I/Qu’est-ce que l’industrie 4.0 ?
1/Concept et origine de « l’industrie 4.0 »
Concept mis en évidence pour la première fois au Salon de la technologie industrielle à Hanovre en 2011, on parle d’industrie 4.0 pour faire référence aux trois premières révolutions industrielles.
La première a eu lieu au XVIIIe siècle après l’invention des machines à vapeur, permettant la production mécanisée. L’arrivée du réseau électrique a permis l’essor de la seconde révolution industrielle à la fin du XVIIIe siècle. Enfin, l’automatisation de la production au XXe siècle a débouché sur la troisième révolution.
L’idée derrière l’industrie 4.0 est celle de retourner la tendance de la mondialisation à l’avantage des industries européennes en encourageant les usines de se doter des derniers outils technologiques, tous connectés en réseau via internet et le Cloud.
Dans l’usine nouvelle, l’idée est de mettre l’usine au service de l’opérateur, et non plus l’opérateur au service de l’usine. L’humain étant le facteur central de ce plan, tout est mis en œuvre pour améliorer l’ergonomie, la productivité et la sécurité de chaque poste. L’évolution des méthodes de production ayant amené l’opérateur à devoir remplir toujours plus de procédures, l’objectif de l’usine ultra-connectée est de dématérialiser toutes ces phases, afin que l’humain soit centré sur les taches à fortes valeur ajoutée. Pour cela, chaque machine sera connectée et communiquera avec le réseau, et les informations seront transversalisées pour être distribuées entre les différents services. L’information se diffusera de manière fluide et efficace depuis le client à partir de son bon de commande, en passant par toutes les étapes de la fabrication, jusqu’à l’expédition du produit fini.
2/Les composants de l’industrie 4.0 : de quoi parle-t-on ?
L’industrie 4.0 fait référence à la convergence des technologies numériques et des techniques de production industrielle. Plus qu’une révolution, il s’agit d’une évolution des équipements existants qui sont améliorés et placés au cœur d’un réseau, au sein duquel toutes les informations sont partagées. A ce titre, les nouvelles technologies permettent d’accompagner cette mutation.
-L’internet des objets (IOT – Internet Of Things) et sa dimension intelligente, constituent une force novatrice : essor de nouveaux produits en tant que services, transformation d’un business model et nouvelles perspectives de marché.
-La fabrication additive ou impression 3D est un procédé de fabrication rapide et évolutif. Eloigné des standards traditionnels, il s’adapte parfaitement à la production de petites séries pour lesquelles il se révèle très compétitif. Il permet également la réalisation de pièces complexes en réduisant le nombre d’étapes intermédiaires. Qu’il s’agisse d’un prototype, d’une pièce sur mesure ou d’un élément de personnalisation, l’impression 3D accélère la conception et sécurise la production.
–Le COBOT (contraction de Collaboratif et Robot) : avancée notoire pour les collaborateurs de l’industrie 4.0, ce robot industriel facile à programmer endosse le rôle d’assistant-opérateur, remplaçant généralement le bras humain pour des tâches simples et répétitives. Pour l’entreprise, le COBOT améliore la précision, l’efficacité, la sécurité sur les postes de travail … et la productivité.
- La réalité augmentée (AR – Augmented Reality) consiste à superposer un contenu virtuel 3D sur la réalité. Affichant les informations essentielles en production, le procédé permet à l’opérateur de visualiser le déroulement en temps réel d’une procédure, et de la réaliser vite et bien. Véritable synergie entre terrain et numérique, la réalité augmentée constitue un véritable atout pour gagner en qualité et en productivité, tout sécurisant les processus.
- La simulation des procédés, à l’aide de logiciels d’analyse, permet quant à elle de repérer les meilleures options concernant la production ou l’entretien des machines, et par conséquent l’optimisation des actifs.
- La Maquette numérique ou jumeau numérique permet la réalisation de plusieurs tests avant que le premier prototype d’un produit, ou la première mise en production d’une ligne industrielle ne soient réalisés … un moyen itératif de gagner du temps sur les différents designs d’une pièce, et faciliter la mise en service d’un processus avant production.
- Les systèmes Cyber Physiques (CPS en anglais) visent à ajouter des fonctionnalités supplémentaires aux éléments physiques dans un but de contrôle et de pilotage des processus. Ils constituent des éléments clés de la chaîne d’informations.
