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2 mai 2017

Mondelēz, un pionnier en conception de milieux de travail sécuritaires et productifs

Les usines de fabrication modernes sont équipées de machines, dont on peut toujours renforcer la sécurité. Mondelēz, un grand fabricant de produits alimentaires, a établi un comparatif une solution conventionnelle de sécurité à protection fixe à une solution de sécurité moderne – et a sans équivoque favorisé SafetyEYE, le système de caméras de sécurité en 3D de Pilz.

L’usine de biscuits Mondelēz implantée dans la ville belge d’Herentals est l’une des plus grandes au monde ; elle exploite des mélangeuses à hauteur d’homme et produit chaque année 65 000 tonnes de biscuits. Les 1 000 membres du personnel fabriquent en continu des produits de marque Mondelēz comme LU, TUC et Milka. Mondelēz International est actuellement la troisième plus grande entreprise alimentaire au monde ; elle employait environ 110 000 personnes dans le monde en 2012 et compte 18 filiales indépendantes en Europe.

Manipulation de machines sans barrières

Normalement, un ou deux employés exploitent le mélangeur à pâte, qui présente une capacité d’environ 800 kg. Les tambours de mélange sont chargés et déchargés par l’avant ; le processus implique un tiroir avec des outils rotatifs de mélange et de pétrissage, le tout créant un environnement exigeant et un concept sécuritaire intelligent qui garantit une protection efficace contre ces dangers potentiels.

Désormais, à voir les pétrins, ils sembleraient dépourvus de barrières ; il n’y a visiblement ni clôture de sécurité, ni dispositif à faisceau lumineux, ni mat sensible à la pression. Les pétrins sont autonomes et les opérateurs exploitent les machines manifestement sans barrières, grâce au petit dispositif gris-jaune monté au plafond : SafetyEYE, une caméra 3D de sécurité installée au-dessus du mélangeur à pâte pour garantir la sécurité.

Mise à jour

En 2015, les responsables du site d’Herentals ont mandaté Pilz Belgium pour optimiser les normes de sécurité valables pour l’application du mélangeur à pâte, et ce, afin de les actualiser par rapport aux technologies modernes. Dans le même temps, il a été demandé à Pilz de conserver un mode opératoire aussi simple que possible tout en maintenant le niveau de productivité. Est-ce contradictoire ? Pas du tout, parce que la caractéristique remarquable des solutions de sécurité modernes réside dans le fait qu’elles n’entravent pas les processus d’exploitation et de production.

L’appréciation du risque

La première étape des experts en sécurité et en automatisation de Pilz consistait non seulement à examiner les processus traditionnels de chargement, de remplissage, d’exploitation et de vidange du mélangeur à pâte, mais également à établir une analyse des risques. En dépit des dispositifs de sécurité installés sur les machines, ils ont constaté que les opérateurs demeuraient confrontés à un danger spécifique lors de la vidange des outils de mélange rotatifs. Mondelēz exigeant les normes de sécurité les plus élevées, la mise à jour était destinée à optimiser le niveau de sécurité de toutes les pièces du système de commande liées à sécurité et à mettre en œuvre une surveillance des couples de sécurité, une vitesse réduite et un arrêt de sécurité dans les 600 ms de tout mouvement rotatif.

Approche conventionnelle ou innovante ?

En début de projet, Mondelēz avait quelques incertitudes quant à la question d’utiliser une solution conventionnelle et efficace ou de passer à une solution ultra innovante sans barrière. La direction de la société a décidé de tester ces deux types de solutions au quotidien dans le cadre d’un projet pilote, puis en a tirer des conclusions.

Accessibilité et visibilité

« Dans la version conventionnelle, la sécurité est essentiellement assurée par les dispositifs à faisceaux lumineux et les clôtures de sécurité. Des exigences particulières étaient appliquées à l’assemblage et à la conception pour des raisons d’hygiène. Bien qu’une telle approche nous permettait d’accroître la sécurité sur l’installation, la solution ne répondait pas totalement à nos attentes pour de simples manipulations », a déclaré Koen Matheussen, Directeur de l’ingénierie à l’usine Herentals.

Les clôtures de sécurité installées impactaient négativement l’accessibilité et la visibilité. Le système de sécurité traditionnel composé d’un certain nombre de clôtures de sécurité et d’un rideau de lumière à la verticale et à l’horizontale, était installé en face de l’ouverture. Les clôtures de sécurité participaient d’une mauvaise visibilité et de faibles niveaux d’accessibilité, tandis que le rideau de lumière à l’horizontale devait être coupé manuellement après chaque démarrage de la commande à 2 mains de vidange du mélangeur, ce qui rallongeait le processus tout en réduisant l’accessibilité.

