En Allemagne, une usine intelligente conçoit une meilleure voiture électrique

• e.GO, dont l'objectif est de rendre la mobilité électrique abordable, a construit deux usines à Aix-la-Chapelle en Allemagne. Elle y développe ses véhicules et la conception des processus.
• La modélisation numérique a permis de créer un modèle d'usine intégré.
• Grâce à cette conception intégrée, e.GO a pu changer ses processus et ses flux de travail pour réduire les délais de conception et de mise en œuvre.

Après avoir fait sensation avec StreetScooter GmbH, Günther Schuh, professeur à l'université RWTH Aix-la-Chapelle, s'est lancé dans une nouvelle aventure avec l'entreprise de voitures électriques e.GO. Basée à Aix-la-Chapelle (Aachen en allemand), en Allemagne, e.GO produit des véhicules électriques en série. Elle est également pionnière en matière de conception d'usines modernes, un élément clé de son modèle d'entreprise : ses usines intelligentes et sa plateforme numérique unique permettent à tous les entrepreneurs en construction de rester sur la bonne voie.

Depuis des décennies, l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle est un lieu de formation pour l'industrie automobile allemande. Peu de temps après avoir obtenu leur diplôme, les talentueux étudiants en ingénierie partent souvent travailler chez Audi, BMW et d'autres entreprises. Aujourd'hui, la ville possède son propre constructeur automobile, e.GO Mobile AG, situé sur le campus de l'université et dont l'objectif est de rendre la mobilité électrique abordable, qu’elle devienne à la portée du plus grand nombre. La start-up, qui compte déjà 500 employés, produit la e.GO Life, une petite voiture électrique pour les conducteurs urbains et la e.GO Mover, un minibus électrique.

« Nous ne fabriquons pas seulement des voitures, nous considérons notre usine comme un produit également », déclare Matthias Bertling, qui a travaillé comme directeur au laboratoire de machines-outils et d'ingénierie de production (WZL) de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle. Il a maintenant rejoint e.GO comme directeur principal de la planification de l'usine. M. Bertling est responsable de la conception de l'usine de l'entreprise, qu'il qualifie de « la méthode de conception d'usine la plus moderne à ce jour disponible sur le marché ». 

En seulement deux ans, e.GO a construit deux usines à Aix-la-Chapelle, tout en développant ses véhicules et la conception des processus dans son usine. Une troisième usine, actuellement en construction, sera par ailleurs conçue avec le plus haut niveau de flexibilité. Cela est possible grâce à la modélisation numérique basée sur le cloud qui réunit tous les entrepreneurs concernés dans la construction. Les experts appellent cela un « modèle d'usine intégré ».

De la 2D à la 3D

Les plans d'usine sont encore principalement établis à partir des dessins en 2D. Les sous-traitants ne sont généralement pas intégrés dans le modèle numérique. S'ils le sont, c'est uniquement sous la forme d'espaces réservés. Le bâtiment, l'ingénierie, MEP ou l'infrastructure sont peu ou pas pris en compte, même si les données sont facilement accessibles.

Au lieu d'utiliser ce modèle dépassé, e.GO voulait fondamentalement changer ses processus et ses flux de travail pour réduire les délais de conception et de mise en œuvre, ce qui avancerait les dates de lancement des produits. Toutes les entreprises impliquées dans la construction devaient jouer un rôle dans la conception : les architectes, les planificateurs d'usine, les entreprises de construction, les experts en assemblage, les spécialistes de la protection contre les incendies et les différentes autorités. Les conceptions, les données et les informations (sur les coûts, les fournisseurs, les matériaux, la surface au sol, etc.) se retrouvent dans le modèle d’usine intégrée. Comme pour le développement d'un logiciel, les entrepreneurs se réunissent toutes les trois semaines pendant la phase de conception pour introduire des informations actualisées dans le modèle central, comparer les données et échanger des informations.

La modélisation intégrée de l'usine e.GO s'appuie sur les outils logiciels connectés d'Autodesk dans les domaines de l'architecture, de l'ingénierie mécanique, de l'infrastructure et des disciplines MEP. Revit joue un rôle dans la conception du bâtiment et du MEP, tandis qu'AutoCAD et Inventor aident à modéliser l'inventaire (tel que les machines) dans l'usine. En plus, Infraworks permet de cartographier l'environnement et les entrepreneurs en construction peuvent effectuer des tests de collision avec Navisworks. Le modèle de coordination, qui relie chaque partie de la planification spécialisée, peut être visualisé en VRED. La plateforme BIM 360 assure le stockage central des données et offre une fonction de commentaire, tandis que Vault gère les informations.

Un seul modèle de données pour le cycle de vie de l'usine intelligente

« Grâce à cette conception intégrée de l'usine, nous pouvons économiser jusqu'à 35 % des coûts globaux », explique M. Bertling. « Les erreurs peuvent être détectées à un stade précoce et le temps alloué à la conception et à la construction est considérablement réduit. » Cela ne signifie pas que le modèle de données central devient superflu une fois que l'usine est en ligne et que la production a commencé. Le modèle restera une partie intégrante de l'usine tout au long de son cycle de vie, depuis la conception et la construction jusqu'à l'exploitation. Le modèle peut même être copié si d'autres usines sont prévues. 

« Nous ne considérons plus la conception d'une usine comme un projet qui s'achève une fois que la ligne de production est en place et fonctionne », explique M. Bertling. « Au contraire, nous considérons l'usine comme un élément évoluant en permanence. » L'objectif est d'intégrer des données en temps réel dans le modèle numérique afin de surveiller et d'apporter toutes les modifications nécessaires à l'usine, sur place ou à distance. Ce processus fonctionne grâce à la technologie 5G. e.GO a été le premier constructeur automobile à intégrer la 5G dans son usine. Au lieu de se contenter du niveau de détail (LOD) 500, e.GO va plus loin et appelle cette transmission en direct « niveau d'excellence ».

La première usine e.GO est aujourd'hui une usine phare qui accueille 10 000 visiteurs par an, dont beaucoup sont des cadres et des dirigeants de marques automobiles établies. Onefactory GmbH, une autre société basée à Aix-la-Chapelle, prévoit de commercialiser professionnellement et de sensibiliser le public international au concept de modélisation intégrée des usines en utilisant e.GO comme exemple. Cette initiative ne manquera pas de susciter l'intérêt des fabricants au-delà de l'industrie automobile.