Quels sont les principes de conception de l'industrie 4.0 ? Avec le potentiel apparemment illimité des systèmes cyber-physiques, des machines et des personnes connectés, il peut être difficile d'identifier les piliers fondamentaux de cette révolution en pleine expansion. Si vous vous lancez dans la transformation numérique, il vous sera utile de comprendre les technologies et les piliers fondamentaux qui rendent possible la numérisation de vos activités.
Voyons comment cette révolution a vu le jour et plongeons dans les principes de conception fondamentaux de l'industrie 4.0.
Quelle est la signification de l'industrie 4.0 ?
Quelle est la signification de la quatrième révolution industrielle ? Les révolutions évoquent généralement de puissants mouvements sociaux où une forme de gouvernement existante est renversée en faveur de quelque chose de plus souhaitable. Les révolutions industrielles, cependant, ne fonctionnent pas de cette manière. Au contraire, chaque révolution industrielle est une percée dans un nouveau domaine de possibilités tout en utilisant les principes de celles qui l'ont précédée.
Comme nous l'avons abordé précédemment dans Qu'est-ce que l'IoT, l'IIoT et l'industrie 4.0?, la 4e révolution industrielle consiste à interconnecter l'ensemble du matériel, des logiciels et des personnes afin de créer un ensemble de données en direct déversées en continu par l'ensemble du réseau de votre usine. De cette façon, les fabricants suralimentent les pratiques des révolutions passées tout en créant des opérations nouvelles et améliorées qui correspondent au marché et à l'économie actuels.
Les révolutions sont synonymes de changement et le changement entraîne des risques, des difficultés et des sacrifices. Mais cela est nécessaire pour se préparer à un nouvel avenir.
Que certains adoptent ou non l'industrie 4.0, nous sommes au milieu d'une autre révolution. Une révolution dans laquelle la force économique la plus importante au monde, la fabrication, connaît une transformation massive. Et ce changement risque d'avoir un impact non seulement sur les méthodes et les technologies utilisées pour fabriquer des objets, mais aussi sur les personnes concernées.
Les révolutions industrielles à travers l'histoire
Juste pour un peu d'histoire et de perspective, commençons par la
Débutant dans la seconde moitié du 18e siècle, la Première révolution industrielle allait faire en sorte que les processus de fabrication connaissent une incroyable modernisation. L'utilisation de machines et de procédés de fabrication chimiques a commencé à révolutionner la façon dont les choses étaient fabriquées. La production passe rapidement des méthodes artisanales à l'utilisation de machines actionnées par l'eau et la vapeur. Cette mécanisation a eu un impact considérable sur les vies dans les années 1700 et 1800 en améliorant le niveau de vie d'une grande partie du monde moderne.
Vint ensuite la Seconde révolution industrielle qui a vu la construction d'un vaste réseau ferroviaire, la production massive d'acier et de fer, et surtout, le début de l'électrification. Bon nombre des technologies les plus utilisées aujourd'hui ont vu le jour au cours de cette période, qui a débuté à la fin du XIXe siècle et s'est terminée au début du XXe siècle. Il s'agit notamment du moteur à combustion interne, de la chaîne de montage et des techniques de production de masse.
Ensuite, nous avons eu la troisième révolution industrielle, qui a commencé dans les années 1950. Cette révolution a vu la naissance d'Internet et de l'énergie nucléaire, ainsi que l'automatisation/la numérisation de l'industrie manufacturière grâce à l'utilisation de systèmes contrôlés par ordinateur et d'automates programmables (PLC).
Alors que l'automatisation continue de progresser, nous sommes à nouveau à l'aube de la prochaine révolution industrielle - l'industrie 4.0.
La quatrième révolution industrielle est en réalité la naissance de l'usine intelligente, où l'automatisation des machines devient hautement intégrée aux données. Dans le cadre d'une industrie 4.0, tout dans votre installation est connecté et produit des informations précieuses. Ces données sont ensuite analysées afin de fournir des connaissances précises et approfondies sur votre installation, qui peuvent être utilisées par des personnes ou des systèmes cyber-physiques pour prendre des décisions et apporter des améliorations.
