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La finesse d’exécution réinventée

La finesse d’exécution réinventée

L’Audi e-tron GT quattro entièrement électrique est produite dans l’usine de Böllinger Höfe, à Neckarsulm, en Allemagne. Elle est le produit d’une finesse d’exécution alliée à une production de haute technologie « d’usine intelligente ».

Texte: AUDI AG   Photo: AUDI AG Temps de lecture: 6 min

Deux techniciens Audi assemblent la carrosserie, la batterie, les moteurs électriques et la suspension de l’Audi e-tron GT dans l’usine de production.Deux techniciens Audi assemblent la carrosserie, la batterie, les moteurs électriques et la suspension de l’Audi e-tron GT dans l’usine de production.

La main gantée, une employée caresse avec soin la peinture de la carrosserie de l’Audi e-tron GT quattro entièrement électrique. Son regard accompagne le mouvement. Le véhicule est exposé à une lumière spéciale. La moindre irrégularité sauterait immédiatement aux yeux vigilants des experts Audi lors de leur minutieux contrôle de qualité. Mais il n’y a absolument rien à redire. C’est la dernière étape franchie par l’Audi e-tron GT quattro à Böllinger Höfe : le contrôle final. La peinture, les jointures et les interstices sont examinés à la loupe. Les derniers ajustements peuvent encore être réalisés, au besoin. Avant d’atteindre cette étape, un modèle de série parcourt de nombreux postes. L’usine de Böllinger Höfe, sur le site d’Audi à Neckarsulm, utilise des technologies novatrices spécialement conçues pour fabriquer ce véhicule entièrement électrique.

Wolfgang Schanz, directeur de production à l’usine de Böllinger Höfe d’Audi, explique : « La production de l’Audi e-tron GT quattro – et de sa carrosserie en particulier – est un processus hautement automatisé. Néanmoins, chaque étape de la chaîne de montage recèle une part de travail manuel. Car construire une voiture exige une vraie finesse d’exécution. Nos collaborateurs effectuent ce travail avec un grand souci du détail. » Autre facteur déterminant : l’expérience. « Pour ce modèle, nous nous sommes appuyés sur toutes les compétences artisanales acquises lors de la fabrication de l’Audi R8. Nos collaborateurs vouent la même passion à l’Audi e-tron GT quattro qu’à l’Audi R8. » Car outre la GT entièrement électrique, le site produit également l’Audi R8 depuis 2014. « Dès l’origine, l’usine de Böllinger Höfe a été conçue pour la production en petites séries, en recourant à des processus à la fois flexibles et innovants, poursuit le directeur de production. Ce site offrait donc les conditions optimales pour produire l’Audi e-tron GT quattro. »

Pour permettre la fabrication de ces deux véhicules sur un seul et même site, il a fallu moderniser et agrandir la chaîne de production, qui se distingue notamment par sa flexibilité. Dans le cadre de l’intégration de l’Audi e-tron GT quattro, les points forts du site Audi de Neckarsulm ont été conservés et enrichis de nouvelles compétences dans les domaines de l’électrification, de l’automatisation et de la numérisation.

«Construire une voiture exige une vraie finesse d’exécution. Nos collaborateurs effectuent ce travail avec un grand souci du détail. »

Wolfgang Schanz, directeur de production de l’usine de Böllinger Höfe d’Audi.

Un technicien Audi passe une main gantée sur une Audi e-tron GT nouvellement construite pour la dernière vérification de la qualité de la peinture.Un technicien Audi passe une main gantée sur une Audi e-tron GT nouvellement construite pour la dernière vérification de la qualité de la peinture.

Double fixation et mesure sans corrélation

À l’usine de Böllinger Höfe, la priorité absolue est la production de véhicules de haute qualité et de précision Chaque processus et chaque geste s’inscrivent dans cette intention. L’atelier de carrosserie n’est qu’un exemple de la parfaite symbiose entre finesse d’exécution et technologie de pointe. Différents modes d’assemblage sont utilisés : la soudure par points par résistance, le vissage, le rivetage ou encore le collage. Au cœur de l’atelier se trouve un immense dispositif d’assemblage : la double fixation.

