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LE GUIDE DE FABRICATION ULTIME

L’industrie 4.0

L’industrie 4.0 fait référence à une interconnexion intelligente et guidée par les données de machines et de processus à l’aide d’une technologie de l’information en constante évolution.

Grâce à l’industrie 4.0, nous entrons dans une nouvelle ère de la production de biens et des flux de processus. Les machines prennent des décisions de manière indépendante, les produits sont améliorés par les technologies, et les informations sont échangées en temps réel.

Quels sont les avantages et les défis pour les usines, les villes et les bâtiments intelligents ? Quelles étapes devriez-vous franchir sur la voie de l’industrie 4.0 ? En savoir plus.

 

Qu’est-ce que l’industrie 4.0 ?

L’industrie 4.0 représente la quatrième révolution industrielle ; elle intègre plus que la simple fabrication de produits dans les usines. Après la troisième révolution, qui a vu l’arrivée des ordinateurs et de l’automatisation dans les sites de production, l’industrie 4.0 va encore plus loin et concerne désormais, entre autres, les villes, les bâtiments et les réseaux intelligents. L’objectif est de permettre aux ordinateurs de prendre des décisions de manière indépendante concernant le processus de production ou de prendre des mesures de façon proactive, sans intervention humaine. Pour ce faire, les machines, les processus et la production de biens sont interconnectés de manière intelligente, à l’aide de la technologie de l’information et de la communication via des capteurs. Cela permet aux composants de travailler et de réagir les uns avec les autres.

 

Quels sont les avantages de l’industrie 4.0 ?

Productivité augmentée et efficacité améliorée

Le contrôle intelligent utilisant les technologies de l’industrie 4.0 permet d’augmenter la productivité tout en utilisant les ressources de façon plus économique et plus efficace. De nombreuses usines sont souvent impliquées dans la fabrication d’un produit. Grâce à la mise en réseau numérique, les différentes étapes du processus de production peuvent être mieux coordonnées, plus rapidement, et l’utilisation des machines peut être planifiée avec efficacité. Lors de la production, les machines sont contrôlées en continu afin de minimiser les temps d’arrêt. Les processus de traçabilité automatique et les rapports automatisés contribuent également à accroître l’efficacité.

Réduction des coûts

Des investissements sont nécessaires pour une conversion à l’industrie 4.0 Cependant, grâce aux technologies intelligentes, ces coûts de préproduction peuvent être compensés rapidement, car les coûts de production dans les usines sont significativement réduits grâce aux optimisations suivantes :

  • Une utilisation plus efficace des ressources
  • Des processus de production ou de services plus rapides
  • Moins de temps d’arrêt des machines et des chaînes de production
  • Une qualité de produit plus élevée
  • Moins de perte de matériaux et de produits
  • Une réduction du coût total de possession

Évolutivité

L’adaptation aisée des processus est un avantage supplémentaire de l’industrie 4.0. Grâce à une surveillance intelligente et à des processus transparents, il est possible de réagir rapidement aux évolutions du marché. La répartition des processus en modules permet d’assembler le processus avec souplesse pour une nouvelle tâche. La production, mise en réseau de manière intelligente, peut rapidement être augmentée ou réduite ; de nouveaux produits peuvent être lancés ; et les séquences de production simples peuvent être modifiées ou mélangées. Il est même possible de fabriquer des produits individualisés en petites quantités et à des prix abordables.

Une meilleure satisfaction des clients

Grâce à l’industrie 4.0, vous pouvez augmenter la disponibilité et la qualité des produits, tout en améliorant la satisfaction des clients. Grâce à la production plus rapide et plus simple de produits personnalisés, vous pouvez offrir à vos clients une plus grande variété de produits. Si un client rencontre un problème avec un produit, vous pouvez le résoudre rapidement grâce à des fonctions automatisées de suivi et de traçabilité (Track-and-Trace).

