par Dominique Dubois : ddubois@trametal.com

FESTO représente une “success story” à l’allemande et un fournisseur incontournable dans nombre de secteurs d’activité. Toutefois, c’est l’organisation des sites de production et la stratégie de l’entreprise qui sont encore plus impressionnants que la gamme de produits, pourtant bien plus riche qu’on ne l’imagine. L’occasion de visiter ce fleuron de la mécatronique germanique était trop belle pour la rédaction de TraMetal.


Fig. 1 - Sur cette photo aérienne, l’importance du site de St. Ingbert est bien visible avec, en bas vers la gauche, le premier site, avec la pile à combustible près du second site de production en haut de l’image.
Les panneaux solaires sont bien visibles sur le toit de ce bâtiment à deux niveaux complets.

Festo c’est qui ?
“Cette grosse “boîte” allemande qui fait des vérins pneumatiques et que l’on voit partout dans les expos” telle est la réflexion la plus souvent entendue. Ce n’est pas faux, mais c’est très réducteur pour un fournisseur de produits omni-présents, quoique discrets, dans nos ateliers et autres chaînes de fabrications. La gamme couvre, en fait, toute la mécatronique appliquée et l’organisation industrielle de Festo fait autant référence dans l’industrie germanique que celle de TOYOTA à Valenciennes pour la production d’automobiles.

La société
Festo AG, dont le siège est à Esslingen, est un des leaders mondiaux dans les technologies d’automatismes mais aussi un acteur très important en formation appliquée. Le chiffre d’affaires du groupe, qui ressort à 1,4 milliard d’euros, est réalisé pour les deux-tiers hors d’Allemagne. En dépit d’une conjoncture encore morose en 2005, les ventes ont encore progressé de 100 millions d’euros par rapport à l’exercice 2004.

En étendant son catalogue à des produits électro-pneumatiques et électroniques, la société a pu occuper de nouvelles niches de marché, surtout auprès de clients chinois ou indiens ou situés dans les pays de l’Est Européen. Les investissements importants en R&D ont ainsi porté leurs fruits. Sur ses marchés traditionnels et notamment domestique, la faible reprise n’a pas été sensible dans l’industrie automobile et ses sous-traitants. Néanmoins, Festo a su croître plus vite que le marché aussi bien dans les pro duits catalogues que pour les références semi-spéciales ou les ensembles clés en mains.

Le groupe investit 1,5% de son chiffre d’affaires dans son programme de formation interne et ce ne sont pas moins de 7,5% des 11 500 collaborateurs qui suivent une formation.

Le site de St. Ingbert-Rorhbach : une usine exceptionnelle à plus d’un titre
Figurant au nombre des trois sites de production allemands - St. Ingbert, Esslingen et Ostfildern -, cette implantation est aussi un des quatre centres de stockage et de livraison mondiaux, capable de livrer plus de 34 000 lignes de commande par jour, dont 75% sous 24 heures.

La surface de production du groupe Festo atteint 110 000 m2 au niveau mondial et se répartit, outre l’Allemagne, dans les pays émergents utilisateurs, avec une large base de sous-traitance. St-Ingbert a donc une triple vocation : stockage, production et formation. La superficie du site comme son organisation font penser à un site de production automobile mais qui serait d’une propreté clinique et visité au mois d’août. En effet, les 2 000 collaborateurs sont largement à leur aise dans les 100 000 m2 des deux sites, qui ont reçu plus de 30 millions d’euros d’investissement en 2005. Anecdote amusante, pour pouvoir relier les deux sites qui sont séparés par une autoroute importante, Festo a obtenu le privilège de faire un tunnel privé sous la chaussée, parcouru par un trafic vital de piétons, cyclistes et de chariots guidés par des cibles optiques. D’un côté l’imposant centre de formation et de recherche et développement avec une partie de la production et dans la partie la plus récente, outre autoroute, tout l’immense magasin de stockage et d’expédition avec un autre centre de production sur plusieurs étages.

Le Kanban règne en maître avec une gestion millimétrique des en-cours et des lancements en fabrication et chaque poste est relié aux autres comme au restant de l’usine par un fantastique système de convoyeurs multi-niveaux et à vitesses variables piloté par ordinateur. Si l’on tient compte que le travail se fait en flux tendu, que les dimensions des 10 000 produits catalogues usinés et assemblés sont très variable et enfin qu’un lancement moyen en fabrication n’excède guère 2,6 unités pour près de 28 000 références livrées quotidiennement, la prouesse n’est pas mince.

