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Industrie 4.0 : les technologies pour propulser votre transformation numérique

ARTICLE RÉDIGÉ EN COLLABORATION
Proaction International + François Blackburn-Grenon, expert en virage numérique 4.0 chez Digifab QG

L’industrie manufacturière a accumulé, ces dernières décennies, un important retard technologique. C’est particulièrement vrai en ce qui a trait à la valorisation des données collectées par les systèmes de ses équipements de production ; un potentiel peu utilisé, mais dont les bénéfices sont infinis.

Urgence d’agir pour survivre

Les marchés émergents mondiaux exercent une pression croissante sur les entreprises manufacturières des pays industrialisés nord-américains et européens avec une production réputée pour ses faibles coûts. Celles-ci se retrouvent aujourd’hui confrontées à l’urgence d’agir pour entrer dans la course mondiale à l’optimisation des coûts.

Pour répondre à cette concurrence qui continue à s’accentuer et à la demande des consommateurs pour des produits de qualité à un prix concurrentiel, les manufacturiers doivent maintenant investir dans des outils technologiques.

Où en est réellement l’industrie manufacturière ?

Afin d’avoir une vision globale de la digitalisation de l’industrie manufacturière, plusieurs firmes ont sondé les dirigeants de ces organisations dans les dernières années. François Blackburn-Grenon, expert en virage numérique 4.0 chez Digifab QG constate que le verdict est le sensiblement le même partout :

Les entreprises connaissent et comprennent l’importance d’une transformation numérique pour accroître l’efficacité de leur entreprise. L’intention de débuter des premières démarches est présente, la prochaine étape est de mettre en œuvre les premiers projets numériques.

Quelles technologies implanter ?

L’industrie 4.0 se caractérise par l’interconnexion entre les systèmes et une valorisation des données pour une production plus intelligente et outillée que jamais. Selon l’expert de Digifab QG, les entreprises doivent donc, non seulement améliorer leurs systèmes, mais également, et surtout, outiller leurs employés de tous les niveaux (avec le management 4.0) pour leur permettre de prendre des décisions éclairées grâce à la valorisation de données. 

Voici donc les principales familles de technologies à considérer pour entreprendre la transformation numérique vers l’industrie 4.0.

[Infographie] Familles technologiques de l'Industrie 4.0

1. Robotisation collaborative

La robotisation a beaucoup évolué depuis des décennies et se démocratise aujourd’hui pour permettre aux entreprises de faire face à la pénurie de main-d’œuvre. En effet, cette technologie prend en charge des manœuvres de plus en plus complexes tout en favorisant le travail à valeur ajoutée pour les employés.

Il peut s’agir de soudure, de peinture ou encore d’usinage dans des conditions jugées dangereuses ou trop exigeantes physiquement pour un ouvrier humain.

Au Québec, un nombre croissant de compagnies offrent des solutions de robotisation. Des entreprises comme Omnirobotics, RobotIQ, ProAx, etc.

2. Simulation et jumeau numérique

Les logiciels de simulation traditionnels modélisent mathématiquement le comportement d’un produit ou d’un système avant sa conception finale. Ils peuvent également aider à évaluer la faisabilité de nouveaux concepts et sont de plus en plus utilisés pour des analyses nécessitant de nombreux facteurs, comme les procédés de fabrication, les caractéristiques détaillées des métaux et les variations environnementales.

Différents scénarios dans lesquels le produit pourrait être utilisé sont testés simultanément, et ces simulations sont ensuite comparées au comportement réel pour détecter les défauts de manière préventive.

Le jumeau numérique permet aujourd’hui de poursuivre les simulations et itérations de prototypes une fois la production terminée. Le double digital du produit ou système réel exécute des simulations de comportement en ligne à partir des données recueillies en temps réel par l’original.

De nombreuses compagnies d’intégration de simulation, comme Siemens, Maya HTT et Simwell permettent aux entreprises manufacturières de profiter des avancées des technologies de simulation pour développer de nouveaux modèles d’affaires pour la maintenance prédictive, le cycle de développement de produits, etc.

3. Intégration des systèmes

Une panoplie de systèmes permettent d’optimiser la production de chacune des phases de la fabrication. Pour gérer l’ensemble de la chaîne de production et éviter la multiplication des sources d’informations, plusieurs stratégies sont possibles, les principales :

  • L’acquisition de logiciels compatibles les uns avec les autres
  • L’intégration des systèmes existants

L’intégration des systèmes existants permet une utilisation optimale et la pleine valorisation de tous les systèmes. L’intégration permet de collecter, de partager et de traiter les données avec lesquelles chacun de ces systèmes opère.

Les entreprises manufacturières peuvent faire appel à des compagnies spécialisées comme Alythia, CGI et Cofomo pour faire le saut vers l’intégration de leurs systèmes.

4. Internet des objets

L’Internet des objets (IoT), aussi connu sous le nom d’Internet des objets industriels (IIoT), utilise des capteurs intelligents connectés à Internet pour collecter de l’information et la stocker dans le cloud. Les données collectées permettent de monitorer l’état des équipements, d’améliorer les processus ou encore d’optimiser les performances.

De nombreuses compagnies valorisent les données de l’Internet des objets dont Intelligence industrielle, Konnek, Worximity.

Cette technologie évolue aujourd’hui en intégrant l’intelligence artificielle à la collecte de données pour devenir l’AIoT, ou Artificial Intelligence of Things. Ces outils assistent la prise de décision, par exemple en émettant des recommandations.

