L’Internet des objets (IdO) transforme le monde : des ampoules intelligentes qui éclairent nos maisons au mouvement tendance des villes intelligentes qui prend le monde d’assaut. Il ne fait aucun doute que les objets connectés nous facilitent la vie.
Terme utilisé comme raccourci pour désigner « tout ce qui se connecte à Internet », l’Internet des objets transforme les marchés et pénètre les quatre coins du monde, des écoles aux aéroports en passant par les hôpitaux, etc. L’une des principales applications de l’Internet des objets s’observe dans l’industrie manufacturière, et est également connue sous le nom d’Internet des objets industriel ou IIoT.
Écosystème de capteurs qui collectent des données et les traduisent en informations permettant d’optimiser les opérations de fabrication, l’Internet des objets industriel connaît depuis quelques années un essor considérable. Cette tendance devrait se poursuivre. Selon Market Watch, le marché mondial de l’IdO devrait atteindre 751,3 milliards de dollars d’ici 2023, soit une augmentation de 23,88 % par rapport à 2017.
Pour sa part, l’Internet Data Corporation estime que d’ici 2025, il y aura 41,6 milliards d’objets connectés, générant 79,4 zettaoctets de données.
En d’autres termes, l’IdO prend de l’ampleur dans le secteur manufacturier. Aujourd’hui, les usines dotées de l’IdO bénéficient d’innombrables avantages qui changent la donne. Nous pouvons citer comme exemples : une réduction des coûts de démarrage et d’exploitation, une productivité et une efficacité accrues ainsi que des conditions de travail plus sécuritaires.
Comment l’Internet des objets industriel procure-t-il exactement ces avantages? Nous allons creuser un peu plus loin pour découvrir l’impressionnante puissance de l’IdO dans les usines de fabrication.
1. Entretien prédictif
Historiquement, les fabricants ont en général adopté une approche « préventive » de l’entretien, laquelle comprenait un entretien programmé uniquement en fonction de l’âge des appareils et des machines. Cependant, selon les recherches d’ARC Advisory Group, une société de recherche et de conseil en matière de technologies, seuls 18 % des pannes sont dues à l’âge des équipements, tandis que les 82 % restants se produisent de manière aléatoire. Ces résultats démontrent que l’entretien basé sur l’âge est inefficace et coûteux.
L’essor récent de l’IdO dans le secteur manufacturier a donné lieu à une approche prédictive de la détection et de la prévision des dysfonctionnements des machines. Grâce à la capacité de stocker de grands volumes de données et d’exécuter des algorithmes d’apprentissage automatique, les solutions basées sur l’IdO peuvent prévoir les dangers potentiels et prédire le moment où l’équipement tombera en panne.
2. Surveillance du flux de production
Pour assurer la qualité, la rentabilité et l’optimisation des processus opérationnels, les processus de production d’une installation doivent faire l’objet d’une surveillance, d’un contrôle et d’un ajustement constants et précis. Dans une usine connectée, il est possible de surveiller des chaînes de production entières. L’IdO permet aux machines de communiquer entre elles afin de coordonner et d’échelonner automatiquement la production, ce qui aide à optimiser les temps de modification et à générer les lots avec précision, sans dépassement ni pénurie. En outre, à tout moment du processus, il est possible d’identifier et d’enregistrer les défauts des machines, de commander des pièces ou d’en ajouter au cycle de production, de programmer l’entretien ou la réparation et d’ajuster les processus.
3. Quality Control
Autrefois, les fabricants adoptaient une approche réactive pour le contrôle de la qualité. En cas de problème avec un article, il incombait aux ouvriers de l’atelier de le résoudre (avec un peu de chance) à temps. Cependant, même le meilleur ouvrier de la chaîne de montage peut commettre des erreurs et des oublis. Après tout, ce ne sont que des êtres humains. Par conséquent, les fabricants enregistraient des taux élevés de rebuts avec des rejets importants après la production.
L’IdO change la donne. Dans une usine intelligente, l’équipement est programmé pour contrôler la qualité des matériaux, rechercher les défauts, analyser les performances des machines en temps réel ainsi que pour mesurer et tester le produit fini. Si un problème survient à n’importe quel point de la chaîne de montage, il peut se résoudre immédiatement.