Un échange de connaissances illimité et automatique

Indépendamment du lieu, du fuseau horaire, de la plateforme ou d’autres facteurs, les chaînes de production, processus et machines communiquent les uns avec les autres à travers les technologies de l’industrie 4.0. Les connaissances acquises à partir d’un capteur sur une machine peuvent être partagées rapidement à travers toute l’entreprise, et également transférées à d’autres processus. Cela permet par exemple à un seul capteur d’apporter une amélioration immédiate à plusieurs chaînes de production ou processus à travers le monde, le tout sans intervention humaine, et uniquement grâce à une communication de machine à machine.

Conformité réglementaire

La traçabilité, les contrôles de qualité et l’enregistrement des données ne sont que certains des composants qui contribuent à une conformité simple et automatisée dans l’industrie 4.0. Ces composants sont particulièrement utiles dans l’industrie pharmaceutique et dans la production de dispositifs médicaux ; ils remplacent des processus manuels peu pratiques.

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Quels sont les enjeux de l’industrie 4.0?

Afin de profiter des avantages d’une usine intelligente, il est essentiel de relever les enjeux de l’industrie 4.0.

Une stratégie pour un plein potentiel

Examinez le modèle d’entreprise dès le début. Le modèle et les services offerts sont-ils à jour ? Ou le modèle devrait-il être adapté en termes d’innovation aux nouvelles possibilités technologiques ? Le passage à l’automatisation et la mise en réseau sont coûteux – estimez à l’avance si cette transition est intéressante ou non. C’est l’unique manière de réaliser un retour sur investissement rentable.

L’étape suivante est de vous poser cette question : Comment exploiter au mieux le potentiel de l’Internet des objets (IdO) ? Afin d’atteindre les objectifs de fonctionnement tels que la réduction des coûts et l’amélioration de l’efficacité, il ne suffira pas simplement de mettre en œuvre de nouvelles technologies dans vos processus, produits ou services. Seule une stratégie vous permettra de réaliser les trois objectifs principaux de la transition vers l’industrie 4.0 :

  1. Résolution des silos de données traditionnels
  2. Une distribution efficace des résultats au-delà des limites de l’entreprise
  3. Compatibilité de l’architecture d’entreprise avec les cadres standards.

Cyber-risque

L’utilisation accrue de la technologie et des réseaux au sein de l’industrie 4.0 fournit aux pirates informatiques de meilleurs angles d’attaque. Il est désormais possible de manipuler ou de paralyser des chaînes de production entières. La sécurité de tout le système doit être considérée comme un objectif commun à la fois pour l’informatique de l’entreprise et celle de la production. Cela requiert de nouveaux modèles de fonctionnement qui combinent les connaissances et les méthodes de la cybersécurité traditionnelle et automatique.

 

Quels sont les solutions pour l’industrie 4.0 ?

Afin de planifier votre entrée dans l’industrie 4.0 et d’élaborer la meilleure stratégie possible, une architecture d’entreprise adaptée est essentielle. Elle analyse la complexité créée par les cartographies des applications mises en réseau et réduit les redondances. Grâce à l’architecture d’entreprise, une construction ou une feuille de route de l’entreprise peut être élaborée avec tous les éléments importants et leurs interactions, afin d’être mieux préparé aux défis à venir.

Ici, les blocs de construction sont les capacités métiers, l’Application portfolio management et le technology risk management. Les capacités métiers illustrent ce que fait une entreprise (et non pas comment elle le fait) pour réaliser ses objectifs et fournissent une base à la conception de l’architecture informatique.

L’Application portfolio management est la solution pour surveiller les applications en cours d’utilisation afin de repérer les redondances et pour réduire les coûts. Grâce au Technology risk management, vous pouvez éviter des défaillances informatiques ou des violations de la protection des données causées par des technologies obsolètes et incompatibles.