L'internet des objets peut également soutenir l’humain lui-même, par exemple dans ses tâches de management avec une application comme UTrakk qui l’outille et l’assiste pour la formation et le coaching des équipes.

5. Cybersécurité

L’automatisation et la digitalisation des chaînes d’approvisionnement en général impliquent une augmentation du risque de subir une cyberattaque et de la gravité des impacts sur votre entreprise.

Le respect des protocoles de cybersécurité permet de prévenir une attaque qui pourrait entraîner des conséquences aussi coûteuses qu’un arrêt total de la chaîne de production. Souvent négligée au moment de choisir une nouvelle technologie à implanter, la cybersécurité doit être d’un des critères de sélection les plus importants.

De nombreuses compagnies offrent des services de cybersécurité, parfois même avec une spécialisation pour les entreprises manufacturières. François Blackburn-Grenon mentionne cependant que tout bon intégrateur doit être en mesure de respecter les meilleures pratiques en matière de cybersécurité.

6. Informatique par infonuagique (Cloud Computing)

Comme la transformation numérique repose largement sur la collecte et l’analyse de données, celles-ci doivent être accessibles et à jour.

La dématérialisation sur le cloud permet d’accélérer la mise à l’échelle des projets en ayant recours à l’infonuagique en fonction des besoins, au moment où ils arrivent (puissance de calcul, l’entreposage de données, etc.). De plus, elle évite la saisie manuelle et la multiplication des versions, simplifie l’accès à l’information et facilite l’optimisation des processus.

Des univers infonuagiques tels que Microsoft Azure et Amazon Web Service (AWS) proposent un ensemble de modules préconfigurés afin de vous supporter à travers les différentes phases de vos projets numériques.

7. Fabrication additive (Impression 3D)

Avec la transformation numérique, l’industrie manufacturière peut mettre à profit l’impression 3D pour créer des pièces et des systèmes à la fois plus légers et plus résistants.

Des scanneurs 3D ou un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) déposent des matériaux comme des composés de plastique et maintenant même des alliages de métaux en couches successives pour « imprimer » des objets solides tridimensionnels.

Traditionnellement employée pour des preuves de concept, la fabrication additive est maintenant utilisée dans la chaîne de production en repoussant les limites du moulage de pièces.

Le procédé offre un niveau de flexibilité et d’efficacité intéressant en plus d’augmenter les performances.

Anecdote : Porsche a eu recours à cette technologie pour la fabrication des pistons de son modèle GT2 RS.

8. Réalité augmentée

Utilisée seule ou superposée au monde réel, la réalité augmentée fait son chemin dans des procédés manufacturiers, par exemple pour l’aide à l’assemblage et la maintenance à distance.

Les entreprises peuvent également y avoir recours pour offrir une expérience immersive au client en contexte de démonstration et pour leurs employés en contexte de formation. Certaines solutions permettent même de supporter le personnel d’usine et le personnel logistique dans leurs tâches pour améliorer la fluidité des opérations et des processus.

Le marché actuel compte plusieurs solutions commerciales telles que REFLEKT ONE et Vuforia de PTC, ainsi que des logiciels de développement en réalité augmentée tel que Unity.

9. Mégadonnées (Big Data)

Afin de supporter les analyses avancées de l’intelligence artificielle, il faut beaucoup de données, structurées ou non, en variété, en qualité et en vélocité.

Les mégadonnées, ou Big Data, sont puisées directement par l’utilisation de données de l’Internet des objets de l’intégration des différents systèmes de l’entreprise, des systèmes de supervision et de contrôle des robots.

Elles permettent :

  • D’améliorer les processus de fabrication ;
  • De concevoir et produire des produits sur mesure ;
  • De gérer la chaîne d’approvisionnement ;
  • De mesurer la performance et la rentabilité ;
  • D’améliorer le service aux clients ;
  • De faire un suivi plus précis des fournisseurs ;
  • D’adopter une approche préventive de l’entretien pour éviter les complications.

D’autres données externes significatives aux analyses peuvent également être transformées et valorisées dans l’infonuagique pour permettre la simulation, les jumeaux numériques, la réalité augmentée, et bien d’autres applications.

Entreprendre un virage technologique humain

Les entreprises manufacturières doivent entrer dans l’ère 4.0 pour rester concurrentielles dans la course mondiale à l’optimisation des coûts. De nombreuses technologies sont disponibles pour les aider à optimiser leurs processus, augmenter leur productivité et s’adapter aux nouvelles exigences de leurs marchés cibles.

Pour profiter de leur plein potentiel, ces familles de technologies doivent se connecter les unes aux autres pour former ce que l’on appelle l’usine 4.0.

Un mot de l’expert en terminant :

Au-delà des outils technologiques, la réussite de cette transformation numérique passe par la centralisation de l’humain et l’importance de la gestion du changement. Rappelez-vous qu’environ 75 % des projets technologiques ne réussissent pas à atteindre les objectifs initiaux. Ces innovations industrielles doivent inclure les équipes de travail concernées, et ce, dès le début du processus.

Un merci tout spécial à François Blackburn-Grenon pour sa collaboration à la rédaction de cet article. François est expert en virage numérique 4.0 chez Digifab QG, un centre d’expertise industrielle dédié à aider les entreprises et les manufacturiers à comprendre et entreprendre le virage numérique.

 


 

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Équipe Proaction International
Sujets: Digitalisation du management, Industrie 4.0