L'industrie 4.0

L'expression « Industrie 4.0 » désigne la quatrième révolution industrielle,
succédant aux trois phases d'évolution majeures qualifiées de révolutions :
la mécanisation, l'industrialisation, l'automatisation...

Domotique Tunisie - Industrie 4.0

La quatrième révolution est celle des ressources interconnectées et communicantes et de l'analyse des données. Industrie 4.0 est une révolution technologique par laquelle Internet est appelé à remplacer les bus industriels pour interconnecter les machines et équipements.

Les objets communicants (Internet des objets), en l'occurrence des ébauches de pièces ou de la matière première (smart materials) vont dialoguer avec les machines et leur indiquer quelles transformations, traitements ou tests ils doivent subir.

Les machines du processus de production ne sont plus pilotées à partir d'une centralisation (supervision ou simplement planning de production), mais seront configurées et pilotées par les objets qui se présentent à elles. Chacun de ces "objets" emportant avec lui les informations le concernant.

Chaque objet est en principe déjà  commandé et les informations qu'il véhicule incluent sa destination finale ; dans quel véhicule précisément cette pièce sera montée, quel individu doit le recevoir en livraison, quelle boutique de vente est destinatrice, etc.

La force de ce modèle est de rendre la production unitaire possible à des conditions économiquement viables, ce qui est convergent avec l'idée de "production de masse de produits uniques".

L'industrie 4.0 : une révolution tranquille, en profondeur, à l'heure digitale. Les technologies de l’industrie 4.0 débarquent déjà !

Industrie 4.0

La 4ème révolution industrielle allemande.

Germany Trade & Invest présente fièrement son nouveau court-métrage sur Industrie 4.0, la 4ème révolution industrielle allemande. Une révolution qui promet de marier les mondes de la production et de la connectivité réseau dans un «Internet des objets» faisant de l'initiative stratégique allemande «INDUSTRIE 4.0» une réalité.

L’émergence de l’Industrie 4.0 amène les chefs d’entreprise à remettre en question leurs modèles d’affaires et impose deux défis majeurs.

L’usine intelligente met en œuvre des machines et systèmes interconnectés, collaborant au sein des usines et entre elles, mais aussi avec tout l’écosystème (fournisseurs, partenaires, clients…). Internet des Objets, Big Data, réalité augmentée ou Cloud sont à la manœuvre.

♦ La conjoncture aujourd’hui est plus favorable, grâce à une convergence des technologies comme le cloud, le Big Data, l’Internet des Objets ou IoT (pour Internet of things), les cobots (contraction de collaborative robots) ou la réalité augmentée.

♦ Depuis dix ans, l’automatisation est devenue l’une des préoccupations des systèmes informatiques. Autant d’occasions de répondre aux attentes des industriels pour augmenter la productivité et la qualité de la chaîne, tout en diminuant les besoins en formation.

♦ Le concept a été développé pour la première fois à la foire de Hanovre en 2011 puis au salon CeBIT en 2013. Pour l'essentiel, il s'agit de repenser l'organisation des moyens de production, autour d'une nouvelle génération «d'usines intelligentes» (« Smart Factory »). Elles se caractérisent par une adaptabilité élargie et par une allocation plus efficace des ressources.

L’automatisation de l’usine intelligente passe par l’intégration de technologies comme l’Internet des objets : capteurs, senseurs et mécanismes (comme La technologie des roulements intelligents SKF Insight testée dans les secteurs ferroviaire et éolien)*; captant et envoyant des informations (température, taux d’humidité, usure, mouvements, pression…). Des informations envoyées en continu à un logiciel, soit pour déclencher une action (adaptative, corrective ou nouvelle), soit pour les soumettre à des algorithmes afin de détecter des anomalies ou synthétiser des tendances facilitant une prise de décision humaine ou le déclenchement d’une action sur une machine.

*(comme La technologie des roulements intelligents SKF Insight testée dans les secteurs ferroviaire et éolien). Cette technologie utilise des capteurs sans fil intelligents, auto-alimentés dans le roulement SKF afin de fournir des données de maintenance conditionnelle instantanées via Internet. Elle est actuellement testée dans des projets pointus des secteurs ferroviaire et éolien. L'application d'algorithmes mathématiques de gestion de l'état des roulements aux données fournies par SKF Insight offre une approche adaptative de la maintenance. Alors que la maintenance conditionnelle traditionnelle détecte les défaillances des roulements, SKF Insight repère les conditions de fonctionnement anormales pouvant provoquer des dommages. Des mesures peuvent alors être prises pour les éviter.

♦ C’est ici qu’intervient, le Big Data pour analyser de très gros volumes d'information et en soumettre le résultat soit à des modèles statistiques, soit à des logiciels pour en explorer les résultats et prendre des décisions. Ainsi, l’analyse en temps réel des informations provenant des machines en usine favorise la détection d’anomalies ou la probabilité d’un incident imminent dans le cadre d’une maintenance prédictive. De quoi réduire l’indisponibilité de l’outil de production par une intervention préventive ou un remplacement planifié.

♦ Le cloud apporte souplesse et flexibilité. En effet, il offre à l’industriel une puissance de calcul illimitée. Il ne paie que les ressources réellement utilisées. Pour recevoir, stocker et analyser les données Big Data, inutile d’acheter de gros serveurs et des équipements de stockage à installer, paramétrer et maintenir. Côté cybersécurité, ces informations sont sécurisées lors du transit et pendant leur stockage par un chiffrement de haut niveau (avec audits des certifications industrielles). En outre, les datacenters modernes proposent une liaison de télécommunication dédiée directement connectée à l’usine ou l’entreprise.

