Nous vivons à une époque de transformations constantes dans la chaîne de production et dans la façon de faire des affaires. Dans l’industrie 4.0, la soi-disant usine du futur est déjà une réalité. Les avancées technologiques et la numérisation prennent de plus en plus de place et le travail humain se combine avec des technologies intelligentes et disruptives.

Il appartient alors aux entreprises de repenser leurs stratégies et de s’adapter à la « nouvelle » Industrie pour survivre au marché concurrentiel.

Qu’est-ce que l’Industrie 4.0 ?

Industrie 4.0 est le terme utilisé pour désigner la quatrième révolution industrielle. C’est une nouvelle ère où la connectivité, l’automatisation et la technologie de numérisation sont utilisées pour optimiser les processus de fabrication et industriels.

Son grand différentiel est la numérisation des actifs physiques, avec des capteurs intégrés dans pratiquement tous les équipements. Cette numérisation permet une intégration complète de l’ensemble de l’usine.

Par conséquent, il ne s’agit plus d’automatiser un seul processus ou d’investir dans des technologies pour résoudre un problème spécifique. Dans l’Industrie 4.0, le physique et le virtuel se rejoignent complètement pour que tout puisse être mesuré, analysé et optimisé.

Il faut donc préciser que le concept implique toute la chaîne de valeur de l’industrie, et pas seulement les processus de production et de distribution.

Tendances technologiques et 4e révolution industrielle (industrie 4.0)

Les leaders de l’innovation technologique et industrielle reconnaissent que l’industrie 4.0 est composée de tendances clés. Plongeons-nous dans 9 d’entre eux, considérés par certains comme le fondement de l’Industrie 4.0.

Selon certaines études, bon nombre de ces tendances sont déjà utilisées dans le secteur manufacturier et transformeront la production.

Des cellules isolées et optimisées s’intégreront dans un flux automatisé unique, ce qui se traduira par une plus grande efficacité et des changements dans les relations traditionnelles entre producteurs, fournisseurs et clients – ainsi qu’entre la machine et l’homme.

Big Data and Analytics

L’utilisation du Big Data et de l’analyse est nouvelle dans le monde de la fabrication.

Ces outils sont chargés de collecter et d’analyser de grands ensembles de données. Ainsi, à partir des informations obtenues, il est possible d’optimiser la qualité de la production, d’économiser de l’énergie, d’identifier les défaillances au début du processus de production et, par conséquent, d’améliorer les performances des équipements et la qualité de la production.

Dans le contexte de l’industrie 4.0, l’analyse basée sur les données englobe la collecte et l’évaluation d’informations provenant de différentes sources. Exemples : équipements et systèmes de production, systèmes de gestion d’entreprise et de gestion des clients. Ces données, à leur tour, sont essentielles pour prendre en charge la prise de décision en temps réel.

Robots intelligents

L’utilisation de robots intelligents dans les secteurs les plus divers de l’industrie n’est pas nouvelle.

Depuis quelques années, ces robots sont utilisés pour effectuer des tâches complexes. Cependant, avec les progrès technologiques, ils évoluent pour devenir plus autonomes, flexibles et coopératifs.

Finalement, les robots intelligents interagiront les uns avec les autres ainsi qu’avec les humains, apprenant et travaillant en toute sécurité et à l’écoute. De plus, le coût de ces robots sera inférieur et disposera d’une plus grande gamme de fonctionnalités par rapport à ceux utilisés dans les usines aujourd’hui.

Intégration entre les systèmes horizontaux et verticaux

Actuellement, la plupart des systèmes de technologie de l’information dans les entreprises ne sont pas entièrement intégrés.

Les différents départements de l’entreprise communiquent rarement, et même les fonctions de l’entreprise au niveau de l’atelier ne sont pas entièrement intégrées. Même l’ingénierie elle-même – des produits aux usines et à l’automatisation – manque d’intégration complète. De plus, les entreprises, les fournisseurs et les clients sont rarement étroitement liés.

Cependant, avec la mise en œuvre des technologies de l’industrie 4.0, les entreprises, les départements, les fonctions et les ressources deviendront plus cohérents à mesure que les réseaux d’intégration de données évoluent et permettent des chaînes de valeur véritablement automatisées.

Internet des objets industriels

Actuellement, tous les capteurs et machines des fabricants ne sont pas en réseau et n’utilisent pas l’informatique embarquée. Ils sont généralement organisés en pyramides d’automatisation verticales, où des capteurs et des appareils de terrain dotés d’une intelligence limitée et des contrôleurs d’automatisation alimentent un système complet de contrôle des processus de fabrication.

