L’industrie 4.0 est un concept de plus en plus souvent utilisé pour évoquer les transformations technologiques que connait et connaitra le secteur industriel. Cette notion, bien qu’elle désigne des évolutions très concrètes, reste encore floue pour de nombreuses personnes, y compris des professionnels de l’industrie.
Pour vous aider à comprendre ce que recouvre le terme d’industrie 4.0 et les bénéfices concrets que vous pouvez en tirer en termes de productivité, de réduction des coûts, de performance et de qualité de la production, vous trouverez ici :
- une définition de l’industrie 4.0
- la présentation des technologies qu’elle regroupe
- un aperçu de l’usine du futur
- une présentation de la maintenance 4.0
Qu’est-ce que l’industrie 4.0 ?
Définition de l’industrie 4.0
Le terme industrie 4.0 désigne une nouvelle façon d’organiser les moyens de production basée sur la convergence de l’univers numérique avec les produits et objets de l’univers physique. L’expression « 4.0 » vient du fait que cette évolution est considérée comme la quatrième révolution industrielle, après celles de la mécanisation, celle du pétrole et de l’électrification, et celle de l’automatisation, de l’informatique et de l’électronique.
Aussi appelée industrie du futur, l’industrie 4.0 révolutionne la manière de fabriquer, d’améliorer et de distribuer des produits, à travers l’introduction de nouvelles technologies comme l’IoT (Internet des Objets), le cloud computing ou l’IA (Intelligence artificielle).
Quelles sont les applications de l’industrie 4.0 ?
Les applications de l’industrie 4.0 sont nombreuses et varient beaucoup en complexité et en coût :
- supprimer les documents papier : en passant au tout numérique pour la gestion de tous les documents, les entreprises peuvent économiser de l’argent et du temps, réduire considérablement les erreurs dues à une mauvaise transmission de l’information et réduire leur empreinte écologique ;
- contrôler les machines et les équipements en temps réel : grâce à des capteurs connectés, il est maintenant possible de surveiller la production en temps réel et de recueillir des données pour repérer plus rapidement les problèmes, prévenir les pannes et prendre de meilleures décisions ;
- optimiser les procédés : de nouveaux logiciels d’analyse permettent d’améliorer les process de production afin d’utiliser tout le potentiel des actifs industriels ;
- utiliser l’impression 3D : de plus en plus accessible, l’impression 3D permet de produire rapidement des prototypes ou de fabriquer des produits extrêmement personnalisés pour répondre aux besoins des clients ;
- faciliter les flux et les échanges : de nombreuses applications facilitent les échanges entre partenaires économiques, par exemple en donnant accès aux fournisseurs industriels ou aux prestataires correspondant aux besoins des entreprises.
Si certaines applications exigent des compétences poussées et des investissements conséquents, d’autres, comme une GMAO mobile par exemple, peuvent être mises en place facilement et à moindre coût.
Les technologies de l’industrie 4.0
Le cloud computing
Le cloud computing est un élément essentiel de toute stratégie d’industrie 4.0. En effet, le cloud rend possible le stockage et l’analyse des très nombreuses données nécessaires à la mise en place de cette stratégie à travers l’intégration des différents aspects de toute activité industrielle (ingénierie, approvisionnement, production, vente et distribution…). Le cloud computing est également un facteur de réduction des coûts, en particulier pour les PME qui peuvent ainsi adapter leurs ressources à leurs besoins au fil du temps.
L’Internet des Objets (IoT)
L’IoT est une technologie à fort potentiel pour l’industrie et l’une des clés de la future usine intelligente. Les machines sont équipées de capteurs disposant d’une adresse IP, ce qui leur permet de se connecter par Internet à d’autres appareils comme une GMAO ou un ERP. Il devient alors possible de surveiller en temps réel le fonctionnement d’une machine, et de collecter des données précises et nombreuses. L’analyse de celles-ci est un outil précieux pour améliorer la productivité d’une usine, par exemple en réduisant la fréquence des arrêts de production.
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L’intelligence artificielle (IA)
L’intelligence artificielle, à travers l’apprentissage automatique qu’elle rend possible, est un des outils à la disposition des entreprises pour exploiter tout le potentiel des données récoltées dans l’usine, grâce à l’IoT notamment, mais aussi auprès d’autres sources d’informations (usines du même groupe, partenaires, fournisseurs…). L’IA permet par exemple de mettre en place une stratégie de maintenance prévisionnelle basée sur des algorithmes d’apprentissage automatique, afin de planifier les interventions de maintenance au plus près des besoins.
Le jumeau numérique
Un jumeau numérique est une réplique virtuelle d’une machine, d’un équipement, d’une ligne de production ou même d’une chaine d’approvisionnement ou d’une usine entière. Créé à partir des données récoltées par différents types de capteurs et d’appareils connectés, un jumeau numérique permet d’analyser les processus de production et de tester des modifications pour améliorer leur efficacité. Cette technique est notamment utilisée dans le cadre du BIM (Building Information Modeling).