Conjuguer surveillance et contrôle dans un seul et même système

La solution de sécurité innovante et moderne est basée sur le système de caméras de sécurité en 3D SafetyEYE de Pilz. Le matériel SafetyEYE s’apparente à un petit OVNI. Installées au plafond, les trois caméras intégrées offrent une visibilité sur l’intégralité de l’usine. Il n’y a pas de clôtures de sécurité ni aucun autre dispositif d’obstruction au sol ; le système SafetyEYE utilise des technologies de capteur intelligentes pour surveiller la zone en trois dimensions d’en haut sans aucune zone d’ombre. Une technologie 3D innovante et un logiciel convivial permettent de conjuguer surveillance et contrôle dans un seul et même système.

Clôture de sécurité virtuelle

« En particulier lors de la vidange des machines, des situations dangereuses peuvent se produire sur les pétrins. Si l’opérateur doit se rendre dans le dispositif de mélange pour retirer toute pâte résiduelle ou permettre l’évacuation de pâte, il sera uniquement autorisé de faire tourner l’élément de mélange à vitesse réduite. Si l’opérateur est trop près de l’élément rotatif, il faut l’arrêter sur-le-champ » a tenu à souligner Koen Matheussen. SafetyEYE arrive même à distinguer les différentes tailles de conteneurs utilisés dans le pétrin et réagit en conséquence afin que les mesures de sécurité ne puissent être contournées. S’il n’y a pas de réceptacle à l’avant de la machine et que l’usine est en mode Travail, SafetyEYE autorise une approche sans restriction vers la machine.

Sécurité fondée sur les besoins

Le configurateur SafetyEYE permet la création de zones d’alerte et de détection en fonction des exigences de sécurité et des besoins de chaque application.

Zones d’alerte et de détection

Pour l’application Mondelēz, l’intervention dans une zone d’avertissement configurée (jaune) ne présente pas de danger pour l’opérateur en soi. Toutefois, un témoin et/ou un signal sonore d’avertissement indiqueront que l’opérateur approche d’une zone de sécurité d’intérêt. Après avoir été averti, l’opérateur pourra adapter son comportement parallèlement au fonctionnement courant de la machine. Dans le seul cas où SafetyEYE consigne la violation d’une zone de détection délimitée en rouge, le logiciel de sécurité déclenche une action de sécurité conçue sur mesure : l’usine ou toute partie de celle-ci est mise à l’arrêt et l’entraînement se déplace en mode sécurisé et réduit ; dans le même temps, un témoin d’avertissement s’allume. Pour revenir au mode Production après avoir quitté la zone liée à la sécurité, l’opérateur devra confirmer l’état actuel et activer un redémarrage.

Plusieurs options de réaction

Dans de nombreux cas, les solutions de sécurité conventionnelles réagissent aux interventions dans les zones protégées en mettant toute l’usine à l’état d’arrêt sécurisé. Le redémarrage nécessite généralement beaucoup de temps et de gros efforts. Les zones de détection virtuelles pourront être structurées et définies avec souplesse, permettant ainsi au système SafetyEYE d’offrir toute une série de possibilités de réaction. Les zones définies à l’aide du configurateur SafetyEYE pourront être adaptées et modifiées à tout moment d’un clic de souris. Les liens entre différentes zones et fonctions sont quant à eux facilement mis en œuvre et mis en service ; nul besoin de matériel ou de logiciel supplémentaire.

Evaluation

A l’issue de la phase de test de six mois, l’évaluation finale et la comparaison des deux solutions de sécurité étaient prêtes pour examen chez Mondelēz à Herentals. Conclusions : SafetyEYE offrait un net avantage en termes de maniabilité, de simplicité et de flexibilité.

« À l’issue de la phase pilote, après une évaluation approfondie ainsi que des optimisations et réglages détaillés effectués de concert avec Pilz, ce sont essentiellement nos opérateurs de machines qui ont largement opté pour le système de caméras de sécurité de Pilz », a synthétisé Koen Matheussen.  Après une courte phase de familiarisation, les opérateurs de machines étaient en mesure d’exécuter leurs séquences opérationnelles sans restriction, remarquant à peine le système de sécurité qui veille sur eux d’en haut tel un protecteur

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