Industrie 4.0

"L’Industrie 4." est un terme utilisé pour désigner l’ère actuelle des technologies numériques dans le secteur de la fabrication industrielle. Caractérisée par une collaboration entre le travail humain et le travail autonome, la quatrième révolution industrielle a dépassé les lLe terme « Industrie 4.0 » désigne l'infrastructure numérique de la fabrication moderne, caractérisée par des réseaux autonomes, l'analyse des données en temps réel et les systèmes cyber-physiques. Alors que le secteur industriel s'oriente activement vers l'Industrie 5.0 — qui met l'accent sur la collaboration homme-robot et le développement durable —, l'Industrie 4.0 reste le cadre opérationnel dominant mis en place au cours des années 2010. Elle fournit les fondements technologiques de la fabrication intelligente grâce au cloud computing, aux outils intelligents et à l'automatisation interconnectée.

Comment en sommes-nous déjà arrivés à la quatrième révolution industrielle ?

Les « révolutions industrielles » constituent un cadre historique permettant de comprendre les progrès technologiques des outils modernes au cours de l’histoire récente. Ce cadre s’appuie sur des données historiques issues de plusieurs civilisations occidentales à partir du milieu du XVIIIe siècle environ, ces pays étant principalement la Grande-Bretagne, l’Europe et l’Amérique du Nord. Les outils et systèmes industriels que nous utilisons encore aujourd’hui dans l’industrie moderne trouvent leur origine dans le complexe industriel qui a commencé à se développer dans les années 1760.

Première révolution industrielle

La première révolution industrielle, qui s’est déroulée entre 1760 et 1840 environ, s’est caractérisée par l’utilisation de la force mécanique, principalement l’énergie hydraulique et la vapeur, dans des opérations industrielles à grande échelle. Grâce à l’adoption d’une force mécanique inépuisable et peu coûteuse, les usines n’avaient plus besoin d’employer une personne pour chaque tâche ; une machine était capable de produire à une échelle incroyablement rentable et ne nécessitait souvent qu’un ou deux ouvriers pour la faire fonctionner.

Deuxième révolution industrielle

À mesure que les usines réduisaient leurs délais de production, elles pouvaient fabriquer davantage de produits et investir dans l’élargissement de leur marché, ce qui stimulait la demande. Ainsi, la production de masse constitue une autre caractéristique clé de la deuxième révolution industrielle, dont on considère généralement qu’elle s’est déroulée entre 1871 et 1914 environ. L’industrie 2.0 a grandement bénéficié de l’expansion coordonnée des réseaux télégraphiques et ferroviaires.

Des inventions décisives, telles que l’électricité accessible à tous et la chaîne de montage organisée, ont amélioré la capacité des usines à intégrer des pièces mécaniques de pointe dans le flux de travail humain.

Troisième révolution industrielle

La troisième révolution industrielle se caractérise par les premières introductions des technologies informatiques et d’automatisation. Elle a débuté à la fin du XXe siècle, après un ralentissement des progrès technologiques industriels suite aux deux premières guerres mondiales. Le premier ordinateur mécanique à moteur, le Z1, a été inventé. Les scientifiques se sont rapidement lancés à la découverte de l’ère numérique grâce aux applications des mathématiques binaires et booléennes.

Quatrième révolution industrielle

L’Industrie 4.0 présente de nombreux points communs avec l’Industrie 3.0, car elle s’appuie sur les applications des systèmes informatiques. Officiellement baptisée en 2016, l’Industrie 4.0 a débuté au début du XXIe siècle, selon la plupart des historiens.

Dans l’ensemble, l’Industrie 4.0 se distingue par l’accent mis sur la numérisation et l’optimisation des données, notamment grâce au cloud computing et à l’Internet industriel des objets. Toutes ces technologies ont été mises en œuvre pour donner naissance à ce que l’on appelle une usine intelligente numérique. Plus précisément, les systèmes cyber-physiques (CPS) sont les moteurs des spécifications de l’Industrie 4.0 : ils alimentent d’autres technologies pertinentes à notre époque, telles que l’intelligence artificielle, le big data, l’apprentissage automatique et la fabrication additive.

Applications de l'Industrie 4.0

Les applications de la transformation numérique sont pratiquement infinies. Les possibilités offertes par les technologies de l'Industrie 4.0 recoupent de multiples domaines d'innovation.