Les neuf piliers de l’industrie 4.0

L’industrie manufacturière 4.0 est basée sur des technologies numériques de pointe. Ces tendances technologiques composent les neuf piliers principaux de l’industrie 4.0 :

1. L’analyse du Big Data

Les ensembles de données influencent la stratégie d’une entreprise et ses opérations quotidiennes. À l’ère de l’industrie manufacturière 4.0, les données sont collectées et examinées à partir de différentes sources comme les machines, la production de biens et les systèmes. Les quatre approches traditionnelles du Big Data sont utilisées ici :

  1. Analyse détaillée (Descriptive Analytics)
  2. Diagnostic précis (Diagnostic Analytics)
  3. Regard vers le futur (Predictive Analytics)
  4. Consignes (Prescriptive Analytics)

En vous basant sur ces analyses, il est possible de garder une vue générale des tendances actuelles du marché et des préférences des clients, de minimiser les risques et de réagir rapidement à des changements.

2. Le cloud computing

Le cloud transmet et stocke les données et les rend disponibles pour un usage ultérieur. Il constitue une solution idéale, notamment quand de grandes quantités de données sont partagées entre plusieurs sites et entreprises. Il existe trois modèles différents de plates-formes cloud : Saas (Software-as-a-Service ou logiciel en tant que service), IaaS (Infrastructure-as-a-Service ou infrastructure en tant que service) et PaaS (Platform-as-a-Service ou plateforme en tant que service).

L’industrie peut par exemple bénéficier d’un réseau domestique intelligent, de meilleurs services de maintenance, de mises à jour régulières et d’assistants personnels. La réduction de la consommation d’énergie par rapport à un stockage stationnaire fait non seulement économiser de l’argent à votre entreprise, mais elle protège également l’environnement. Un cadre pour l’architecture d’entreprise est essentiel, en particulier en raison de l’augmentation de la complexité des paysages cloud. Ce n’est que de cette manière que l’agilité des projets d’innovation numérique peut être maintenue.

3. Des robots autonomes

Les robots sont présents depuis un certain moment. Cependant, ils n’ont jamais été aussi performants qu’aujourd’hui. Ils apportent un avantage décisif dans un usage industriel lors de la résolution de tâches qui surpassent les capacités humaines.

4. Simulations

Les simulations permettent de connaître les activités opérationnelles potentielles avant la mise en œuvre. Où peut-il y avoir un problème ? Comment puis-je me préparer aux défis qui m’attendent ? En cartographiant le monde physique dans un modèle virtuel, les réglages des machines peuvent être testés et optimisés à l’avance. Les problèmes potentiels peuvent ainsi être anticipés, les temps de production réduits et la qualité augmentée.

5. Internet des objets (IdO)

L’Internet des objets est l’un des piliers de l’industrie manufacturière 4.0. Il permet la communication entre les composants individuels. Chaque appareil ou produit collecte des données et les envoie à l’internet, où elles peuvent être traitées et distribuées. L’IdO dépend fortement d’une hiérarchie. Alors que les appareils du niveau le plus bas collectent des données, les appareils très complexes prennent des décisions basées sur ces données. La décentralisation de l’analyse et de la prise de décision permet une réactivité en temps réel.

6. Intégration des systèmes horizontale et verticale

L’intégration horizontale prend en compte la chaîne d’approvisionnement dans son ensemble. Elle permet aux machines, aux appareils IdO et aux autres composants de travailler ensemble de façon harmonieuse au-delà des limites de l’entreprise. Par exemple, les fabricants, les fournisseurs et les clients fusionnent en une unité à valeur ajoutée en réseau numérique.

L’intégration verticale prend en compte la chaîne de valeur dans son ensemble. Elle optimise les processus au sein des niveaux individuels de hiérarchie – par exemple le niveau de gestion de la production, le niveau de planification d’entreprise ou le niveau d’exécution. Les différents systèmes de production sont intégrés pour former une solution cohérente.

7. Fabrication additive

La fabrication additive est probablement plus connue sous le nom d’impression 3D. Ces procédés de fabrication permettent de développer des produits spécifiques à un client de façon économique et écologique.

