement pour les entreprises fabriquant des sièges et des habitacles automobiles, l’importance croissante accordée au style de l’habitacle et aux composants luxueux a créé de nouvelles problématiques, accentuées par une pression toujours plus forte sur les coûts.

Même si, dans l’industrie automobile, les médias s’intéressent surtout aux innovations telles que les voitures « autonomes » ou « intelligentes », l’un des bouleversements les plus profonds que connaît ce secteur est la tendance à la personnalisation et donc la capacité des constructeurs automobiles à rendre unique des modèles produit en grande série. Les constructeurs ne se contentent pas d’augmenter le nombre de modèles proposés : ils élargissent également la gamme d’options disponibles pour chaque modèle. L’Opel Adam en est la parfaite illustration : les clients ont le choix entre 1 million de combinaisons différentes pour ce modèle.(2)

Principaux défis des fournisseurs

Quelles sont donc les répercussions de l’évolution du secteur automobile et des attentes des consommateurs sur la chaîne d’approvisionnement de l’industrie automobile ? Nous avons identifié trois défis majeurs :

1. La pression sur les coûts
Face à la pression exercée sur les prix par les consommateurs et à la hausse des coûts de fabrication, les équipementiers répercutent une partie de ces contraintes sur les fournisseurs de niveau 1 en imposant des programmes annuels de réduction tarifaires très stricts, les obligeant ainsi à absorber les effets de l’inflation, mais aussi les coûts d’ingénierie et de conception. Cette pression se répercute ensuite sur les fournisseurs de niveaux 2 et 3.

Les matières premières (47 %) et la main-d’oeuvre (21 %) constituent les principaux postes de dépenses dans le secteur de la production automobile et de la vente de véhicules. (8)

Les fluctuations et les augmentations du prix des matières premières ont des répercussions importantes sur les constructeurs automobiles. Les fréquents changements apportés aux modèles et l’offre de personnalisation augmentent également considérablement le nombre et le type de pièces que doivent fabriquer les fournisseurs. Le volume des commandes de matières diminue, entraînant donc une augmentation du prix d’achat à l’unité. La hausse des salaires dans les pays émergents, particulièrement en Chine, contribue aussi à l’augmentation des coûts d’exploitation. En Chine, le coût de main-d’œuvre dans le secteur de la fabrication a augmenté de 80 % entre 2010 et 2015.(9)

Les fournisseurs subissent eux aussi cette pression sur les coûts car les constructeurs automobiles souhaitent qu’ils implantent leurs sites de production et leurs services de R&D dans les pays émergents afin de les rapprocher des usines de montage. Face à la hausse rapide des salaires et à la rareté croissante de la main-d’œuvre qualifiée, ce phénomène impose aux fournisseurs des contraintes de coût mais rend également leur activité toujours plus complexe.

2. Une concurrence toujours acharnée
Les fournisseurs subissent également une surveillance étroite de leur consommation de matière de la part des équipementiers. Pour être sûrs de bénéficier du meilleur prix possible, dans leurs accords avec les fournisseurs, les équipementiers exigent une transparence parfaite en matière d’information et de grille tarifaire pour leurs commandes. Les fournisseurs de siège se voient donc contraints de réduire leur consommation de matière car celle-ci constitue le plus gros poste de dépenses et représente en moyenne 70 % de la garniture. L’utilisation des matières devient également de plus en plus complexe du fait de l’évolution des tendances en matière de design et de personnalisation.

La consommation de matières premières revêt désormais une telle importance que certaines entreprises de niveau 1 cherchent à acquérir des entreprises fabriquant du tissu et du cuir afin de mieux maîtriser la chaîne de valeur.

Pour innover avec de nouveaux textiles tout en se soumettant à une constante pression à la baisse sur les prix, il est essentiel d’optimiser la consommation de matières et, ce, dès la conception.

3. Une production plus complexe
Les consommateurs veulent disposer de plus de choix, avec des modèles plus fréquemment renouvelés, ainsi que davantage de variété. Le cycle de développement et de production des sièges et habitacles de voiture doit donc gagner en agilité. La complexité de ce cycle pousse également certains équipementiers à abandonner leurs activités de développement, d’approvisionnement et de planification. Le rôle des fournisseurs automobiles va désormais bien au-delà de la simple fourniture de pièces.