L’informatique de périphérie
L’informatique de périphérie désigne tous les outils qui permettent d’analyser certaines données à la « périphérie », c’est-à-dire là même où elles sont créées ou récoltées. Dans certains cas en effet (problème de sécurité critique par exemple), la détection d’une défaillance exige une intervention quasi immédiate, ce qui ne tolère pas le temps de transit et d’analyse par le cloud de l’entreprise. De plus, l’informatique de périphérie permet de réduire les risques de cybersécurité, pour les données les plus stratégiques.
Comment sera l’usine du futur ?
L’usine du futur, aussi appelée usine intelligente, bénéficiera d’une prise de décision optimisée, d’une intégration de tous ses outils de pilotage, d’une chaine d’approvisionnement mieux adaptée et sera capable de répondre à des besoins personnalisés tout en restant rentable. Une partie de ces caractéristiques sont d’ores et déjà une réalité dans certaines usines.
De meilleurs décisions grâce à l’analyse des données
Avec l’industrie 4.0, la quantité et la qualité des données croit considérablement, ainsi que la variété de leurs sources : capteurs connectés, remontées du terrain plus fiables, communication fluide entre différents services ou différentes usines d’une même entreprise, échanges facilités avec tout l’écosystème comme les fournisseurs et distributeurs, etc.
Grâce à l’analyse de ces nombreuses données, les dirigeants d’usines peuvent prendre des décisions plus éclairées concernant leurs processus de production et adapter leur organisation au plus près des exigences de rentabilité et de qualité.
L’interconnectivité au service de l’information
L’usine du futur sera entièrement interconnectée afin de faciliter la circulation des données et des informations en général. Celles-ci pourront ainsi être partagée entre les différents services, grâce par exemple à l’intégration des différents logiciels utilisés (ERP, MES, GMAO…).
Une production plus personnalisée
L’usine du futur, intelligente, pourra fabriquer des produits personnalisés en fonction des besoins des clients avec une meilleure rentabilité qu’aujourd’hui. Des lots réduits destinés à un client ou un besoin précis pourront ainsi être produits, faisant entrer le secteur industriel dans l’ère de la « personnalisation de masse ».
La chaine d’approvisionnement de l’industrie 4.0
Grâce à une circulation fluide de l’information, la chaine d’approvisionnement de l’usine du futur sera mieux intégrée aux opérations de production. Les relations avec les fournisseurs et les distributeurs permettront d’adapter les flux aux besoins ou aux capacités de production, aux conditions de livraison, etc.
Industrie du futur et maintenance 4.0
La maintenance est une activité particulièrement impactée par les évolutions technologiques de l’industrie 4.0. La tendance la plus remarquable est le développement de la maintenance préventive conditionnelle et, surtout, de la maintenance prévisionnelle.
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De la maintenance conditionnelle à la maintenance prévisionnelle
La maintenance conditionnelle s’appuie sur l’observation du fonctionnement des machines pour ajuster la maintenance en fonction de celui-ci. Grâce à des techniques comme les mesures vibratoires, l’analyse d’huile, la thermographie infrarouge, elle permet d’optimiser la fréquence des interventions de maintenance et l’usage des pièces de rechange.
Grâce aux nouvelles technologies comme l’IoT, les professionnels de maintenance peuvent aujourd’hui récolter un plus grand nombre de données et suivre d’encore plus près l’évolution de leurs machines et équipements.
En s’appuyant sur ces données et sur les technologies « intelligentes », une stratégie de maintenance prévisionnelle (aussi appelée prédictive par anglicisme) peut être mise en place, notamment pour les équipements les plus critiques. Grâce aux modélisations et aux simulations des processus de production, la maintenance prévisionnelle permet de mieux les connaître afin d’anticiper les dysfonctionnements, défaillances et pannes et d’intervenir au meilleur moment pour limiter ou supprimer l’impact négatif sur la production.
L’objectif final, comme pour toute maintenance préventive, est de réduire la maintenance corrective en optimisant la gestion des pièces de rechange et en augmentant la disponibilité du parc-machines pour un coût le plus réduit possible.
Les outils de la maintenance 4.0 : GMAO et IoT
Dans l’usine du futur, la gestion de la maintenance s’appuie sur un outil central : la GMAO, ou Gestion de la maintenance assistée par ordinateur. Les nouvelles solutions de GMAO fonctionnent en SaaS, proposent une application mobile et permettent des intégrations avec les autres logiciels industriels type ERP ou MES.
Une GMAO de nouvelle génération permet d’établir plus facilement des plans de maintenance préventive plus performants en stockant et en analysant dans le cloud et grâce à l’intelligence artificielle les données recueillies, notamment par les capteurs IoT. Elle facilite également le partage d’information avec les fournisseurs et les distributeurs grâce à un fonctionnement de type communautaire, pour rendre la maintenance plus réactive et plus efficace. Enfin, elle intègre les technologies de modélisation et de jumeau numérique, par exemple à travers le BIM.