♦ Les spécialistes de la robotique développent des robots collaboratifs ou cobots. Conçus pour réaliser des tâches en interaction avec l’homme, ils prennent en charge les tâches répétitives. Les employés consacrent ainsi plus d’attention aux tâches à valeur ajoutée. Dotés de “mains” (ou mécanismes de préhension), de caméra et de capteurs, ils réalisent les tâches avec une bonne flexibilité d’adaptation. Bientôt, l’intelligence artificielle leur permettra d’apprendre à modifier leur comportement selon les situations.

♦ S’appuyant le plus souvent sur les cobots et les capteurs, la réalité augmentée apporte une visualisation mêlant réel et virtuel. Les solutions de réalité virtuelle analysent les images ou détectent les mouvements, et corrèlent le tout avec les informations de capteurs divers. Concrètement, pour réparer un moteur posé sur un axe (ou en finaliser le montage), l’opérateur voit sur l’écran toutes les étapes à réaliser, dessinées sur le moteur en question, filmé en direct. Un simple toucher sur l’écran permet de passer à l’étape suivante. Et le logiciel peut même analyser le résultat et alerter l’opérateur en cas de problème. Mieux encore, il peut indiquer où se trouvent les pièces à utiliser au fur et à mesure, avec suivi du bac où elles se trouvent en cas de déplacement.

♦ Enfin, pour orchestrer l’ensemble une intégration des divers logiciels d’informatique industrielle et d’informatique traditionnelle s’avère indispensable. Outre celle entre logiciels “industriels”, comme relier une solution d’analyse énergétique avec la consommation d’une machine pour adapter les meilleurs paramètres en fonction de l’environnement (météo, heure du jour, etc.) ou détecter des anomalies de consommation. Par exemple, le progiciel de la relation client signale des anomalies, suite à l’analyse de sentiment de réseaux sociaux peut mettre en avant un problème récurrent. En lien avec le logiciel des machines, il peut alors analyser toute la chaîne et suggérer ou recommander d’éventuelles améliorations ou modifications.

♦ Voici quelques exemples de ce que peut produire la combinaison de toutes ces technologies. Toutefois, nous ne sommes qu’à l’aube de ces évolutions, et l’explosion de startups technologique en lien avec l’industrie devrait dynamiser fortement cette ère naissante de l’industrie 4.0.

♦ L'industrie 4.0 serait donc liée à la transformation digitale, incluant l'IT, matériels et logiciels, permettant aux entreprises de créer un intégration sans couture des process entre la conception des produits, la planification et l'ingénierie de la production et son exécution, jusqu'au support et recyclage du produit. Autant de domaines qui tirent l'innovation (Légende : Comment est perçue l'Industrie 4.0 ? Source IDG Connect - Siemens).

♦ Traditionnellement, la fabrication a longtemps été séparée de l'informatique régissant l'administratif et le commercial. On le déplore depuis plusieurs années déjà. Mais aujourd'hui, ce n'est plus soutenable. Du fait de la transition numérique, les nouveaux process de fabrication exigent un mixage des compétences entre ingénierie, fabrication et technologies de l'information. Selon l'enquête Siemens, ce serait déjà le cas dans 66% des organisations.

♦ « Cette 4ème révolution industrielle a un impact fort, y compris sur les politiques des Etats », observe Moundir Rachidi, directeur associé du cabinet Boston Consulting Group (BCG) en charge des opérations de l’ICO (Innovation center for operations) qui a été ouvert sur le plateau de Saclay en octobre 2016. Selon lui, une ère nouvelle s'ouvre, « celle des usines visant à produire au plus près des stocks ou des matières premières, avec un retour à production plus locale, plus proche et mieux adaptée aux consommateurs, et avec des produits plus spécifiques, 'customizés' ».

♦ Deux paramètres prédominent, selon lui: la connectivité et les machines intelligentes (robots, drones, chariots mobiles, etc.) La connectivité s'impose toujours plus entre machines et objets hétérogènes. Elle est liée à une collecte systématique des donnés, que l'on peut toujours analyser si nécessaire.

♦ Cette révolution, explique Moundir Rachidi, inclut la réalité augmentée mais également l'internet industriel (avec de nouveaux types de capteurs), le Big data, l'analytique et ses algorithmes; ainsi que les outils de simulation en 3D (cf. le PLM ou concept de jumeau numérique), la digitalisation et intégration de la donnée, et enfin les plateformes Cloud et la cyber-sécurité.

technology-innovation

Le contexte de l'Industrie 4.0

« C'est la première fois dans l'histoire que l'on voit autant de sociétés dans des domaines très divers - autour de la production manufacturière - converger vers des 'roadmaps' technologiques aussi innovantes », nous déclarait en janvier Wolfram Jost, CTO de l'éditeur allemand Software AG, très impliqué dans la plateforme Industry 4.0 du groupe Bosch, susceptible d'accueillir tout un pan de l'écosystème industriel, y compris des compétiteurs. Techniquement, elle repose sur la technologie 'in-memory' de SAP HANA.

our-operations

Le périmètre de l'Industrie 4.0

Cette nouvelle ère de l'Industrie 4.0 présente de nombreuses similitudes avec les révolutions antérieures: les nouvelles technologies ne suppriment toutes celles d'un passé récent qui ont déjà automatisé et rationalisée les flux de travail jusqu'ici fragmentés et pilotés manuellement. L’industrie 4.0 est fondée sur des équipements et usines modernes, ultra-connectés, et numérisés qui permettent non seulement une interconnexion de leurs machines, leurs départements au sein du site de production mais aussi une communication continue et instantanée entre les usines et les autres services (à l’extérieur) intégrés dans la chaîne de production et de l’approvisionnement.

Top