Si les pièces sont standard, la règle est de disposer de 5 jours de tampon avec un délai de fabrication équivalent bien entendu. Il existe un service spécial pour les urgences livrant sous 24 heures et le délai pour du semi-spécial est aussi de 5 jours. Si les composants sont spécifiques ou dépendant de la course, telles les tiges de vérins ou de guidage, ils sont fabriqués en flux tendu mais en regroupant les moyens de production par diamètre et en jouant sur des sous-ensembles “familles” ou des pièces ébauchées communes. Le cœur de la gestion de production est l’immense système de stockage qui irrigue les multiples convoyeurs et qui regroupe tout. Tous les bruts sont présents dans les rayonnages. Les tubes des vérins, par exemple, sont fabriqués sur des lignes flexibles de tronçonnage à changement automatique de barres à partir d’un magasin spécial implanté en amont. Un logiciel d’optimisation des chutes réduit à un minimum la consommation de matière sur les centres de tronçonnage. Les tubes des vérins, une fois finis, sont chargés dans le même bac que les tiges des pistons, pour être acheminés au poste d’assemblage correspondant.

Ce “Production Service Center”, est donc le cœur logistique qui approvisionne les postes de fabrication et d’assemblage et est implanté au centre du bâtiment afin de réduire les délais d’approvisionnement. 52 000 emplacements de bacs assurent l’entreposage des pièces ainsi que l’approvisionnement en kanban de l’assemblage et la première étape de préparation des commandes. Cette superbe installation a été réalisée par Salomon Automation.

Reprenons l’exemple d’un vérin
Les postes de travail sont donc reliés entre eux par un système de manutention flexible. Le regroupement des pièces s’opère par séquences de transport série d’une machine à l’autre. Une fois que toutes les pièces dépendantes de la course sont au complet dans un bac, ce dernier est acheminé par le système de convoyage à l’assemblage final. Ces pièces caractéristiques de variantes y sont assemblées avec les pièces communes, indépendantes de la course, pour obtenir le produit fini. Les pièces indépendantes de la course sont amenées au poste d’assemblage par l’intermédiaire d’un système kanban électronique appelé boucle d’approvisionnement pilotée par la consommation. Pour le vérin DNCB, les pièces indépendantes de la course sont, par exemple, les culasses avant et arrière ainsi que les joints d’étanchéité et les tampons d’amortissement. Les pièces en aluminium, elles, sont fabriquées aussi bien sur centres d’usinage CNC que sur machines multipostes à plateau à indexation. Dans la fabrication des pièces en caoutchouc ou en matière plastique, les joints d’étanchéité des vérins sont produits dans le cadre d’un processus complexe sur machines de moulage par injection multicomposants.

Fig. 2 - Sur le troisième axe des robots, des ensembles fonctionnels de Kuka Roboter intègrent la technique ultramoderne des terminaux de distributeurs Festo du type CPX/MPA associés au vide – en étant particulièrement économes. Le chargement/déchargement de presses de moulage par injection de matières plastiques est ainsi plus simple et plus souple. Dans l’ensemble fonctionnel de Kuka, le CPX/MPA est au cœur de l’unité compacte d’alimentation en énergie. L’ensemble de l’unité garantit la totale liberté de mouvement du robot. Une caméra compacte intelligente SBOCM/SBOI-M peut être installée en coaxial.