Cependant, avec la mise en œuvre de l’Internet industriel des objets, davantage d’appareils et même de produits inachevés seront enrichis de l’informatique embarquée et connectés via des technologies standard.

De cette façon, les appareils de terrain pourront communiquer et interagir entre eux et avec des contrôleurs plus centralisés selon les besoins. Il sera également possible de décentraliser l’analyse et la prise de décision, permettant des réponses en temps réel.

Simulation

Actuellement, le secteur de l’ingénierie utilise déjà des simulations 3D de produits, de matériaux et de processus de production.

À l’avenir, cependant, ces simulations seront également utilisées dans les opérations d’usine. Ces simulations pourront exploiter des données en temps réel pour refléter le monde physique dans un modèle virtuel, qui pourrait inclure des machines, des produits et des humains.

Les opérateurs pourront tester et optimiser les configurations des machines pour le prochain produit de la gamme dans le monde virtuel avant la version finale dans le monde physique, réduisant ainsi les temps de configuration des machines et augmentant la qualité de la production.

Réalité Augmentée

Les systèmes basés sur la réalité augmentée prennent en charge une variété de services. Exemples : sélection de pièces dans des entrepôts et envoi d’instructions de réparation via des appareils mobiles.

À l’avenir, ces systèmes pourraient fournir aux entreprises des informations en temps réel pour améliorer la prise de décision et rationaliser les opérations. Les travailleurs pourront recevoir des instructions de réparation sur la façon de remplacer une pièce, tout en examinant le système réel qui doit être réparé, par exemple. Ces informations peuvent être affichées directement dans le champ de vision des travailleurs grâce à des dispositifs tels que des lunettes de réalité augmentée.

Une autre application est la formation virtuelle. Grâce aux systèmes de réalité augmentée, il sera possible de créer des logiciels utilisant des environnements 3D réalistes basés sur des données pour former les équipes aux situations d’urgence. Dans le monde virtuel, les opérateurs pourront apprendre à interagir avec les machines et pourront modifier les paramètres pour récupérer les données opérationnelles et les instructions de maintenance.

Fabrication additive

Initialement, la fabrication additive, telle que l’impression 3D, a été mise en œuvre dans les entreprises pour créer des prototypes et produire des composants individuels.

Grâce à l’industrie 4.0, les méthodes de fabrication additive seront largement utilisées dans la production de petits lots de produits personnalisés, offrant des avantages de construction tels que des conceptions complexes et légères.

De plus, ces systèmes seront décentralisés et performants, réduisant les distances de transport et les stocks disponibles. Par conséquent, les dépenses en matières premières et le poids du transport seront également réduits, ce qui rendra les opérations moins chères.

Les données de l’étude estiment que les économies de coûts pouvant être réalisées avec les transformations de l’industrie 4.0 sont de 50 %.

Cloud

La plupart des entreprises utilisent déjà des logiciels basés sur le cloud pour les applications commerciales et analytiques.

Cependant, avec l’industrie 4.0, davantage d’entreprises liées à la production nécessiteront un plus grand partage de données entre les sites et les frontières de l’entreprise. Dans le même temps, les performances des technologies cloud seront améliorées, atteignant des temps de réaction de quelques millisecondes seulement.

De ce fait, les fonctionnalités des machines et les données générées seront de plus en plus stockées dans le cloud. Ce stockage permettra de stocker des informations sensibles de manière plus sécurisée, ainsi que de permettre à davantage de systèmes de production d’être basés sur des données. Même les systèmes qui surveillent et contrôlent les processus pourraient devenir basés sur le cloud.

Cybersécurité

Avec l’augmentation de la connectivité et l’utilisation de protocoles de communication standard, les industries du futur devront investir dans des systèmes et des logiciels industriels capables d’atténuer les risques de fuite d’informations et les menaces à la sécurité numérique.

Par conséquent, des communications sécurisées et fiables, ainsi que la formation du personnel pour traiter les données sensibles et gérer l’accès à l’information seront essentielles.

Avantages de l’industrie 4.0

L’introduction des technologies de l’industrie 4.0 dans les usines n’est pas toujours bon marché. Cependant, il y a des avantages significatifs pour les entreprises à adopter les dernières nouveautés de l’industrie.

Meilleure utilisation des ressources

L’adoption du concept de Lean Manufacturing n’a rien de nouveau dans les entreprises. Cependant, certains soutiennent que ce n’est que maintenant qu’il peut être effectivement mis en pratique.