Sur le plan humain, les instructions de travail visuelles permettent aux travailleurs de saisir et de partager facilement les pratiques exemplaires pour assurer l’efficacité des contrôles de qualité en cours de processus. Il a été démontré que cette seule méthode permet jusqu’à 95 % de réduction des défauts. L’association de machines équipées de capteurs qui communiquent entre elles aux instructions de travail numériques qui favorisent une meilleure efficacité des travailleurs prévient les retards coûteux et le gaspillage de matériaux.
4. Environnement de travail plus sécuritaire pour les travailleurs
Selon un rapport publié en 2019 par le Bureau of Labor and Statistics (Bureau du travail et des statistiques) des États-Unis, l’industrie manufacturière privée a enregistré un total de 5 480 blessures mortelles entre 2003 et 2017. Oui, les économies de coûts et l’efficacité opérationnelle sont substantielles, mais le facteur humain revêt une grande importance dans le secteur manufacturier, et ne peut donc pas être négligé.
Avec l’avènement de l’IdO industriel, les installations de fabrication ont réalisé des progrès considérables dans la protection de leurs travailleurs. Grâce à des dispositifs intelligents et connectés, les gestionnaires peuvent surveiller la santé et la sécurité des travailleurs en assurant un suivi des éléments tels que les maladies et les blessures, les absences, les quasi-accidents et les accidents liés à des machines ou des véhicules. Si des tendances sont relevées, la résolution des problèmes peut s’effectuer de façon proactive afin de prévenir de futurs incidents.
La technologie prêt-à-porter connaît également un essor ces dernières années. Utilisés pour protéger les travailleurs contre les blessures au travail, ces produits technoportables sont munis de capteurs qui peuvent surveiller la proximité d’un travailleur par rapport aux machines et alerter à la fois l’opérateur et le travailleur lorsqu’il s’approche trop près de la zone de « danger ». Les objets connectés peuvent également servir à surveiller l’environnement des travailleurs. Par exemple, les capteurs peuvent détecter une fuite de gaz qui circule dans les tuyaux, avant qu’elle ne provoque une maladie (ou le pire).
5. Gestion des stocks et de la chaîne d’approvisionnement
L’un des plus grands défis de la gestion des stocks est de disposer d’une quantité suffisante de produits dans les rayons tout en évitant les ruptures de stock ou les surstocks. Cela nécessite un réapprovisionnement parfaitement planifié. La bonne nouvelle, c’est que cela peut se faire sans problème dans le cadre d’un processus guidé par l’analyse, les informations et l’intelligence contextuelle.
Des dispositifs tels que les produits technovestimentaires, les capteurs et les étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID) fournissent des informations sur l’emplacement des articles, leur état, leurs mouvements, etc. Grâce au suivi et au contrôle des actifs ainsi qu’aux alertes en temps réel, les gestionnaires d’entrepôts et de chaînes d’approvisionnement peuvent surveiller les événements à l’échelle d’une chaîne d’approvisionnement.
Une visibilité complète sur les stocks permet des estimations plus précises des matériaux disponibles, des tâches en cours et de l’heure d’arrivée de nouveaux matériaux. Tout cela optimise la chaîne d’approvisionnement et réduit les coûts. En outre, l’IdO peut faire participer les fournisseurs afin de faciliter une approche collaborative de la gestion de la chaîne d’approvisionnement. En reliant les installations de fabrication aux fournisseurs, l’IdO permet aux gestionnaires de chaînes d’approvisionnement de mieux identifier les interdépendances, de gérer le flux de matériaux et de définir avec précision les temps de cycle de fabrication.
6. Optimisation des processus
Lorsque tous les éléments ci-dessus sont réunis, la gestion globale des opérations devient naturellement plus efficace. L’usine connectée offre d’énormes avantages opérationnels pour l’ensemble des processus, qu’il s’agisse des performances des machines, de la gestion des chaînes de montage, de l’optimisation de la chaîne d’approvisionnement, de la sécurité du personnel, des processus de contrôle qualité, etc.
Ainsi, les capteurs installés sur les machines peuvent surveiller les conditions, l’équipement et les flux de travail pour une optimisation générale des processus. Les instructions de travail électroniques quant à elles aident les opérateurs à travailler plus facilement, à accroître la productivité globale et à réduire les temps d’arrêt. L’amélioration de l’efficacité des processus se traduit par une réduction des coûts et garantit la conformité réglementaire.
7. Satisfaction des clients
Grâce aux capteurs intégrés aux stocks, les clients peuvent être informés en temps réel de l’endroit où se trouve leur commande. De plus, les capteurs offrent des informations précieuses sur l’utilisation des articles par les clients. Ces données peuvent être exploitées non seulement pour créer de meilleurs produits grâce à de meilleures recommandations d’entretien, mais aussi pour alerter les clients d’un problème potentiel.
