Usine intelligente

Une usine intelligente est un écosystème numérique hautement intégré qui fonctionne à l'aide d'outils de fabrication intelligents dans l'IIoT, comme l'analyse de données et les technologies connectées. Elle est emblématique de l'industrie 4.0 et de l'avenir de la fabrication propre.

Différence entre Smart Factory et Smart Manufacturing

La fabrication intelligente est la technologie et les meilleures pratiques utilisées par une usine intelligente. L'usine intelligente est une installation qui fait passer les techniques de fabrication intelligente au niveau supérieur grâce à un processus de production cohérent et intégré.

Ces deux termes sont similaires, en particulier dans le contexte de l'industrie moderne. Pour se souvenir de la différence, il faut considérer la fabrication intelligente comme la pratique, et l'usine intelligente comme le lieu où la pratique a lieu.

Par exemple, l'utilisation de capteurs pour évaluer les spécifications du produit est une technique de fabrication intelligente, et un site de production qui intègre des capteurs dans son architecture IIoT serait une usine intelligente.

Inconvénients des usines intelligentes

Les usines intelligentes sont l'avenir de la fabrication, mais la mise en œuvre de la fabrication intelligente présente certaines difficultés qui pourraient se transformer en problèmes potentiels si vous n'y prenez pas garde.

• Exiger des normes de cybersécurité plus élevées
• Nécessité d'une collaboration totale entre les technologies de l'information et les technologies de l'information et de la communication
• Potentiellement coûteux en fonction des machines et de l'ensemble des technologies.
• Possibilité de collecter des données sans plan d'analyse précis
• La dépendance croissante à l'égard des compétences numériques nécessite une mise à niveau progressive de la main-d'œuvre.

Ces points révèlent que le développement d'une usine intelligente sans un plan et un cadre clairs pourrait saboter la transformation numérique. Ces inconvénients sont donc hypothétiques et ne sont pas inévitables, surtout si vous êtes prudent dans la mise en œuvre des pratiques de fabrication intelligente.

Avantages des usines intelligentes

Les avantages des Smart Factories sont nombreux et on en découvre encore plus aujourd'hui à mesure que les appareils IdO et d'autres technologies sont perfectionnés.

• Efficacité et productivité optimisées
• Réduction des déchets (temps d'arrêt, excès de matériaux, stocks)
• Meilleur contrôle de la qualité et planification proactive de la qualité tout au long de la production
• Capacités prédictives pour la maintenance et la prévision de la demande.
• Meilleure visibilité du flux de travail pour le dépannage
• Travail plus sûr et moins répétitif pour les employés sur le terrain
• une efficacité énergétique accrue pour atteindre les objectifs d'émissions nettes zéro.

Le plus intéressant, c'est que plus votre usine intelligente sera intégrée, plus vous récolterez les fruits d'un écosystème numérique flexible. Il n'y a pas de limite à ce que vous pouvez améliorer dans vos processus de production grâce à l'acquisition de données ciblées et à des informations exploitables.

Comment devenir une usine intelligente

Il n'y a pas de bonne ou de mauvaise voie pour devenir une usine intelligente. Toutefois, il existe des éléments clés qui sont essentiels à sa réussite et que l'on retrouve dans tous les domaines. Voici les éléments de l'archétype de l'usine intelligente :

Le Où : Une architecture de l'information robuste

Aucune usine intelligente ne serait complète sans une solide architecture de l'information qui servirait de base à la technologie de fabrication connectée. Qu'elles utilisent l'informatique en nuage ou les capacités sur site, les usines intelligentes réussissent lorsqu'elles contrôlent totalement leurs décisions en matière d'informatique. La plupart des usines intelligentes utilisent une combinaison des deux afin d'offrir des possibilités d'évolutivité dans leurs lignes de production et de réduire les coûts financiers.

Cette base prépare le terrain pour se brancher sur l'Internet industriel des objets (IIoT). L'IIoT est un réseau de dispositifs IdO tels que des capteurs et des équipements automatisés qui collectent des données en vue d'une analyse ultérieure. Sans une bonne compréhension et structuration de vos technologies de l'information, vous ne pourrez pas bénéficier des capacités quasi infinies de l'IIoT.