Le Big DATA Industriel, enjeu incontournable de l’Industrie 4.0 est une technologie puissante d’analyse des données en temps réel, qui permet de suivre la production et la qualité de manière très précise pour prendre les meilleures décisions avec réactivité. Son évolution vers le «Smart data » avec la généralisation de l’intelligence artificielle, devrait contribuer à une significative avancée de la maintenance prédictive.
3/Quelles applications pour l’industrie 4.0 ?
Les applications de l’industrie 4.0 servent la simplification des processus d’approvisionnement, de fabrication et de production, tout en réduisant les coûts, dans un contexte complexe. De la stratégie paperless de l’entreprise à l’introduction de l’internet industriel des objets, elles sont très diversifiées, mais convergent toutes vers un gain de productivité.
Dans un premier temps, on pense à la dématérialisation globale des documents de l’entreprise, qui s’inscrit logiquement dans le cadre de la stratégie de digitalisation industrielle. Associée à une solution GED (Gestion Électronique des Documents) ou ECM (Enterprise Content Management) pour les stocker et les partager permet plus de transparence, moins d’erreurs et un travail collaboratif : les gains en temps et en argent sont significatifs.
L’internet, lorsqu’il est associé aux nouvelles technologies, joue également un rôle majeur dans l’industrie 4.0. L’internet Industriel des Objets, variante de l’IOT, implique la captation des données en temps réel pour la surveillance des machines. A ce titre, certains procédés de contrôle, dotés eux-mêmes d’une Intelligence Artificielle, confèrent aux machines qui en sont équipées, des fonctionnalités d’auto-analyse de leurs données : nécessité d’entretien, évaluation de la qualité des pièces en cours de production, signalement de dysfonctionnements éventuels, … La réactivité et la prise de décision stratégique n’en sont que meilleures.
On peut aller encore plus loin en embarquant partenaires, clients et fournisseurs ! En effet l’intégration de réseaux informatiques tels qu’un extranet, un EDI (Electronic Data Interchange) ou même une plateforme web transactionnelle, permet une communication optimale et constitue une véritable synergie avec les technologies 4.0. Par exemple, dans le cadre d’un suivi d’utilisation, les produits connectés à des capteurs émettent une alerte, en cas de dysfonctionnement ou de nécessité de maintenance, directement envoyée au client.
La liste des possibilités est encore longue. Ce qu’il faut retenir est que l’ensemble des applications inhérentes à l’Industrie 4.0 s’appuie sur la capture et l’analyse de données en temps réel, combinées à l’Intelligence Artificielle et les nouvelles technologies. Au final, les procédés sont simplifiés, la prédiction améliorée et la chaîne de production optimisée de A à Z.
II/Enjeux et perspectives de l’usine du futur
1/Pourquoi l’industrie 4.0 est-elle essentielle à mon entreprise ?
L’enjeu majeur de l’évolution digitale de l’entreprise vers l’Industrie 4.0 est lié à la notion de continuité numérique. Il s’agit à ce titre, d’être capable d’exploiter en temps réel les données d’un produit, au cours de son cycle de vie. Une exigence qui suppose de préserver la chaîne de valeur de la conception à la maintenance chez le client, en maîtrisant des flux de données croissants quelle que soit la complexité du produit. Le moyen : disposer de la bonne information, au bon moment, afin de prendre des décisions factuelles et pertinentes. Bénéficier d’un accès fluide à l’information, et partagé par tous, représente le minimum vital pour y parvenir !
En effet, en désilotant les flux de communication et en favorisant un travail collaboratif, l’entreprise possède des avantages synergiques notoires pour s’adapter au marché et aux besoins des clients. Il s’agit en effet de pouvoir piloter la production en mode « agile, flexible et réactif » pour accélérer la conception, être plus efficient en production et améliorer la qualité. Ainsi les gisements de valeur sont plus facilement identifiés, et les nouvelles perspectives commerciales bien mieux exploitées.
Il faut également garder à l’esprit que c’est le développement continu des nouvelles technologies qui permet cette continuité numérique … et l’impose par la même occasion. Il a en effet conduit à des solutions aussi puissantes que user friendly, et surtout toujours plus économiques ! Si bien qu’aujourd’hui, l’avantage concurrentiel qu’elles proposent est tel, que leur utilisation pourrait devenir « inévitable», pour des raisons évidentes de compétitivité, de productivité et … de rentabilité ! Pour rester dans la course, le passage à l’industrie 4.0 est donc incontournable.