Des moyens de production de pointe
Il est possible d’apercevoir au sein des îlots de production irrigués par les convoyeurs ou les chariots automatiques, des équipements qui sortent de l’ordinaire comme les centres de sciage flexibles automatisés avec des magasins de barres cyclopéens. Citons le système Uniportal de KASTO avec 146 + 72 bacs de 1,2 tonne de stub ou de profilés en barre, chacun. Un système à codes barres lus sur les bacs indique automatiquement quels bruts doivent être produits et en quelle quantité. Les ébauches de profilés sont exécutés sur un îlot de scies KALTENBACH. Ensuite un parc impressionnant de tours INDEX, TORNOS ou TRAUB usinent les pièces désirées. Les Index M532C sont capables de produire aussi vite que les transferts rotatifs implantés çà et là, ce qui confirme que les multi-broches modernes n’ont pas dit leur dernier mot sur des séries limitées. En revanche les transferts rotatifs MIKRON Multifactor font merveille pour les composants standards que sont les culasses de vérins et travaillent par famille de pièces similaires. il faut en effet près de 8 heures pour changer de campagne. Même si les grandes séries sont limitées à un petit nombre de références, il ne sort pas moins de 5 millions de régulateurs de débit par an et 3 millions de vérins des ateliers de Festo. C’est là la force de cette organisation de production qui fait cohabiter des productions quasi unitaires avec de la grande série. Notons que, même en production au coup par coup, à chaque machine correspond un diamètre de tige ou un type de profilé. Tous les montages, outillages et réglages restent en place dans une organisation qui oblige à une forte surcapacité en machines.

Une fabrication intégrée
Même si Festo travaille avec de nombreux fournisseurs et sous-traitants, ceci n’empêche pas que les pièces sensibles soient réalisées en interne. Les joints, les moulages d’élastomères complexes ou bi-composants, les moules pour plastiques et caoutchouc, les électrodes d’enfonçage, sont produites sur place tout comme la majorité des machines d’assemblage utilisées. St. Ingbert est d’ailleurs centre de compétences pour tout le groupe en matière de moulage complexe d’élastomères tandis que la production de joints fournit d’autres usines. Notons que l’ébavurage des grappes de joints ou des joints seuls se fait par cryogénie. HEIDENHAIN est très largement représenté sur les machines en place qui reçoivent directement les programmes de la chaîne CFAO intégrée, au travers d’un postprocesseur dédié à la machine considérée. Pour les moules et les machines d’assemblage, un atelier spécial sert aux essais et réglages comme à la formation des opérateurs.

Le secret de Festo, “l’entreprise apprenante”
Une grille de primes et d’intéressement motive les opérateurs dans le respect d’une qualité rigoureuse. Insistons sur le fait que la clé du système est la responsabilisation de l’opérateur et tout est fait pour l’amener à prendre conscience de son rôle essentiel. Le pourquoi de chaque tâche est expliqué en détail et chaque îlot de production est autonome en terme de responsabilité et de compétences. Des logiciels et équipements didactiques sont largement utilisés et les opérateurs accompagnés et soutenus jusqu’à une maîtrise totale de leurs tâches. La plus grande flexibilité entre unités autonomes est recherchée et une prime importante est versée en cas d’adéquation maximale au ratio heures de travail de l’îlot en rapport à une production correcte en qualité et en volume sur un mois. Chaque îlot dispose de tout ses approvisionnements - outils, petites pièces - dans des tours de stockage de chez LISTA, fonctionnant comme des mini-supermarchés pour les opérateurs. Un cinquième d’entre eux sont des frontaliers.

Une organisation mondiale bien huilée
Le CSC - Centre de Service Client - abrite dans son “magasin automatique de petites pièces 100 000 emplacements de stockage de produits finis et composants. 22 000 références y sont stockées. Ce centre logistique expédie en moyenne 28 000 articles par jour en quelques 10 000 paquets – soit quelque 70 tonnes d’équipements d’automatisation – à des clients Festo. Le taux des livraisons directes en Europe était de 96% en 2004. Un magasin tampon spécial concerne 2% des références, celles qui sont les plus “appelées”, et assure 40% des mouvements de stock pour gagner en productivité. Le CSC approvisionne des clients de l’Europe entière et les sociétés du groupe du monde entier dans les meilleurs délais – et même dans les 24 heures pour 14 pays d’Europe.

Le hall final de tri et d’expédition de St. Ingbert n’a rien à envier aux plus grands centres de tri postaux et allie des postes de travail servis manuellement à un système de convoyeurs et de manipulateurs farci de capteurs et de lecteurs intelligents. Rien n’est laissé au hasard, Festo étant parfaitement conscient que la non qualité sur un colis est désastreuse pour l’image de la marque et très coûteuse à réparer.




Fig. 3 - Basé sur le système des muscles pneumatiques Festo, le robot Humanoïde dispose à peu près du même rayon de déplacement qu’un homme de taille équivalente et est utilisable en milieux difficiles. Avec son rapport poids/performances optimal, sa capacité à saisir et déposer des objets sous des proportions quasiment humaines, sa ressemblance avec l’être humain ne fait aucun doute. Il s’agit d’ un projet développé en commun avec la société EvoLogics GmbH et la section “Bionik und Evolutionstechnik” (bionique et évolution des techniques) de l’Université Technique de Berlin.