Les constructeurs automobiles comptent sur les fournisseurs pour leur proposer des produits innovants, qui leur permettront de se distinguer de la concurrence.

Face à l’augmentation du nombre de nouveaux modèles mis sur le marché et à leur complexité croissante, les équipementiers font de plus en plus appel aux entreprises leur fournissant des composants pour l’habitacle de leurs véhicules pour les aider à faire face à ces problématiques, allant jusqu’à les faire participer au processus de développement produit et d’innovation. Les fournisseurs doivent donc impérativement démontrer leur capacité à proposer aux équipementiers les modèles, la qualité, le service et les prix qui leur permettront de différencier leur marque de la concurrence.

Faire face avec l’Industrie 4.0

Pour faire face à ces défis, les entreprises participant à la chaîne de valeur de la découpe automobile devront subir une transformation radicale afin d’adopter un nouveau modèle industriel basé sur le numérique, la connectivité et l’automatisation. Des technologies digitales révolutionnaires sont en train d’émerger, permettant aux équipementiers et aux fournisseurs qui savent évoluer de mieux répondre aux nouvelles exigences du marché. Les progiciels 3D permettent de créer des patrons à plat de revêtements de sièges directement à partir de modèles 3D sans devoir d’abord réaliser les composants du cadre et de la mousse. Équipementiers et fournisseurs peuvent ainsi créer le revêtement des sièges et des éléments de l’habitacle en même temps que les prototypes du cadre, de la mousse ou des composants en plastique.

Ces nouvelles méthodes de travail basées sur le numérique utilisant le prototypage virtuel et des fichiers issus de la CAO, les patrons peuvent être créés directement à partir des modèles 3D Standard Trim Outline (STO, lignes de couture des sièges) et mis en production en l’espace de quelques heures. Leur rendu peut être évalué visuellement à l’aide d’une simulation et ils peuvent ensuite être ajustés en vue de la production et découpés en quelques heures afin de choisir le modèle dont l’habitacle saura séduire les consommateurs. Grâce à ce processus, le logiciel de placement automatique peut optimiser l’utilisation des matières tandis que les têtes de découpe à contrôle numérique informatisé (CNC) garantissent que les patrons sont découpés avec une précision parfaite.

Même si le nombre de sièges en tissu découpés à l’aide d’une solution automatisée a considérablement augmenté au cours des 15 dernières années, le marché des sièges en cuir est à la traîne, avant tout en raison des contraintes spécifiques au travail du cuir. En effet, plus de 90 % des peaux destinées à l’industrie automobile sont encore découpées à l’aide d’emporte-pièces manuels (10). Aujourd’hui, les technologies ont largement progressé et la découpe automatisée du cuir constitue désormais une option très séduisante. Les progrès réalisés en matière de services dématérialisés ou Cloud permettent désormais d’optimiser encore les performances de la salle de coupe quels que soient le produit fabriqué et la matière utilisée.

Passer au numérique, les 5 avantages

1. Des économies de matière et de coût
L’adoption d’une approche Design-to-Cost permet aux designers d’anticiper et donc de parfaitement maîtriser la consommation et le coût des matières. Au fil des croquis et des modifications des premières esquisses, la consommation de matière est souvent estimée de manière assez approximative.

En utilisant un logiciel de création 3D avancé permettant de créer des patrons à plat, les fournisseurs peuvent estimer très précisément leur consommation de matière. Les premières esquisses peuvent ensuite être adaptées en fonction du budget fixé. Cette approche permet de définir les patrons et les coûts sur la base de fichiers STO, avant même que les mousses et les cadres soient fabriqués. Cette méthode prend en fait le contrepied du cycle de développement classique afin de concevoir le revêtement idéal, pour ensuite élaborer la mousse et le cadre adaptés à ce revêtement.

Les designers peuvent étudier les caractéristiques de la matière afin de déceler tout problème de qualité bien avant la fabrication. Ces logiciels intelligents peuvent en effet permettre aux designers de déterminer la position idéale des coutures afin de limiter les étirements et la compression : les revêtements de sièges sont ainsi mieux ajustés et durent plus longtemps.

Les designers peuvent ainsi parfois économiser jusqu’à 15 % de matière en retravaillant la conception des sièges et les patrons correspondants mais aussi en décelant d’éventuels problèmes de qualité et de construction lors de la création de l’habitacle (10). Au moment de la découpe, le logiciel de placement peut également s’assurer de l’utilisation optimale du tissu ou du cuir. Tous ces aspects permettent des économies de temps et de matière car le placement manuel peut s’avérer à la fois complexe et chronophage.