C’est une méthodologie qui défend l’idée d’éliminer tout type de gaspillage pour augmenter la productivité et optimiser les processus. L’idée est donc de tirer le meilleur parti des ressources disponibles (hommes, machines, équipements, matières premières, etc.).

De plus, les technologies de l’Industrie 4.0 génèrent un grand volume de données, ce qui permet l’application de processus d’amélioration continue à la recherche d’une optimisation presque parfaite.

Réduction des coûts opérationnels

Des études menées par ABI Research et Ericsson estiment que les solutions mobiles de l’industrie 4.0 peuvent générer des économies de coûts d’exploitation de 10 à 20 fois le retour sur investissement (ROI) sur cinq ans.

En outre, la même enquête suggère que les solutions de l’Industrie 4.0 peuvent générer des économies de coûts d’exploitation allant jusqu’à 8,5 %. Pour une usine ou un site industriel, ce montant peut équivaloir à des économies de coûts d’exploitation allant jusqu’à 600 $ par pied carré par année.

Agilité

Adaptés aux technologies qui leur permettent d’effectuer des actions en quelques secondes, les consommateurs sont de plus en plus exigeants et immédiats.

Dans ce contexte, la vitesse de la chaîne de production est l’un des facteurs pouvant influencer la décision d’achat et l’expérience du consommateur.

Selon le rapport “Deliver the CX They Expect: Customer Experience Trends”, seulement 10% des consommateurs pensent que les marques répondent à leurs attentes en matière d’expérience client (CX).

Par conséquent, à une époque d’extrême immédiateté où l’accent est mis sur le consommateur, les entreprises qui investissent dans des technologies capables de réduire le temps de production sans augmenter les coûts ni perdre la qualité du produit final sortent gagnantes.

Réduction des risques

Le facteur humain est crucial dans l’Industrie 4.0. Le secteur manufacturier souffre généralement beaucoup d’accidents, d’indemnités et de poursuites en droit du travail.

Dans ce contexte, la technologie peut être un grand différentiel pour prévenir ces types de problèmes.

Grâce à l’analyse des données et des rapports générés en temps réel, il est possible d’améliorer la gestion de la maintenance des machines et d’avoir un meilleur contrôle sur les activités réalisées par les employés.

Attentes pour l’industrie 4.0

Les projections de MarketsandMarkets estiment que le marché de l’industrie 4.0 atteindra 156,6 milliards de dollars d’ici 2024, à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 16,9 % de 2019 à 2024.

Selon cette enquête, les facteurs à l’origine de cette théorie sont les tendances technologiques, telles que l’exploitation de l’Internet des objets (IoT), y compris les réseaux sans fil et les capteurs pour la collecte de données machine et les permis de maintenance prédictive, ainsi que l’impression 3D, l’intelligence des robots en usine. sol, apprentissage automatique et intelligence artificielle (IA), 5G et jumeaux numériques, entre autres.

La même enquête a en outre conclu que, sur la base des tendances technologiques, le segment IoT sera le principal contributeur à la croissance de l’industrie 4.0 au cours de la période de prévision. L’étude a conclu que les bénéfices potentiels du segment incitaient plusieurs fabricants d’équipements industriels à le mettre en place. Cependant, la capacité de surveiller à distance les actifs de l’entreprise et d’effectuer une maintenance prédictive est la principale raison de son adoption croissante.

La robotique industrielle devrait également être le 2ème contributeur à la croissance de l’industrie 4.0. Selon l’étude, les fabricants se tournent vers l’automatisation en réponse à la pénurie croissante de travailleurs qualifiés dans le secteur manufacturier. De plus, le prix des robots industriels a baissé ces dernières années et est devenu beaucoup plus facile à programmer. En réponse à ce manque de compétences, la tendance est à l’essor de la robotique industrielle, notamment dans les pays développés.

Comment mettre en œuvre les technologies de l’Industrie 4.0 dans les entreprises ?

Les entreprises de fabrication de pointe mettent en œuvre de nouvelles technologies telles que l’IA, l’IdO, les données et l’analyse pour stimuler la croissance et la rentabilité.

Pour assurer leur succès, les leaders de l’industrie doivent aller au-delà du battage médiatique des nouvelles technologies et développer des stratégies prêtes pour l’avenir afin de gérer le changement et de capitaliser sur les opportunités.

Créer un plan stratégique

L’introduction des concepts de l’industrie 4.0 nécessite une planification.

Ainsi, la première chose à faire est de comprendre quels sont les principaux problèmes rencontrés par l’entreprise et quelles sont les meilleures technologies qui peuvent être adoptées pour, petit à petit, résoudre ces problèmes.