Au bout du compte, la capacité d’une entreprise à satisfaire ses clients conditionnera sa réussite. Les opérations commerciales et les processus internes sont d’une importance capitale, mais sans clients pour acheter les produits, on ne peut pas parler d’entreprise. L’IdO offre aux fabricants un avantage concurrentiel important dans leur capacité à prévoir de manière réaliste les attentes des clients et à les satisfaire.
Nous n’avons fait qu’effleurer le concept de l’IdO et ses nombreux atouts. Au cours des prochaines années, nous pouvons nous attendre à des progrès continus qui façonneront profondément l’industrie manufacturière.
8. Intelligence artificielle des objets
Bien qu’indépendantes l’une de l’autre, l’IA et l’IdO sont deux technologies innovantes qui ont changé le visage des opérations industrielles au cours de la dernière décennie. En combinant les cerveaux artificiels de l’IA avec la commodité des objets connectés, l’intelligence artificielle des objets ou AIoT offre un réseau intelligent de systèmes connectés qui a le pouvoir de s’autocorriger. Selon McKinsey, l’IA progresse dix fois plus vite que la révolution industrielle et à une échelle 300 fois plus grande. En d’autres termes, l’IA devient de plus en plus omniprésente dans le monde, ce qui se traduit par des processus exponentiellement plus rapides et plus efficaces ainsi que par une réduction des coûts globaux pour les fabricants. À mesure que l’IA et l’IdO continueront de se compléter harmonieusement, les fabricants produiront davantage de biens en masse, avec de meilleurs rendements et à moindre coût.
9. Renforcement de la sécurité des travailleurs grâce à des robots exploitant l’IdO
Selon la Robotic Industries Association, les commandes de robots ont augmenté de 5,2 % au troisième trimestre 2019, pour un total de 1,3 milliard de dollars. Cette tendance devrait se poursuivre, car les robots accélèrent les opérations, automatisent les processus et réduisent des coûteuses erreurs humaines. Plus important encore, la robotique peut également améliorer la sécurité des travailleurs dans l’industrie manufacturière. En effet, les robots peuvent remplacer les humains pour l’exécution de tâches répétitives et néfastes à la santé musculosquelettique ou des tâches trop dangereuses pour les travailleurs humains.
Pendant que les fabricants continuent d’explorer le recours à la robotique pour améliorer les processus et la sécurité des travailleurs, les instructions de travail numériques joueront un rôle de plus en plus important pour garantir la bonne installation, l’entretien et la manipulation en toute sécurité des équipements robotiques complexes.
10. Communication en temps réel grâce à l’IIoT soutenu par la 5G
La 5G, ou cinquième génération de réseaux cellulaires sans fil, est apparue en 2019, et son incidence sur la vitesse des télécommunications est profonde. Considérée comme étant dix fois plus rapide que les réseaux LTE actuels, la 5G aura des répercussions considérables sur les performances et la fiabilité des appareils connectés partout. La 5G offre une faible latence, une bande passante élevée et une fiabilité accrue pour accélérer les processus et les flux de fabrication. En permettant aux appareils IdO de communiquer et de partager des données plus rapidement, la 5G favorisera l’adoption plus généralisée de processus de fabrication intelligents à l’avenir.
11. Viabilité grâce à l’efficacité énergétique
Selon l’Energy Information Administration (agence d’information sur l’énergie) des États-Unis, les fabricants sont responsables de la consommation de 54 % de l’électricité fournie dans le monde. La bonne nouvelle est que l’empreinte énergétique de l’industrie devrait se réduire à mesure que de plus en plus d’usines de fabrication se tournent vers l’IdO. En effet, les directeurs d’usines intelligentes peuvent facilement identifier les appareils et les machines qui consomment le plus d’énergie, et les programmer pour qu’ils s’allument et s’éteignent au moment opportun. En outre, comme un nombre croissant d’usines adoptent une approche prédictive et « intelligente » pour l’entretien de l’équipement, davantage de défauts seront détectés avant que les systèmes sous-optimaux ne commencent à drainer trop d’énergie.
Grâce à la possibilité de surveiller la consommation énergétique et de prendre des mesures immédiates pour résoudre les problèmes, les fabricants peuvent s’assurer que leurs machines fonctionnent au maximum de leur efficacité et de leur capacité sans gaspiller d’énergie.