L’optimisation du processus industriel permet également de s’assurer que les équipes de production bénéficient en permanence de spécifications techniques exactes. Le logiciel convertit automatiquement les données du patron en plans de couture et en instructions d’assemblage. Il génère également toutes les spécifications techniques nécessaires à la fabrication, notamment la nomenclature (BOM), les fiches de main-d’œuvre (BOL) et les instructions de placement. La transmission rapide de ces données à la salle de coupe permet non seulement d’accélérer le processus d’industrialisation, mais aussi de mettre automatiquement à jour toutes les informations concernées lorsque des modifications sont apportées aux pièces du patron. Le risque de commettre des erreurs coûteuses est également significativement réduit.

2. Amélioration de la qualité de découpe
Un système CNC régulièrement suivi et entretenu offre un excellent niveau de qualité mais permet aussi d’économiser jusqu’à 5 % de matière (10). Ce type de système réduit naturellement les gaspillages dus aux retouches inutiles et un découpeur de qualité permet également de réduire l’espace entre les pièces. Des centaines de milliers d’euros peuvent ainsi être économisés chaque année en diminuant de seulement 3 millimètres l’espace entre les pièces.

Un processus automatisé a également pour avantage de garantir une qualité constante. Un tel résultat est particulièrement difficile à obtenir lors de la découpe du cuir par exemple, car des centaines d’ouvriers procèdent parfois à l’évaluation des différentes peaux et à la préparation des emporte-pièces. Un logiciel est en revanche capable d’optimiser le placement des patrons sur la peau tout en optimisant le nombre de pièces découpées pour une commande, ce qui est très difficile à réaliser manuellement. La précision des têtes de découpe CNC est généralement extrêmement élevée et peut souvent atteindre plus ou moins 1 mm, permettant même une découpe sans espace entre les patrons.

En parallèle, pour éviter de coûteuses erreurs en salle de coupe, les fournisseurs doivent choisir des solutions de découpe équipées de fonctionnalités anti-erreur comme la détection de rupture des lames, des erreurs de diamètre de perçage ou des fichiers de découpe corrompus ou incomplets. La détection de rupture des lames est importante car, si l’opérateur ne remarque pas ce défaut, le convoyeur risque de passer un marqueur non découpé, provoquant ainsi une perte de temps et une détérioration de la tête de découpe. Pour éviter tout risque de rejet d’un lot entier, il est essentiel de détecter tout diamètre de perçage incorrect. Cette fonctionnalité vérifie automatiquement le diamètre en fonction des paramètres des marqueurs sur chaque matelassage et à chaque changement d’outil.

Le fournisseur automobile belge ECA est récemment passé de l’emporte-pièce à la découpe automatisée du cuir, bénéficiant ainsi immédiatement d’une amélioration de 10% de son efficience (10).

3. Une plus grande flexibilité
Une approche classique ne tenant compte ni de la croissance et de l’évolution du marché en termes de volume ni de la diversité des besoins des consommateurs, freine la croissance des entreprises. Les entreprises automobiles doivent pouvoir adapter leurs produits en fonction des pays, des marchés et des types de produits. Le souhait croissant des consommateurs de bénéficier de produits personnalisés nécessite de pouvoir fournir une plus grande variété de pièces, mais aussi de produire des volumes plus faibles, en assurant des livraisons plus fréquentes.

Il est indispensable d’assurer la flexibilité des opérations et des processus afin de pouvoir anticiper les variations du marché et répondre rapidement à l’évolution des besoins des consommateurs en adaptant sa production. La chaîne d’approvisionnement doit également être en mesure d’adapter ses processus de production afin de faire face à des cycles de développement plus courts et à de possibles changements de dernière minute. Pour atteindre ces objectifs, il convient d’adopter des méthodes de production numériques utilisant des outils polyvalents et des processus basés sur des informations en temps réel.

L’utilisation des technologie les plus innovantes permet à la chaîne d’approvisionnement de s’adapter aux variations de la demande des consommateurs et de transmettre instantanément les données requises à l’ensemble de la chaîne de valeur. Dans un contexte où la  capacité à accepter les commandes ou les changements de dernière minute constitue un atout concurrentiel déterminant, l’agilité est un must.