Les produits “phares”
Cœur de métier: Automatisation de fonction ou de process avec des composants pneumatiques, électriques, électroniques ou des systèmes complets. Les références standards sont plus de 23 000 avec des centaines de variantes homologuées possibles. Sans entrer dans les détails, les domaines de compétence principaux recouvrent :
  * le pneumatique
  * l’électro-pneumatique
  * l’électrique
  * l’électronique.
  * la mécatronique
  * les techniques de manipulation et de positionnement. L’offre s’étend aussi aux services associés.

Ajoutons à cela les matériels didactiques et les productions spéciales et semi-spéciales et nous obtenons un casse tête en gestion de production, sachant que la rotation des références est très variable et que tout ou presque est produit en flux tendu à la série économique près.

Plus de 2 800 brevets appartiennent au groupe et autour de cent nouveaux brevets sont pris tous les ans. Beaucoup de produits hybrides sont en développement alliant pneumatique, électronique et mécanique pour répondre à des applications toujours plus pointues et apporter une valeur ajoutée nouvelle. Des micro-systèmes intelligents sont déja au point et les compétences du groupe en moulage/injection complexe de composés céramiques/micro polymères avec la technologie MID - Moulded Interconnected Device - creusent l’écart avec la concurrence, notamment asiatique. La piézo-électricité, les nano-technologies sont aussi à contribution notamment en technique des surfaces. Les secteurs industriels d’importance sont l’automobile, l’électronique au sens large, l’industrie alimentaire et celles de l’emballage. En conception de lignes de fabrication, les bibliothèques des logiciels contiennent toutes la nomenclature Festo. Le fabricant allemand est aussi de plus en plus mis à contribution pour concevoir et fournir des machines d’assemblage ou des lignes de montage. En effet, à force de s’équiper lui-même avec ses propres créations, Festo a acquis une sérieuse expérience dans ce domaine.

Fig. 4 & 5 - Le premier cliché nous montre la structure interne de l’Airacuda, le remarquable poisson nageur avec des paires de muscles antagonistes comme dans la réalité, montrant une excellente efficacité de nage ondulatoire. Le deuxième cliché nous montre cette maquette évoluant avec aisance.

Le muscle pneumatique, une rupture technologique
Déja remarqué en 2005 à la Foire Industrielle de Hanovre par la rédaction, sur des applications ludiques mais très abouties, ce principe est certainement appelé à un grand avenir. La force musculaire pour remplacer les pistons et les cylindres – c’est ainsi que l’on peut résumer le principe de fonctionnement de ce nouveau concept d’actionneur. Le cœur de ce moteur à rotation lente mais à couple élevé est représenté par le muscle fluidique MAS. Cet actionneur en membrane élastomère présente de nombreux avantages conceptuels vis-à-vis des vérins pneumatiques conventionnels. Il est rapide, dispose d’une puissance de démarrage dix fois plus élevée qu’un actionneur fonctionnant à l’air comprimé de même section et autorise des déplacements parfaitement réguliers sans effet stick-slip. L’énergie, fournie sous la forme d’air comprimé, raccourcit sa longueur nominale – un véritable moteur musculaire. Une came et un roulement bloquable transmettent le déplacement linéaire créé par la contraction du muscle sur un arbre le transformant ainsi en mouvement de rotation. En relâchant la pression, le Fluidic Muscle retrouve sa longueur initiale. Ce dernier mouvement n’est pas transmis à l’arbre grâce au déverrouillage du roulement. En disposant plusieurs muscles pneumatiques décalés sur l’arbre, on peut obtenir de cette manière un mouvement de rotation lent et régulier.

Légèreté et robustesse
Le moteur pneumatique apporte une solution multiple aux exigences de l’automatisation des process: des déplacements relativement lents, tels qu’ils sont souvent requis pour ouvrir et fermer des vannes, sont parfaitement réalisables avec ce concept. Le moteur musculaire est par ailleurs particulièrement bien adapté aux applications présentant des conditions critiques. Il se montre quasi insensible à l’humidité, à la poussière ou à la saleté. Un autre point positif: son faible entretien et son mode de fonctionnement économique, silencieux et fiable – même en service continu. Le moteur musculaire ne grille pas et ne se bloque pas à l’arrêt, mais se libère de luimême. Sa conception sans frottement garantit en outre des mouvements réguliers.