Les technologies clés de l'industrie 4.0
Pour comprendre les principes de conception de l'industrie 4.0, il faut comprendre les technologies qui ont permis à cette révolution de commencer. Cette nouvelle intégration des données au sein de l'industrie 4.0 est caractérisée par 3 technologies clés.
Systèmes cyber-physiques (CPS)
Les systèmes cyber-physiques sont des systèmes informatiques intelligents qui contrôlent et surveillent des mécanismes grâce à des algorithmes informatiques. Le matériel et les logiciels sont si profondément imbriqués que leur relation et leur interaction changent en fonction du contexte et des besoins de la chaîne de production.
Cela permet aux environnements CPS de faire l'expérience de l'apprentissage automatique, où le système cyber-physique prend les données de la ligne de production, identifie des modèles et met en œuvre des procédures et des décisions. Le tout sans intervention humaine ni programmation supplémentaire.
Dans le cadre de l'industrie 4.0, ces systèmes cyber-physiques s'intègrent et communiquent via l'internet et ses utilisateurs.
L'internet des objets (IoT)
En termes simples, l'internet des objets (IoT) se définit comme la connexion de tout appareil électronique à l'internet. Ces "choses" se connectent à l'internet et créent un réseau avancé de systèmes cyber-physiques interconnectés qui communiquent en temps réel. Cela permet aux produits et aux machines de coopérer de manière transparente et d'afficher des connaissances et des données qui, autrement, auraient été perdues ou indisponibles.
Progressivement, une plus grande partie de la technologie actuelle est intégrée à la technologie IoT, comme les véhicules, les appareils, les bâtiments utilisant l'électronique embarquée, les capteurs et les logiciels qui permettent la collecte et le partage de données à travers les dispositifs physiques.
L'informatique basée sur Internet, également appelée Software as a Service (SaaS), fournit des ressources de traitement informatique et des données partagées à la demande. Cela signifie que des facteurs comme le stockage des données et la puissance de calcul sont traités séparément et ne doivent pas être gérés par l'utilisateur.
Pensez à la visite d'un site web pour vérifier votre courrier électronique. Votre ordinateur ne stocke pas vos courriels et autres données. Tout cela est stocké par Google, Yahoo, Microsoft, etc. En outre, la puissance de calcul qui gère votre courrier électronique n'est pas non plus gérée par votre ordinateur. Vous utilisez simplement l'interface utilisateur (IU) et le site Web exécute l'application de manière sûre et sécurisée.
Étant donné que notre logiciel d'instruction de travail est une solution basée sur un navigateur, nous savons de première main à quel point il est pratique et facile d'entrer dans l'industrie 4.0. Il suffit d'ouvrir VKS dans votre navigateur et de commencer à créer des guides de travail. Partagez-les instantanément afin que tous les utilisateurs aient accès aux informations et aux méthodes les plus récentes.
Les 4 principes de conception de l'industrie 4.0
Bien que l'adoption de l'Industrie 4.0 dans une entreprise puisse sembler une tâche bien trop ardue pour certains fabricants, il existe 4 avantages clés qui devraient convaincre les dirigeants d'entamer la transition. Passons en revue les 4 principes de conception de la technologie Industrie 4.0 et abordons ces avantages.
1. Interopérabilité
Le premier principe est l'interopérabilité. Il s'agit de la capacité des machines, des appareils, des capteurs et des personnes à se connecter et à communiquer entre eux via l'Internet des objets (IoT), puis à faire usage de ces informations pour fonctionner et exécuter des améliorations. La première étape consiste à connecter vos Smart Tools, capteurs, machines et travailleurs ensemble pour créer des ressources avancées de collecte de données. Grâce à cela, vous obtenez une visibilité étendue de votre opération et vous capturez des connaissances approfondies et précises.