Actuellement, il existe plusieurs solutions sur le marché. Cependant, les usines ne devraient miser que sur celles qui peuvent leur fournir un retour sur investissement élevé basé sur les principales douleurs à court terme.

Effectuer une évaluation technologique

L’industrie 4.0 va complètement changer la nature technologique et les écosystèmes informatiques des usines. Cependant, ce changement dépendra, en grande partie, de ce à quoi ressemble déjà cet écosystème.

Par conséquent, en parallèle du plan stratégique, il est nécessaire d’auditer la technologie déjà utilisée par l’entreprise. Cet audit doit inclure tout, des logiciels implémentés (systèmes APS ou S & OP, par exemple), ainsi que tout matériel physique tel que des serveurs, des ordinateurs et même des machines d’atelier.

L’audit technologique pourra donner un aperçu de l’état d’avancement des efforts de numérisation d’une entreprise ou de la position d’une entreprise pour une intégration technologique plus poussée.

Si, par exemple, l’entreprise utilise beaucoup de matériel informatique moderne pour stocker les données de production et les commandes des clients, l’entreprise est susceptible d’être dans une position où les nouvelles technologies peuvent accéder à ces données sans trop d’effort. D’autre part, si l’entreprise fonctionne toujours avec d’anciens serveurs sans connexion réseau, elle aura besoin de nouvelles technologies pour s’adapter à la nouvelle réalité du marché.

Investir dans des projets pilotes

Aussi attrayant qu’il soit de découvrir les nouvelles de la nouvelle révolution industrielle, les dirigeants doivent avoir les pieds sur terre.

S’agissant de technologies à coût élevé, la plupart des entreprises technologiques qui proposent des solutions pour l’industrie 4.0 permettent la réalisation de projets pilotes. Profitez-en pour commencer petit, faire des tests et analyser les premiers résultats.

Si tout se passe bien, n’ayez pas peur d’investir et d’étendre le projet à d’autres secteurs de l’entreprise.

Misez sur la connectivité

Bien qu’il existe de nombreuses variations dans la façon dont le déploiement de la technologie évolue en fonction des besoins exacts de votre organisation, il y a un élément de l’industrie 4.0 qui ne devrait pas être négociable : une connectivité accrue sur l’ensemble de la chaîne de valeur.

Comme il devient essentiel de comprendre les capacités de gestion des appareils existants dans l’entreprise, vous devez également examiner et comprendre comment les systèmes de gestion des appareils IoT se connectent au système de gestion d’entreprise (EMS) de votre installation.

L’EMS est chargé de superviser l’installation dans son ensemble et de contrôler le fonctionnement et l’interaction des différents systèmes. En tant que tel, il est essentiel qu’il communique efficacement avec les systèmes de gestion des périphériques afin que les opérations puissent s’exécuter efficacement.

Ne négligez pas les analyses avancées

Tout comme la connectivité n’est pas négociable, il est également essentiel que les entreprises investissent dans des solutions capables d’extraire des données pertinentes, qu’il s’agisse de prévisions basées sur l’apprentissage automatique, d’analyses de trafic et de prix en temps réel ou d’optimisations automatiques du réseau.

Cette analyse est d’une importance cruciale, car plus les technologies sont mises en œuvre dans les opérations et plus elles s’intègrent à l’informatique des fournisseurs et des clients, plus les opérations de données produiront.

Bien qu’une grande partie de ces données puisse sembler opaque à un planificateur humain, des flux de travail analytiques avancés peuvent garantir que ces données se traduisent en valeur réelle sous la forme de meilleures prévisions et d’une réduction du gaspillage.

Priorité aux options de déploiement basées sur le cloud

Le cloud computing permet de stocker plus d’informations dans des bases de données hautement sécurisées et est une tendance pour les prochaines années.

De plus, la plupart des technologies de l’industrie 4.0 ont des options de déploiement dans le cloud.

Plus les fabricants en apprennent sur les options de déploiement basées sur le cloud et sur la façon dont ils travaillent avec leurs systèmes et processus de l’industrie 4.0, plus ils sont susceptibles de trouver les bonnes options de déploiement pour leurs opérations.

Préparer les équipes pour l’Industrie 4.0

Aucune technologie n’apportera de bons résultats s’il n’y a pas une équipe qualifiée pour l’exploiter.

Par conséquent, les professionnels de l’industrie 4.0 doivent se réinventer. Il sera de plus en plus nécessaire d’avoir des compétences d’analyse et d’interprétation des données.

De plus, vous avez besoin d’une équipe qui s’adapte facilement et apprend rapidement, car les innovations changent constamment et il y a toujours quelque chose de nouveau sur le marché.

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