Source : Visiativ.
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 à se doter des derniers outils technologiques, tous connectés en réseau via Internet et le Cloud. Cette nouvelle révolution industrielle, souvent qualifiée de « quatrième révolution », tend à redéfinir profondément les processus de fabrication et de gestion.
Dans l’usine nouvelle, l’idée est ainsi 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 forte 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.
Cette transformation numérique de l’industrie vise à faire émerger un modèle d’usine connectée, intelligente et réactive. En numérisant l’ensemble de la chaîne de valeur, il devient alors possible de réduire les temps de réponse et d’améliorer la traçabilité.
Les composants de l’industrie 4.0 : de quoi parle-t-on ?
Avant toute chose, une définition claire de l’industrie 4.0 permet de comprendre les enjeux de cette transition technologique et organisationnelle.
Elle 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. À ce titre, les nouvelles technologies permettent d’accompagner cette mutation. Quelques exemples :
- 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. Éloigné 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. À noter que le choix des matériaux contribue à la performance globale du processus de fabrication connecté.
- 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 (ou AR pour 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 (Cyber physical systems ou 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.
- Enfin, le recours au machine learning permet, par exemple, d’anticiper les défaillances machine, d’optimiser les plannings de maintenance et de faire évoluer dynamiquement les paramètres de production selon les conditions réelles. Intégré aux processus industriels, le machine learning devient un outil clé de la prise de décision, en tirant parti des volumes massifs de données générés chaque jour par les équipements connectés.
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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.
Chaque nouveau projet industriel doit désormais intégrer dès sa conception une logique de connectivité, d’optimisation et de traçabilité.
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.
Grâce à l’usine connectée, chaque machine et chaque poste de travail devient un nœud intelligent au sein d’un réseau de production unifié.
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.
À 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, etc. La réactivité et la prise de décision stratégique n’en sont que meilleures.
Nous entrons dans une ère où l’agilité industrielle devient aussi importante que l’innovation produit.
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. Finalement, les procédés sont simplifiés, la prédiction améliorée et la chaîne de production optimisée de A à Z.
L’industrie 4.0 incarne pleinement la transformation numérique du secteur industriel, en intégrant données, automatisation et interopérabilité au service de la performance.