Usine intelligente
Une « usine intelligente » est un écosystème numérique hautement intégré. Elle utilise des technologies connectées, des machines, l'intelligence artificielle et des capteurs IoT pour collecter des données en temps réel. Ce volume de données permet aux fabricants d'optimiser la production, d'automatiser certaines tâches et même de prévoir les pannes susceptibles d'entraîner des temps d'arrêt.
Points clés
Usine numérique flexible, hautement automatisée et entièrement intégrée
La technologie connectée avec l'industrie 4.0 et l'IIoT
Amélioration continue (kaizen) grâce à la collecte de données
Optimisé, allégé et souvent agile
Différence entre « usine intelligente » et « fabrication intelligente »
La fabrication intelligente désigne les technologies et les bonnes pratiques mises en œuvre par une usine intelligente. En revanche, une usine intelligente est un site qui utilise la fabrication intelligente pour améliorer sa production.
Ces deux termes sont similaires, en particulier dans le contexte de l’industrie moderne. Pour retenir la différence :
- Considérez la fabrication intelligente comme la pratique.
- Considérez une usine intelligente comme l’environnement dans lequel ces processus s’exécutent.
Par exemple, l’utilisation de capteurs pour vérifier les spécifications des produits est une méthode de fabrication intelligente. Un site de production qui utilise des capteurs dans son architecture IIoT serait une usine intelligente.
Les défis des usines intelligentes
Les usines intelligentes représentent l'avenir de l'industrie manufacturière. Cependant, certains défis peuvent se présenter. Ceux-ci pourraient se transformer en problèmes si l'on n'y prête pas attention.
- Elles exigent des normes de sécurité plus strictes
- Elles nécessitent une collaboration totale entre l’informatique (IT) et les technologies opérationnelles (OT)
- Elles peuvent s’avérer coûteuses en fonction des machines et de la pile technologique
- Il existe un risque de collecter des données sans plan d’analyse clair
- Le recours croissant aux compétences numériques nécessite une mise à niveau progressive des compétences du personnel
Ces points montrent que le développement d’une usine intelligente sans plan ni cadre clair pourrait compromettre la transformation numérique. Par conséquent, ces défis restent potentiels plutôt que certains, en particulier lorsque les organisations mettent en œuvre des pratiques de fabrication intelligente avec soin.
Avantages des usines intelligentes
Les avantages des usines intelligentes sont nombreux. Aujourd’hui, on en découvre de nouveaux à mesure que les appareils IoT et d’autres technologies s’améliorent.
- Efficacité et productivité optimisées
- Réduction du gaspillage (temps d’arrêt, excès de matériaux, stocks)
- Meilleur contrôle qualité et planification proactive de la qualité tout au long de la production
- Capacités prédictives pour la maintenance et la prévision de la demande
- Visibilité accrue sur les flux de travail pour le dépannage
- Travail plus sûr et moins répétitif pour les employés en atelier
- Efficacité énergétique accrue pour atteindre les objectifs de zéro émission nette
À mesure que votre usine intelligente deviendra plus connectée, vous constaterez davantage d’avantages.
Vous bénéficierez d’un écosystème numérique flexible. Il n’y a aucune limite à ce que vous pouvez améliorer dans vos processus de production. Utilisez la collecte de données ciblée et les informations exploitables pour obtenir de meilleurs résultats.
Comment devenir une usine intelligente
La transformation en usine intelligente n’est pas un processus universel. Cependant, les usines intelligentes s’appuient sur des éléments clés qui sont les moteurs de leur réussite et qui se retrouvent dans tous les cas. Voici les composantes du modèle d’usine intelligente :
Le « où » : une architecture de l’information robuste
Aucune usine intelligente ne serait complète sans une architecture de l’information robuste, qui constitue le fondement des technologies de fabrication connectées. Les usines intelligentes réussissent lorsqu’elles maîtrisent leurs décisions informatiques. Cela vaut aussi bien pour celles qui utilisent le cloud computing que pour celles qui ont recours à des systèmes sur site. La plupart des usines intelligentes combinent ces deux options pour adapter leurs lignes de production et réduire leurs coûts.
Cette base ouvre la voie à l’intégration de l’Internet industriel des objets (IIoT). L’IIoT est un réseau d’appareils IoT, tels que des capteurs et des équipements automatisés, qui collectent des données en vue d’une analyse ultérieure. Sans une compréhension claire de vos systèmes informatiques, vous ne pouvez pas tirer pleinement parti de l’IIoT.
Vous avez également besoin d’une structure solide pour votre infrastructure technologique. Sans cela, les capacités de l’IIoT sont difficiles à exploiter.
Le « pourquoi » : les méthodologies de fabrication intelligente
La plupart du temps, les fabricants mettent en place des usines intelligentes dans un seul but : optimiser la production et les bénéfices. Ce « pourquoi » s’inscrit parfaitement dans le cadre des méthodes suivantes, qui visent à minimiser le gaspillage et/ou à optimiser les flux de travail.
Ils peuvent recourir aussi bien au traitement par lots qu’aux flux de travail en continu. Cela dépend de l’approche de l’entreprise. Cela dépend également de la manière dont les dirigeants orientent les opérations et les flux de travail.
Les fabricants élaborent des stratégies à long terme en appliquant les principes de l’usine intelligente.
