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L’industrie 4.0 n’est pas un phénomène de mode. Elle est devenue une stratégie à part entière permettant aux sociétés industrielles d’augmenter leur productivité et de devenir plus compétitives. Cette stratégie repose sur une transformation numérique de l’atelier mais également de l’entreprise toute entière. Pour ce faire, celle-ci devra reposer sur une plateforme numérique solide et performante, répondant à cinq grandes tendances qu’il est essentiel de prendre en compte pour réussir sa transformation digitale.
Le cabinet d’études IDC prévoit que les technologies grand public aideront l’usine de demain à être plus efficace, plus agile et plus productive. Ces technologies vont de l'utilisation de la réalité augmentée pour explorer virtuellement la conception d'une machine avant sa construction, à la possibilité pour les opérateurs d'interagir verbalement avec des machines en utilisant les technologies de commande vocale, en passant par les outils de mobilité déjà disponibles dans le commerce ou encore le monitoring de l’outil de production à l’aide de multiples capteurs.
Qu’est-ce qu’une plate-forme numérique ?
L’industrie 4.0 – ou Industrie du futur telle qu’on la nomme en France – n’est pas une simple accumulation de technologies ou de capteurs. Pour continuer à optimiser la chaîne de valeur de la fabrication, les opérations doivent rassembler d’importants volumes d’éléments disparates dans un environnement cohérent et connecté. C’est là qu’entre en jeu la plateforme numérique. Celle-ci sert de lien entre ces éléments disparates. Elle se compose de technologies, de machines et de systèmes connectés – et de personnes qui interagissent avec ces équipements et systèmes – pour répondre aux nouvelles attentes des consommateurs en matière d'efficacité, de qualité et de personnalisation. La plateforme numérique recueille et analyse l'information provenant de chaque processus d'une usine. Elle crée ainsi un fil conducteur numérique qui permet de suivre un produit du début à la fin de sa fabrication et au-delà. La plateforme numérique connaît une expansion significative et répond à cinq tendances clés qu’il faut identifier et utiliser afin de réussir la transformation numérique de l’entreprise.
1. La Blockchain, un élément incontournable pour coordonner et sécuriser les données
Face à la densité des données transitant dans l’atelier 4.0, la Blockchain s’impose de fait. Cette technologie étend le fil numérique et a le potentiel de transformer complètement la chaîne d'approvisionnement, car elle crée un registre sécurisé et immuable des transactions qui peut être consulté et vérifié par tous les intervenants à tout moment.
Parce qu’elle répond aux enjeux de transparence et de traçabilité, la Blockchain promet des applications très variées, notamment dans le secteur de la logistique où elle permet de coordonner et rationnaliser les processus en temps réel.
De plus en plus d'entreprises déploient une blockchain. L’une des plus importantes entreprises américaines spécialisée dans la grande distribution, par exemple, exige désormais que les fournisseurs téléchargent leurs données sur les fruits et légumes dans une chaîne de blocs sur une période d’un an pour permettre la traçabilité de bout en bout des produits depuis la ferme où ils ont été cultivés. Les pilotes montrent que le temps qu'il faut à l'entreprise pour retracer un produit alimentaire d'un magasin à une ferme a été considérablement réduit, passant de 7 jours à 2,2 secondes ! Ainsi, cette entreprise peut gérer plus efficacement les questions de contrôle de la qualité, comme les maladies d'origine alimentaire.
La blockchain peut être considérée comme un complément naturel à l'Internet des objets (IdO) car il s'agit d'accéder aux données et de les sécuriser. Au fur et à mesure que la Blockchain s’impose dans l’industrie, les fabricants intègrent de plus en plus d’appareils connectés et étendent leur plate-forme numérique.