« Un robot assemble les grands composants de la carrosserie et définit ainsi sa géométrie. Dans la construction de carrosserie standard, les installations de fixation sont généralement utilisées en deux étapes. À Böllinger Höfe, nous sommes parvenus à réunir ces deux étapes en une seule et même installation, que chaque carrosserie traverse deux fois. D’où le nom de double fixation », explique Christoph Steinbauer, directeur de l’atelier de carrosserie. « Les panneaux latéraux intérieurs sont assemblés au cours d’une première étape, puis les panneaux extérieurs lors d’une seconde étape. Au cours de cette procédure, dix robots équipés de 32 outils procèdent aux jointures et aux fixations de la carrosserie. Les outils sont échangés automatiquement entre les deux passages, et même pendant les étapes de travail. »

Vue en plongée d’une section de la carrosserie de l’Audi e-tron GT dans la machine cruciale de double fixation.Vue en plongée d’une section de la carrosserie de l’Audi e-tron GT dans la machine cruciale de double fixation.

Une autre étape est consacrée à la mesure sans corrélation, qui marque une vraie avancée par rapport aux précédentes procédures de mesure en ligne. Deux têtes de mesure, pilotées par des robots, vérifient si les dimensions de la carrosserie ont été respectées avec exactitude. Elles contrôlent plus de 400 points de mesure pour chaque carrosserie. Un motif à rayures bleues est créé puis scanné sur chacun de ces points. Le bras du robot se rend ensuite au point suivant. Des caméras saisissent la position exacte des têtes de mesure et les ajustent continuellement. Les données ultra-précises ainsi générées sont utilisées pour réagir le plus rapidement possible aux moindres écarts. Outre ces installations, il existe également deux postes manuels sur la chaîne de montage. Ici, l’homme prend le relais sur la machine : les soudures de précision y sont réalisées à la main. L’expérience acquise dans la production de l’Audi R8 est utile. Les soudeurs qui ont travaillé pendant des années à la conception d’une voiture sport équipée d’un moteur à combustion V10 (consommation combinée* : 13 à 13,6 L/100 km; émissions de CO₂ combinées* : 311 à 297 g/km) entièrement à la main sont maintenant bien équipés pour travailler sur l’Audi e-tron GT quattro.

Un bras robotisé vérifie 400 points sur le cadre d’une Audi e-tron GT pour assurer la précision dimensionnelle. Un bras robotisé vérifie 400 points sur le cadre d’une Audi e-tron GT pour assurer la précision dimensionnelle.

Au montage succède l’assemblage. Des carrossiers chevronnés assemblent les ailes, les portes, ainsi que le capot et le hayon. Durant cette étape de la production, une attention toute particulière est portée à la précision et à la régularité des espacements, ainsi qu’à la qualité des surfaces, car même les plus petites erreurs à ce stade pourraient entraîner des écarts par rapport à la norme désirée. D’où la nécessité d’y accorder le plus grand soin. C’est pourquoi nous faisons appel à l’expertise issue du savoir-faire traditionnel. Un charpentier formé avec un œil attentif et une bonne perception des surfaces est un élément clé de l’équipe. Après avoir été assemblée, la carrosserie est ensuite peinte.

Technicien Audi penché sur le cadre d’une Audi e-tron GT qui utilise ses mains pour vérifier les dimensions exactes des espacements.Technicien Audi penché sur le cadre d’une Audi e-tron GT qui utilise ses mains pour vérifier les dimensions exactes des espacements.

Systèmes de transport autonomes et nouveau rail aérien électrique

Les carrosseries fraîchement peintes de l’Audi e-tron GT quattro sont temporairement entreposées dans des rayonnages situés au sous-sol de l’usine de Böllinger Höfe. Des systèmes de transport autonomes les acheminent ensuite vers la chaîne de montage située au rez-de-chaussée. Ces systèmes s’orientent à l’aide d’une carte de navigation qui présente une image numérique de leur environnement. Deux lecteurs laser à l’avant et à l’arrière sondent les environs, ce qui garantit que chaque système autonome connaît sa position exacte à tout moment. Ces 20 robots intelligents parcourent ainsi chaque jour quelque 23 kilomètres. Non seulement ils acheminent les carrosseries jusqu’à la chaîne de montage, mais servent également de véhicules de transport en début et en fin de ligne de production.À l’usine de 

Böllinger Höfe, l’Audi e-tron GT quattro et l’Audi R8 sont fabriquées sur la même chaîne de montage. Pour coordonner ce processus de production conjointe, le nombre de cycles est passé de 16 à 36. Les experts en logistique chargés des processus chorégraphient soigneusement chaque étape tout en veillant à ce que les composants de chaque modèle arrivent au bon endroit, au bon moment et dans le bon ordre. Pour que cette phase se déroule sans accrocs, toutes les étapes du montage ont déjà été répétées au préalable à l’aide d’une technologie de réalité virtuelle.

