Une « microfactory » est une unité de production de petite taille pour de petits produits assemblés et/ou fabriqués d'un volume total ne dépassant pas la centaine de œm3. Son objectif est de mettre en rapport la taille de l'outil de production avec celle des produits fabriqués. En effet, utiliser des systèmes de production de dimensions habituelles conduit à des problèmes difficiles à surmonter (coûts d'investissement et de fonctionnement, artifices de fabrication pour pallier les rapports de taille, réalisation microtechnique de mécanismes macrotechniques…). On cherche alors à concevoir des usines portables, très peu gourmandes en énergie, nécessitant un seul opérateur de conduite et aisément maintenables par remplacement direct des microrobots et micromachines les constituant.
Pourquoi au Japon ? Le concept de microfactory a été introduit en 1990 par les chercheurs japonais du MEL ― Mechanical Engineering Laboratory. Le ministère de l'Industrie et du commerce extérieur du Japon (MITI) a lancé un programme de recherche national « Micromachine » qui a conduit à des prototypes de microfactory au MEL en 1999 et en 2000, à un système d'assemblage pour des produits micro-optiques, à un système de télé-opération des micropièces chez Olympus Optical et à une microfactory utilisant l'usinage électrochimique. Ainsi, le Japon a été précurseur dans le développement des microsystèmes de production à la fois dans les laboratoires et dans les entreprises, cela avec le support de l'État. L'objectif de la mission était d'en faire le point après plus de 10 ans de travail. Elle était co-organisée par le RTP microrobotique.
La situation constatée Les laboratoires qui ont eu une activité liée à la microfactory sont l'AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ex-MEL) et le laboratoire du Professeur Nakao à l'université de Tokyo. Les autres laboratoires n'ont pas été directement impliqués dans des programmes de recherche sur ce domaine, même si leurs champs d'activités auraient pu y contribuer. Ils n'ont pas indiqué cependant d'intentions futures dans ce sens. En revanche, les trois entreprises visitées (Technical development center d'OLYMPUS OPTICAL CO. à Tokyo, SANKYO SEIKI MFG à Ina, SEIKO INSTRUMENTS INC. à Chiba) ont été très actives et poursuivent actuellement des travaux. Le projet national « micromachines », terminé en 2000, n'a pas eu de suite, ce qui a conduit les laboratoires à arrêter la recherche. Les entreprises, par contre, poursuivent des développements sur la « minifactory » plutôt que sur la microfactory, car elles ne disposent pas d'offres technologiques pour la réalisation de systèmes efficaces et productifs à l'échelle du micromonde. Concernant les minifactories, les secteurs visés sont ceux des produits hautement techniques actuellement assemblés à la main sans y associer un besoin de productivité important. Le créneau de la production de masse avec des microfactories pour des produits actuellement assemblés ou fabriqués par des systèmes de production automatisés de grande taille n'est pas une perspective intéressante pour les entreprises visitées. Un consortium japonais, constitué de 13 entreprises et laboratoires, dont l'AIST, et dans lequel l'entreprise SANKYO est leader, a été créé. Il ne nous a pas été possible d'avoir des informations claires sur la nature exacte de ce projet. Cependant, il semblerait qu'il consiste en la réalisation d'une minifactory d'assemblage et de traitement, composée de postes de travail modulaires de 50 cm de largeur et de profondeur sur 1 m de hauteur qui peuvent être assemblés ou désassemblés assez rapidement. Du fait de la nature de certains traitements chimiques et par quelques recoupements avec des activités liées aux MEMS, nous pensons qu'un des objectifs stratégiques est la réalisation d'unités de production flexibles et modulaires intégrables dans des salles blanches. Mais, de façon générale, il n'y a pas de volonté de dépasser le cadre de la miniaturisation des systèmes de production pour entrer dans le domaine des microsystèmes de production, intégrant les caractéristiques physiques du micromonde. Probablement le développement de micro-objets (à base de MEMS) pourrait être un moteur pour le développement de microfactories.
Exemple de réalisation de l'AIST
Exemple de réalisation du laboratoire du professeur Nakao
Exemple de réalisation de la société OLYMPUS
Philippe Lutz
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