Voici les principaux moteurs de la quatrième révolution industrielle :

• l'usine intelligente
• la robotique et l’intelligence artificielle
• la connexion au cloud et l’intégration des réseaux
• la fabrication additive
• la maintenance prédictive et les prévisions
• l’omniprésence de l’économie de la connaissance

Sommes-nous sûrs d’être dans la quatrième révolution industrielle ?

Nous pouvons mesurer nos progrès dans l’Industrie 4.0 à l’aune du degré d’intégration des technologies numériques dans les opérations de fabrication. Un indicateur clé d’une véritable « usine intelligente » réside dans l’équilibre harmonieux entre l’intégration horizontale et verticale.

L’intégration horizontale tout au long de la chaîne de valeur

Dans le monde des affaires traditionnel, l’intégration horizontale fait référence à la fusion avec des concurrents ou à leur rachat. Dans le contexte de l’Industrie 4.0, cependant, l’intégration horizontale signifie relier les données et les systèmes de bout en bout sur l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement. Grâce aux plateformes cloud, aux réseaux IIoT et à la communication en temps réel, les fabricants peuvent échanger des données de manière transparente avec leurs fournisseurs, leurs partenaires logistiques, leurs distributeurs et leurs clients partout dans le monde.

L’intégration verticale, du terrain à l’entreprise

Historiquement, l’intégration verticale consistait à maîtriser plusieurs étapes du processus de production, telles que la fabrication des pièces et l’assemblage du produit final. Dans le cadre de la fabrication intelligente, l’intégration verticale désigne la connexion du matériel physique de l’atelier aux logiciels d’entreprise. Les capteurs, les automates programmables (PLC) et les appareils IoT au niveau des machines transmettent automatiquement les données opérationnelles vers les systèmes d’exécution de la fabrication (MES) et les progiciels de gestion intégrée (ERP), permettant ainsi de prendre des décisions commerciales fondées sur les données de l’usine en temps réel.

Préoccupations spécifiques de l’Industrie 4.0

Tout comme pour les autres révolutions industrielles, les problèmes de la révolution actuelle sont une aggravation de ceux de l’époque précédente. Il est normal que des systèmes historiques en évolution subissent des tensions, mais il est également important d’être conscient des faiblesses de la vie au sommet de la technologie industrielle.

1. Sécurité : probablement le plus grand enjeu de la numérisation industrielle, la cybersécurité doit constituer un investissement et une priorité. À mesure que les actifs sont numérisés et que les plateformes sont partagées entre des conglomérats d’entreprises, le risque d’attaques par des pirates informatiques augmente.

2. Interopérabilité imposée : à mesure que de plus en plus de technologies (y compris des plateformes, des logiciels, des appareils IoT, etc.) sont développées, les gouvernements et les organisations doivent veiller à ce que les entreprises qui créent ces technologies les conçoivent dans l’intérêt des clients, plutôt que de monopoliser une technologie au moyen d’un produit. Une collaboration accrue entre les systèmes logiciels, ainsi qu’une meilleure intégration entre les technologies de l’information (IT) et les technologies opérationnelles (OT), contribuera à résoudre ce problème.

3. Incertitude de la chaîne d’approvisionnement : en raison de problèmes généraux tels que la dégradation de l’environnement, l’épuisement des ressources naturelles, l’instabilité politique et les pénuries de main-d’œuvre, les chaînes d’approvisionnement mondiales sont devenues de plus en plus difficiles à coordonner. Les dirigeants stratégiques auront davantage de difficultés à prendre en compte ces défis à l’avenir.

À quoi ressemblera l’Industrie 5.0 ?

Certaines personnes dans le secteur de la fabrication industrielle aiment désigner la pointe des processus technologiques sous le nom d’« Industrie 5.0 ». Elles soutiennent que la cinquième révolution industrielle inaugurera une nouvelle ère où les humains travailleront aux côtés de robots et d’autres machines intelligentes. Alors que l’Industrie 4.0 intégrait la robotique et les technologies intelligentes destinées à être utilisées par les humains, l’Industrie 5.0 inaugure théoriquement une nouvelle ère de travail aux côtés des robots et de collaboration avec eux.

C’est certainement un sujet qui mérite réflexion, mais ne vous inquiétez pas si vous avez l’impression d’être en retard, la plupart des grands acteurs de l’industrie considèrent encore que les applications de la robotique, des capteurs automatisés et des technologies intelligentes, ainsi que l’interopérabilité entre les machines et les humains, constituent toujours les fondements de l’Industrie 4.0.

Qui sait ? Peut-être qu’une technologie encore inconnue aujourd’hui ajoutera à l’avenir une dimension inattendue à l’optimisation des systèmes.