Le tanneur italien et fournisseur d’habitacles automobiles en cuir Mario Levi a mis en place un système de découpe automatisée qui lui a permis d’augmenter sa productivité de 20 % et le rendement des peaux de 3 à 4 % (10).

4. Un lancement plus rapide
Comme nous l’expliquions précédemment, les équipementiers et les fournisseurs créent généralement les revêtements de sièges à partir de mousses et de cadres qui servent de « mannequins » et sur lesquels ils drapent la matière afin de créer les patrons. Le développement des patrons de production directement à partir de modèles STO en 3D peut significativement accélérer le lancement de la production car les ingénieurs n’ont plus à attendre  les prototypes des mousses et des cadres pour démarrer la conception. Lectra estime que cette approche permet de gagner entre 2 et 4 semaines, en fonction de la complexité du modèle.

Parallèlement, l’utilisation de systèmes CNC peut elle aussi réduire les délais de démarrage de la production. La production et la livraison des emporte-pièces nécessitent entre 6 et 14 semaines car ils doivent souvent être retouchés et adaptés. Le coût du ré-outillage est lui aussi très élevé sachant que la fabrication d’un nouveau jeu d’emporte-pièces peut coûter jusqu’à 1 million de dollars (10). L’utilisation d’un système de découpe automatique peut permettre de réduire significativement le délai avant le lancement de la production, de travailler de manière plus efficace et de réduire les coûts liés au ré-outillage.

5. Des risques réduits pour les opérateurs

Des centaines de personnes peuvent travailler au sein d’une salle de coupe. Chaque opérateur travaillant sur une table de découpe à presse manuelle transporte en moyenne 1,5 à 2 tonnes de métal par jour et doit souvent se pencher au-dessus de panneaux de découpe en plastique de plus de 3 mètres de large. Atteindre le centre d’une peau avec une si lourde presse dans les mains n’est pas une mince affaire. Avec un découpeur automatique du cuir, il n’est plus nécessaire de soulever les emporte- pièces. Le système de convoyeur intégré simplifie également le chargement et le déchargement des peaux. Le risque de blessure diminue ainsi pour les opérateurs de la salle de coupe, qui offre alors un environnement de travail plus sûr.

Conclusion

Dans un avenir proche, l’évolution que connaît actuellement l’industrie automobile devrait encore s’accélérer. Les fournisseurs réticents face au changement ou incapables de changer n’y survivront pas. Ce sont ceux qui font preuve d’agilité et d’esprit d’innovation qui seront à même de décrocher les plus gros contrats qui ne manqueront pas d’être signés au fil de la croissance du marché. Pour garder leur place dans l’industrie automobile de demain, les fournisseurs doivent évaluer leurs priorités stratégiques à long terme. La capacité à rationaliser leurs processus, à optimiser leurs performances et à adopter des méthodes de production flexibles est essentielle. La pression sur les coûts, l’accent mis sur l’innovation et la consommation de matière dans le domaine du textile et la concurrence qui se durcit entre les fournisseurs constituent désormais des aspects incontournables de l’industrie automobile.

En faisant passer au numérique la chaîne de valeur de la découpe automobile, les fournisseurs seront mieux préparés à affronter un futur où le développement d’un produit se fera sur seulement quelques semaines, où les modèles seront évalués virtuellement en 3D afin d’éviter le recours aux prototypes et où l’exigence en matière de qualité restera néanmoins très élevée. 

(2) Vauxhall Press Room, 7 novembre 2012, Vauxhall’s Adam Breaks Mould – Over a Million Times ». Disponible à l’adresse : http://media.vauxhall.co.uk/media/gb/en/vauxhall/news.detail.html/content/Pages/news/gb/en/2012/vauxhall/07_11_vauxhall_adam_mould.html. Dernière consultation en janvier 2017.
(8) Market Realist, 5 février 2015, Raw materials – the biggest cost driver in the auto industry. » Disponible à l’adresse : http://marketrealist.com/2015/02/raw-materials-biggest-cost-driver-auto-industry/. Dernière consultation en janvier 2017.
(9) Trading Economics, janvier 2017, China Average Yearly Wages In Manufacturing. » Disponible à l’adresse : http://www.tradingeconomics.com/china/wages-in-manufacturing.
(10) Données internes de Lectra.

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