Un potentiel prometteur
Tout compte fait, le moteur pneumatique offre les conditions idéales pour l’utilisation dans le domaine du transport, du traitement ou de l’élimination des fluides – par exemple comme entraînement auxiliaire pour des volants ou manivelles. Des vannes ou des écluses pourraient aussi être automatisées avec le moteur musculaire, celui-ci étant beaucoup plus léger et silencieux que les solutions proposées aujourd’hui sur le marché. Avantage de taille: la vitesse de rotation lente de ce moteur, permettant une adaptation en continu aux variations de viscosité.

FESTO en France
Festo EURL, filiale française du groupe Allemand Festo AG, est présent en France depuis 1958 et y emploie 170 personnes. Son chiffre d’affaires a été de 54 millions d’euros en 2003. Son siège social est situé à Bry-sur-Marne (94) depuis Mai 2003.

En région, 50 conseillers techniques, ingénieurs d’affaires et pilotes techniques, assurent un conseil de proximité hautement qualifié auprès de 20 000 clients, dans tous types d’industries manufacturières et de process. La filiale française est première en France sur son marché, reconnue pour la qualité des matériels proposés et l’étendue de la gamme, comme du leadership technologique ou la qualité du service. Depuis 1994, Festo est certifiée ISO 9002.

Fig. 6 - Cette vue - partielle - du centre logistique d’expédition donne une idée de l’échelle et de l’importance de cette unité.

La stratégie de Festo face à la mondialisation
Il n’y a pas de secret, ouverture d’esprit, pragmatisme et vision à long terme, avec la volonté de se donner les moyens de réussir ses projets industriels, expliquent le succès de la marque et de ses dirigeants familiaux depuis 1955. Voyons ce que dit le porte parole du directoire, le Dr Eberhardt Veit, notamment sur le marché indien, capital aux yeux de Festo : “Festo a adapté ces dernières années son organisation aux changements de l’environnement et investi systématiquement dans l’extension de son réseau mondial de développement, production et logistique par une approche de type “Engineering & Production on demand” ainsi que dans de nouveaux domaines d’activités, tels que les “Actionneurs électriques” et “‘Automatisation des process”. L’accent est mis sur l’approvisionnement flexible et personnalisé du marché mondial, tout en assurant la croissance du groupe. 11 500 personnes employées dans 56 sociétés nationales font en sorte que le conseil, le service et l’assistance soient apportés dans le monde entier aux 300 000 clients”.

“Il nous faut prendre de l’avance à la fois par de nouvelles technologies et méthodes, mais aussi par notre savoir et la réorganisation de notre production et de notre logistique. De cette manière, nous pouvons obtenir des gains de productivité considérables, y compris en Allemagne”.

Les “Global Production Centers” (GPC) créés en Sarre ou en Bade-Wurtemberg montrent qu’une production de masse est possible, grâce à un haut niveau d’automatisation et de flexibilisation, dans des pays hautement industrialisés comme l’Allemagne. Rentabilité et économies d’échelle sont ainsi mises à profit pour des composants “Made in Germany”. L’assemblage des solutions personnalisées s’opère dans des “National Service Centers” (NCS) implantés dans toutes les grandes régions économiques, y compris, par exemple, en Inde, en Europe de l’Est/Russie/Ukraine, en Chine ainsi que dans les régions NAFTA, ASEAN et MERCOSUR.

Ce n’est pas sans raison que Festo adopte cette démarche à deux niveaux. Comme la régionalisation des produits est de plus en plus demandée par des prescriptions ou exigences locales, mais aussi par les attentes des clients et des normes, les sociétés Festo nationales donnent parfois sur place au produit son caractère personnalisé.

Le Dr Veit est convaincu que “Les marchés étrangers ne devraient pas être considérés comme en même temps destructeurs de productivité et de travail en Allemagne. Chez Festo, un emploi à l’étranger, c’est un emploi assuré en Allemagne. C’est par sa croissance constante l’étranger que Festo a été en mesure d’investir dans de nouvelles unités de fabrication ultramodernes en Allemagne.”