2. Machine Learning / IA : donner les moyens à la machine d’apprendre par elle-même
Le machine Learning et l'intelligence artificielle aident les fabricants à relier des éléments disparates à la plate-forme numérique. Ces technologies automatisent essentiellement la prise de décision autour des données. Historiquement, l'analyse diagnostique dans les opérations industrielles exigeait des experts en données ayant une connaissance approfondie de l'application spécifique. Il fallait parfois des semaines, des mois ou même des années à ces experts pour comprendre et modéliser le système. Ce n'est plus le cas avec les nouvelles capacités d'apprentissage machine et d'IA. Les machines apprennent d’elles-mêmes en fonction des paramètres de production et de l’environnement industriel du process. Désormais, il n’y a plus besoin d’experts en données pour prendre rapidement des décisions stratégiques qui s’imposent en matière de production.
Le machine Learning peut en effet être utilisé pour tirer des analyses puissantes de l’automatisation en recueillant les informations des capteurs et en détectant les modèles et les anomalies. À partir de ces informations, il est possible de prendre les mesures qui s’imposent : recourir à une intervention humaine ou modifier les paramètres de fonctionnement. Les clients peuvent être plus confiants dans la prise de ces décisions critiques basées sur ces informations.
3. Mobilité et télésurveillance : joindre l’efficacité à la rapidité d’intervention
L'une des plus grandes évolutions de rupture dans l'automatisation industrielle est sans aucun doute l'effondrement des frontières entre les technologies de l'information et de la communication, rendu possible par la mobilité et le Cloud.
Les nouvelles applications mobiles connectent les opérateurs de l’usine de manière transparente sur place ou à distance via les Smartphones ou les tablettes numériques. En cas d’alerte sur une machine, l’opérateur peut utiliser l'application pour contacter le spécialiste, quel que soit l’endroit où il se situe.
Les services connectés aident les entreprises à maximiser leur utilisation de la connectivité et des données de production, en particulier dans le cadre d'initiatives d'amélioration continue. Les services comprennent la formation et le soutien supplémentaire des équipes internes, par exemple par le biais de la télésurveillance.
De nouveaux services à distance ont aidé un client de pipeline à dépanner et à remettre en service un de ses puits dans les 5 minutes qui ont suivi le déclenchement hors service d'un de ses puits. Cela a permis à l'entreprise d'économiser au moins six heures de dépannage – des économies importantes compte tenu des temps d'arrêt peuvent coûter entre 100 000 $ et 300 000 $ par jour à l'entreprise.
4. Réalité augmentée : modéliser l’usine pour mieux la concevoir
Les systèmes virtuels représentent des processus, des produits ou des services exploités dans le monde physique sous la forme de modèles de données spécifiques. Les « digital twins » ou jumeaux numériques déploient ces modèles numériques pour transformer les données des capteurs physiques en valeur business. Concrètement, cela permet aux opérateurs de tester les systèmes avant leur construction, d’anticiper la maintenance et les opérations logistiques, d'évaluer les changements avant qu'ils ne soient effectués et de valider les performances au moment de l'exécution.
Les jumeaux numériques et autres formes de réalité augmentée apportent de la valeur tout au long du cycle de vie de la production industrielle, y compris la formation, la conception, les essais, la mise en service, les opérations et la résolution des incidents. Les jumeaux numériques sont entièrement modulaires. Ils permettent d’adapter facilement la production aux exigences de la direction commerciale et/ou opérationnelle. En outre, les jumeaux numériques favorisent l'agilité et l'innovation.
5. Assistant vocal : pour un pilotage de production simple et rapide
Avec l’industrie 4.0, on exige que les données s’affichent de manière claire, au bon moment, de façon à pouvoir agir lorsque c’est nécessaire et être le plus réactif possible. L'accès à des données en temps réel, contextualisées et pertinentes pour l’opérateur apporte une linéarité dans l’environnement de l’atelier et une meilleure productivité.
Par exemple, les logiciels de reconnaissance vocale, les commandes en un seul clic et l'Internet des objets créent de grandes attentes quant à la facilité avec laquelle l’opérateur gère sa production, aussi facilement qu’il surveille sa maison avec un assistant vocal que l’on trouve aujourd’hui sur le marché. Si l’investissement est naturellement plus important que pour un usage particulier ou familial, il est dès à présent possible pour un industriel de profiter pleinement de l'Internet industriel des objets et d'en récolter les fruits.
Publié 10 octobre 2019