8. Réalité augmentée

La réalité augmentée est utilisée dans l’industrie manufacturière 4.0 pour créer une connexion entre l’homme et la machine. Les humains peuvent regarder quelque chose et avoir une idée générée par ordinateur du rendu et du fonctionnement. Les designers peuvent par exemple voir et expérimenter un produit avant la finalisation du projet.

9. Cybersécurité

Avec l’industrie manufacturière 4.0, l’utilisation de technologies et de la mise en réseau de différents composants est continuellement en hausse. Protéger le processus de production contre de possibles cyberattaques est donc crucial afin d’éviter des perturbations. La cybersécurité protège les données et détecte également les menaces pour éviter les interventions non-autorisées avant qu’elles ne se produisent.

Align Global Manufacturing through Application Rationalization

5 étapes pour réussir dans l’industrie 4.0

En règle générale, chaque entreprise doit être considérée différemment pour ce qui est du bon concept d’intégration de l’industrie manufacturière 4.0. Différents facteurs tels que les besoins des usines, les types et variantes de produits ou les processus de production jouent un rôle important sur la voie de l’industrie 4.0. Toutefois, cinq étapes générales ont été identifiées pour une mise en œuvre réussie.

1. Mise en réseau

Une mise en réseau intelligente est la première étape sur la voie du succès dans l’industrie 4.0 : machines, produits (pièces) et autres composants sont connectés à un réseau commun. Grâce à la communication M2M (machine-to-machine), les données peuvent être utilisées pour automatiser la production et prendre des décisions de manière autonome.

2. Collecte

Une fois la mise en réseau réalisée avec succès, les données de production sont collectées et stockées. Par mesure de sécurité, les données de production et de qualité peuvent être consultées et suivies à tout moment. Une attention particulière doit être portée à la sécurité du stockage et du transport de données, en particulier lors de la gestion d’informations délicates et confidentielles.  

3. Visualisation

La visualisation des données sur des tableaux de bord prédéfinis facilite la découverte de perspectives. Les données peuvent être décomposées jusqu’au moindre détail afin d’offrir une vue d’ensemble, par exemple :

  • des erreurs les plus fréquentes par machine et par équipe,
  • de la qualité globale de la production, ou
  • des erreurs des machines les plus courantes qui diminuent la qualité.

Pour tirer les bonnes conclusions et améliorer la production, l’interprétation des données doit être effectuée par un expert possédant une connaissance approfondie du processus.

4. Analyse

Ici, l’objectif est d’imiter les connaissances que les experts tirent des données. Les données de l’usine doivent être mises en lien avec les connaissances des processus. Les informations sont ainsi disponibles à tout moment, ce qui améliore la productivité, la qualité et le temps de fonctionnement. Les tâches d’optimisation peuvent être mises en œuvre par des experts ordinaires.

5. Automatisation

L’objectif premier de l’industrie 4.0 est réalisé lors de cette étape. Les machines gèrent l’organisation et prennent des décisions de manière autonome durant tout le processus de production. Les opérateurs de l’usine ne font qu’approuver les changements de paramètres qui sont effectués par les machines elles-mêmes. Le personnel de maintenance est coordonné par les machines ayant besoin d’être entretenues.

 

Conclusion

L’industrie 4.0 est la future norme pour rester compétitif sur le marché et exploiter le plein potentiel de l’innovation. Pour réussir son entrée dans l’industrie 4.0, une vue d’ensemble précise de l’entreprise et l’élaboration d’une stratégie orientée vers le futur sont nécessaires.

Le secteur de l’informatique en particulier joue un rôle déterminant, car l’augmentation du nombre des applications et les besoins de mise en réseau sont plus exigeants que jamais. Il est donc d’autant plus important de rationaliser les applications informatiques au strict nécessaire, et de standardiser les applications uniformes au sein de l’entreprise. C’est précisément là qu’intervient LeanIX.

Au sein du groupe NORMA, nous avons mis en œuvre avec succès la feuille de route de la rationalisation des applications. Jetez-y un œil !

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