Le pourquoi : Méthodologies de fabrication intelligente

Le concept de production allégée est assez universellement pratiqué par les usines intelligentes de l'ère moderne de la fabrication. Les principes de base de la production allégée sont la minimisation des déchets de production inutiles et l'optimisation des flux de travail.

Pour aller plus loin dans le pourquoi, ou l'objectif derrière la fabrication intelligente, les usines intelligentes suivent souvent des méthodologies supplémentaires comme Systèmes de fabrication flexibles (FMS) ou Gestion de la qualité totale (TQM). Elles peuvent utiliser une combinaison de traitement par lots et de flux de travail continus, en fonction de la philosophie générale de l'entreprise et des moyens par lesquels les dirigeants guident les opérations et le flux de travail global.

Les usines intelligentes sont dirigées par des fabricants qui comprennent les divers éléments de ces principes directeurs et s'en inspirent pour élaborer des stratégies de production à long terme.

Le quoi : La technologie de l'usine connectée

Les technologies connectées sont *ce que les Smart Factories ont physiquement (matériel) ou virtuellement (logiciel) contribuant à la production en collectant des données ou en organisant le flux de travail. Il s'agit d'éléments tels que les Formulaires intelligents, les logiciels de veille stratégique et les systèmes cyber-physiques eux-mêmes.

Certaines usines intelligentes tirent des avantages incommensurables de l'utilisation de capteurs IoT automatisés ; d'autres peuvent préférer des vêtements pour garantir des travailleurs connectés, ou un réseau de contrôleurs logiques programmables déployés.

La chose la plus importante à propos des technologies dont dépendent les usines intelligentes est qu'il n'y a jamais qu'une seule chose. Les véritables usines intelligentes s'appuient sur des réseaux de ces dispositifs et logiciels qui interagissent les uns avec les autres pour dresser un tableau cohérent des opérations. Ce qui est essentiel, c'est que les usines intelligentes intègrent ces capacités à l'aide d'analyses.

Le quand : L'analyse intégrée

Le dernier élément essentiel des usines intelligentes est l'analyse des données (big data), ou le quand - l'application et la mise en œuvre des connaissances révélées par les données que vous avez collectées à l'aide des technologies connectées utilisées dans l'atelier.

Des exemples d'analyse de données sont le contrôle statistique des processus (SPC), la mesure de l'efficacité globale des équipements (OEE), ou les diagrammes de Pareto et les analyses. Il ne suffit pas de collecter des données, il faut les trier, les analyser et les utiliser.

C'est pourquoi l'analyse des données est le quand - elle identifie les domaines du processus de production qui peuvent être améliorés et le moment où ils peuvent l'être. Par exemple, les modèles prédictifs peuvent extraire des données des machines connectées de l'usine intelligente et indiquer une programmation optimisée pour les mises à jour de fabrication push-pull.

Exemples d'usines intelligentes

On trouve des usines intelligentes dans presque tous les secteurs de l'industrie manufacturière, et il est possible que vous ne les reconnaissiez pas tout de suite parce qu'une grande partie des processus de capture de données et de numérisation se trouvent "sous le capot" du système.

Les usines intelligentes partagent souvent des caractéristiques similaires, mais elles peuvent se présenter de manière différente. Néanmoins, voici quelques exemples concrets d'usines intelligentes modernes pour faciliter la consultation :

1. Mitsubishi Electric

La transformation de l'usine intelligente de Mitsubishi Electric a commencé par l'élimination des instructions de travail sur papier et leur remplacement par des instructions de travail visuelles interactives et intégrées.

Les Smart Forms augmentent la traçabilité dans le cycle de vie de la production. L'incorporation de formulaires de contrôle de la qualité avec des instructions de travail numériques normalisées va plus loin que l'atelier pour garantir une production satisfaisante : dans le rare cas où un client reçoit un produit endommagé, Mitsubishi Electric peut se référer à des formulaires de contrôle de la qualité antérieurs qui incluent des photos et des mesures du produit avant qu'il ne quitte l'entrepôt. Mitsubishi continue à chercher des moyens innovants pour poursuivre l'amélioration continue. La prochaine étape sur la voie de l'intégration de l'usine intelligente consiste à mettre en œuvre la fonction ToolConnect de VKS. Cette fonction garantit un assemblage correct en communiquant avec des outils dynamométriques intelligents à l'aide d'un protocole ouvert. Par exemple, pour chaque vis ou boulon utilisé dans le processus d'assemblage, ToolConnect mesure l'action effectuée et vérifie que le couple, l'angle et le nombre de filets sont corrects. Une fois que la plate-forme a vérifié que les chiffres corrects ont été atteints, l'instruction de travail passe automatiquement à l'étape suivante du processus, ce qui permet à l'opérateur de rester synchronisé avec les instructions de travail en temps réel.