Le « quoi » : la technologie de l’usine connectée
Les technologies connectées constituent le quoi de l’usine intelligente. Il s’agit du matériel physique et des logiciels virtuels qui contribuent à la production en collectant des données ou en organisant les flux de travail. Cela inclut notamment les formulaires intelligents, les logiciels de Business Intelligence et les systèmes cyber-physiques eux-mêmes.
Certaines usines intelligentes tirent un grand bénéfice des capteurs IoT automatisés. D’autres y ajoutent des appareils portables pour maintenir la connexion des travailleurs et un réseau de automates programmables.
Ce qu’il faut retenir concernant les technologies sur lesquelles s’appuient les usines intelligentes, c’est qu’il n’y a jamais « une seule » chose. Les véritables usines intelligentes s’appuient sur des réseaux d’appareils et de logiciels qui fonctionnent ensemble.
Elles créent une vision claire et cohérente des opérations. Ce qui est essentiel, c’est que les usines intelligentes intègrent ces capacités à l’aide de l’analyse de données.
Le moment : l’analyse intégrée
Le dernier élément essentiel d’une usine intelligente réside dans l’analyse du big data et le moment où l’utiliser. Elle permet de déterminer précisément quand optimiser votre processus de production. Par exemple, des modèles prédictifs peuvent extraire des données et indiquer une planification optimisée pour les mises à jour de la production en flux tiré-poussé .
Parmi les exemples d’analyse de données, on peut citer le contrôle statistique des processus (SPC), mesures du taux de rendement global (OEE) ou les diagrammes de Pareto et leurs analyses. La collecte de données ne suffit pas ; votre logiciel doit les trier, les analyser et les exploiter..
Exemples d'usines intelligentes
Les usines intelligentes sont présentes dans presque tous les secteurs industriels, mais elles ne sont pas toujours faciles à repérer. Une grande partie de la collecte de données s'effectue en coulisses.
Les usines intelligentes partagent souvent des caractéristiques similaires, mais elles peuvent se présenter sous des formes très différentes. Voici néanmoins quelques exemples concrets d'usines intelligentes modernes, à titre de référence :
1. Mitsubishi Electric
La transformation de Mitsubishi Electric vers l’usine intelligente a commencé par l’abandon des instructions de travail sur papier au profit d’instructions visuelles interactives et intégrées.
Les « Smart Forms » améliorent la traçabilité tout au long du cycle de vie de la production. À tout moment, Mitsubishi peut consulter les formulaires de contrôle qualité antérieurs. Grâce à la fonctionnalité ToolConnect de VKS, Mitsubishi garantit un assemblage correct à chaque fois. Par exemple, pour chaque vis ou boulon, ToolConnect mesure l’action effectuée et vérifie que le couple et l’angle sont corrects.
2. Valve Research
Valve Research a réinventé ses processus de production en numérisant ses instructions d’assemblage et en collectant des données sur les pièces.
VKS envoie automatiquement aux superviseurs des données détaillées sur les tâches ainsi que des formulaires quotidiens relatifs aux processus (tels que le fonctionnement électrique). Valve Research utilise principalement ces données pour améliorer ses processus. En analysant ces enregistrements, l’entreprise peut mesurer et tester avec précision les changements apportés au processus d’assemblage afin de planifier les futurs flux de travail.
Pour en savoir plus, consultez comment Valve a standardisé ses procédures d’assemblage à l’aide du logiciel VKS.
3. KONE
KONE Coal Valley répond aux normes de l’usine intelligente en intégrant des instructions de travail interactives et des flux de travail rationalisés à son système ERP.
Chez KONE, les manuels couvrent les meilleures pratiques standard et les protocoles de sécurité, et ne varient qu’en fonction des longueurs des matériaux et de détails spécifiques. KONE intègre directement les dessins et les plans techniques au sein des instructions de travail numériques. Cela permet aux opérateurs de consulter les étapes et les spécifications dans un système unique, spécialement conçu à cet effet.
Le format étant dématérialisé, KONE peut mettre à jour ses processus d’un simple clic. Cela facilite le suivi et l’amélioration. Il s’agit là d’un avantage majeur pour la fabrication à forte diversité et faible volume (HMLV).
Découvrez comment KONE a réduit son temps de production de 75 % en adoptant des outils d’usine intelligente.
4. Schneider Electric
En exploitant des API et des données en temps réel, Schneider Electric a su capturer le savoir-faire empirique et le standardiser pour l’atelier.
Grâce à VKS, Schneider Electric Dinel a amélioré la standardisation, la durabilité et l’autonomie de son personnel. En tant que leader dans la fabrication de capteurs pour les centres de données, les maisons connectées et les bâtiments durables, l’entreprise aide les gens partout dans le monde. Elle leur permet d’optimiser leur consommation d’énergie et l’utilisation de leurs ressources.
Découvrez comment Schneider Electric a accru sa productivité grâce à l’utilisation de démonstrations vidéo.
L'avenir des usines intelligentes
L'ère actuelle de l'industrie manufacturière est celle de l'Industrie 4.0. Certains experts du secteur estiment que l'IA et la robotique nous conduisent déjà vers l'Industrie 5.0. L'Industrie 5.0 met l'accent sur l'intégration continue entre les humains et les ordinateurs au sein du secteur manufacturier.
À mesure que les entreprises encouragent le perfectionnement des compétences et le partage des compétences numériques, le lien entre les humains et les machines ne fait que se renforcer.
Les fabricants seront les principaux bénéficiaires des progrès de l’IA, qui placera le big data au cœur de l’avenir des usines intelligentes. C’est pourquoi il n’est jamais trop tard pour entamer votre transformation numérique.