Le « mariage » est l’élément central de l’assemblage. Au cours de cette étape, la carrosserie de l’Audi e-tron GT est équipée de batteries, de moteurs électriques et de suspension. Ces grands composants sont placés sur un support de pièce qui est positionné au millimètre près sous la carrosserie, grâce à un convoyeur à rouleaux. La batterie est ensuite vissée sur les composants d’entraînement à l’aide de visseuses autopositionnables et des gestes tout aussi précis de nos employés.

Un système de transport autonome qui conduit une Audi e-tron GT partiellement construite à la chaîne de montage grâce à des capteurs laser.Un système de transport autonome qui conduit une Audi e-tron GT partiellement construite à la chaîne de montage grâce à des capteurs laser.
 

Réalité virtuelle et numérisation 3D

L’Audi e-tron GT quattro est le premier modèle Audi dont la production a été entièrement planifiée sans avoir recours à des prototypes physiques, grâce à une combinaison de facteurs comme la cartographie intérieure tridimensionnelle, les processus d’apprentissage automatique et la réalité virtuelle. Ainsi, les employés ont pu tester et optimiser tous les processus d’assemblage dans des salles virtuelles.

 

«La plupart du temps, la planification des processus d’assemblage s’est faite virtuellement.»

Wolfgang Schanz, directeur de production de l’usine de Böllinger Höfe d’Audi.

Coopération homme-robot et dispositifs d’aide à l’assemblage issus de l’imprimante 3D

Même si la précision et la dextérité manuelles sont essentielles à l’assemblage, des robots y contribuent également, par exemple, pour le montage du pare-brise et de la lunette arrière. Durant cette étape, hommes et machines travaillent de concert, sans la barrière de protection habituelle. C’est ce que l’on appelle la coopération homme-robot. Les collaborateurs placent d’abord la vitre sur un dispositif équipé de récepteurs automatiquement ajustables. Ils cèdent ensuite la place au robot qui applique la colle, puis entrent à nouveau en jeu pour poser la vitre avec précision sur la carrosserie.


L’imprimante 3D facilite également leur mission. De nombreux postes sont équipés de dispositifs d’aide à l’assemblage spécialement conçus pour garantir une ergonomie optimale. Si un collaborateur de l’usine de Böllinger Höfe souhaite suggérer une idée d’amélioration, il lui suffit de contacter directement le centre d’impression 3D. L’équipe d’experts Audi a développé, en collaboration avec une entreprise en démarrage de Berlin, un logiciel permettant de réduire de 80 % les temps de construction des dispositifs de préassemblage. Une simple esquisse suffit généralement pour que la pièce souhaitée soit disponible en quelques heures. Il s’agit d’un grand pas en avant, comme le souligne Wolfgang Schanz : « Nous avons établi de nombreuses nouvelles méthodes, à commencer par la planification des processus d’assemblage qui ont lieu virtuellement, la plupart du temps. Dans l’atelier de carrosserie, nous utilisons un système de mesure sans corrélation. Et les dispositifs d’aide à l’assemblage issus de l’imprimante 3D se sont avérés être des solutions sur mesure optimales pour nos collaborateurs sur la chaîne de montage. »

En associant une production de haute technologie extrêmement flexible à un travail artisanal, l’usine de Böllinger Höfe bénéficie du meilleur des deux mondes : la finesse d’exécution et la technologie d’usine intelligente.

Deux techniciens Audi effectuent le contrôle de qualité final sur une gamme d’Audi e-tron GT de couleurs différentes sur la chaîne de montage.Deux techniciens Audi effectuent le contrôle de qualité final sur une gamme d’Audi e-tron GT de couleurs différentes sur la chaîne de montage.
 

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