L'étape suivante de l'interopérabilité consiste à intégrer ces données à votre LMS, MES, ERP ou autre solution d'usine intelligente et à analyser les données en temps réel. Cela crée un réseau de points de génération de données interconnectés, accessibles à tout moment et en tout lieu. Ce principe s'attarde sur la capacité de la technologie à fournir des informations améliorées pour la prise de décision future.
L'interopérabilité de l'industrie 4.0 permet non seulement aux fabricants d'accéder à de vastes quantités de données et à des connaissances opérationnelles précises, mais elle les leur donne également à des vitesses fulgurantes, même à la seconde près.
Dans ce contexte, la transparence est utilisée pour décrire la facilité avec laquelle il est possible d'observer les actions entreprises et les informations stockées. Dans cette optique, la transparence de l'information est un principe de conception essentiel de l'industrie 4.0, car les informations sont claires comme de l'eau de roche et faciles d'accès, ce qui fournit une méthode rapide et puissante pour extrapoler les connaissances.
En d'autres termes, l'adoption de ce principe de conception de l'industrie 4.0 vous aide à surveiller les processus dans l'atelier et permet à la direction d'ajuster et d'optimiser instantanément l'efficacité. Plus le nombre d'informations collectées est important, plus la visibilité de vos opérations est grande et plus vous êtes en mesure d'apporter des améliorations efficaces et durables. Essentiellement, nous ne voulons pas que ces informations soient cachées aux personnes qui en ont le plus besoin. Elles doivent être transparentes.
3. L'assistance technique
Tout d'abord, l'assistance technique est la capacité des systèmes cyber-physiques à soutenir les humains en agrégeant et visualisant les informations de manière compréhensible afin que la prise de décisions éclairées et la résolution de problèmes urgents dans un court délai soient simples et efficaces. Les logiciels d'instruction de travail sont un excellent exemple de l'utilisation de l'assistance technique pour soutenir les personnes grâce à des guides de procédures visuellement interactifs.
Deuxièmement, l'assistance technique est aussi la capacité des systèmes cyber-physiques à soutenir physiquement les humains en effectuant une série de tâches qui sont désagréables, trop épuisantes ou dangereuses pour leurs collègues humains. Pensez aux robots dans les usines aujourd'hui et à la façon dont ils réduisent les blessures liées au travail.
L'assistance technique aide les fabricants à comprendre leurs données de manière plus rapide et plus puissante tout en assumant les tâches les plus ardues et les plus dangereuses dans l'atelier.
4. Décentralisation des décisions
La décentralisation des décisions découle de la capacité des systèmes cyber-physiques à faire des choix indépendamment des personnes. Au lieu de demander aux travailleurs de surveiller minutieusement les écarts ou de superviser les besoins en matériaux, le système cyber-physique gérera ces questions de manière autonome grâce à un réseau décentralisé d'IoT et de cloud computing.
Naturellement, cela conduit à des machines et des systèmes capables d'agir et d'exécuter leurs tâches avec peu ou pas d'intervention humaine, ce qui fait de facteurs comme la résolution de problèmes, l'étalonnage, les ajustements et les notifications un système rapide et autonome. Ce n'est qu'en cas d'exceptions, d'interférences ou d'objectifs contradictoires que les tâches sont déléguées à un niveau supérieur. Un système décentralisé est également très adaptable et évolutif, ce qui détermine l'efficacité avec laquelle vous pouvez répondre aux changements industriels.
Les révolutions peuvent être parmi les mécanismes de changement les plus perturbateurs. C'est particulièrement vrai dans le secteur industriel. Mais sans elles, où serions-nous ? Comme toutes les autres révolutions, l'industrie 4.0 perturbe l'industrie manufacturière et apporte un éventail d'avantages à ceux qui sont prêts à surmonter les défis et à saisir les opportunités.
L'industrie 4.0 est là, mettant de vastes quantités de connaissances à la disposition des fabricants du secteur. Pour utiliser l'histoire comme guide, nous devrions considérer les obstacles de la nouvelle révolution comme des opportunités et utiliser les principes de conception appropriés de l'industrie 4.0 pour aller vers l'avenir, plus tôt que tard.
Avec la contribution de S. Bennett.