Pour en savoir plus sur la façon dont Mitsubishi Electric est devenue plus durable sur le plan environnemental dans sa quête de l'usine intelligente, cliquez ici.

2. Valve Research

Valve Research a réinventé ses processus de production en numérisant ses instructions d'assemblage et en saisissant des données sur les pièces.

L'un des processus essentiels à la planification future des flux de travail consiste à analyser les données que VKS envoie automatiquement aux superviseurs. Ingleton explique : "Cela me permet de savoir ce qui s'est passé en détail pour des travaux spécifiques. Nous disposons également de nombreux formulaires qui m'envoient automatiquement et quotidiennement des informations sur les processus de travail, comme le fonctionnement électrique, par exemple. La plupart des données que nous recueillons sont liées à l'amélioration des processus". Ces données agrégées permettent à Ingleton de tester des changements dans le processus d'assemblage avec une plus grande précision dans les délais et les mesures.

Pour en savoir plus sur la façon dont Valve a normalisé les procédures d'assemblage à l'aide du logiciel VKS.

3. KONE

KONE Coal Valley fait évoluer son système ERP vers les normes de l'usine intelligente en intégrant des instructions de travail interactives avec des flux de travail améliorés.

Les guides décrivent les meilleures pratiques, les protocoles de sécurité et les étapes requises pour chaque action. Les seules choses qui diffèrent sont les longueurs des matériaux et certaines spécifications. C'est pourquoi KONE Coal Valley relie les dessins, les plans d'ingénierie et les documents supplémentaires aux instructions de travail. Cela permet aux opérateurs de voir les étapes appropriées et d'examiner rapidement les spécifications au sein d'un système conçu à cet effet. KONE met à jour ses processus et ses documents en un seul clic. Désormais, leur format sans papier est facile à suivre, à mettre à jour et à améliorer. C'est très pratique pour un fabricant de produits à faible volume et à mélange élevé (HMLV).

Pour en savoir plus sur comment KONE a réduit son temps de production de 75 % en adoptant les outils de l'usine intelligente.

4. Schneider Electric

Grâce aux API et à la collecte de données en temps réel, Schneider Electric a capturé des connaissances tribales essentielles et les a normalisées pour l'atelier.

Depuis l'intégration de VKS dans leurs opérations, Schneider Electric Dinel à Gournay a bénéficié d'une standardisation accrue, de pratiques durables améliorées et d'une main-d'œuvre plus indépendante et plus résiliente. En tant que fabricant leader de capteurs et de solutions incroyables qui facilitent les centres de données, les maisons intelligentes et les bâtiments durables, Schneider Electric s'engage à permettre aux gens de tirer le meilleur parti de leur énergie et de leurs ressources dans le monde entier.

En savoir plus sur comment Schneider Electric a augmenté la productivité en utilisant des démonstrations vidéo.

L'avenir des usines intelligentes

L'ère actuelle de la fabrication est celle de l'industrie 4.0. Certains experts de l'industrie pensent que nous sommes en bonne voie pour l'industrie 5.0 avec les contributions de l'intelligence artificielle et de la robotique. L'industrie 5.0 se concentre sur l'intégration continue entre les humains et les ordinateurs au sein de l'industrie manufacturière.

Cette interaction homme-machine ne fait que se développer davantage avec la poursuite du partage des compétences et de l'amélioration des compétences numérique, encouragée par les entreprises.

À mesure que les capacités d'automatisation et d'IA s'améliorent, le big data finira par jouer un rôle plus important au sein de l'usine intelligente, au bénéfice des fabricants. C'est pourquoi il n'est jamais trop tard pour entamer votre transformation numérique.