Que vous fassiez vos courses en magasin ou votre shopping sur internet, c’est bien grâce à l’industrie qu’il vous est possible d’obtenir vos produits préférés.
Cependant, une fois l’article dans vos mains, vous ne voyez que le résultat d’une fabrication et non toute sa démarche. L’industrie évolue nous ne la connaissons plus ! Avez-vous déjà entendu parler de la « Smart Industrie » ?
La Smart Industrie, aussi connue sous les noms « Industrie 4.0 », « Quatrième Révolution Industrielle », « Smart Manufacturing » ou encore « Industrie du futur » ; présente des intérêts inédits pour les entreprises et leurs clients.
Pourquoi parle-t-on d’une nouvelle révolution industrielle ?
La « Quatrième Révolution Industrielle » est une déclinaison pleine de sens, portée par le développement et la croissance exponentielle des technologies dans le secteur industriel. Nous entrons donc dans une nouvelle ère.
Afin de bien comprendre les enjeux de la Smart Industrie, reprenons les grandes évolutions de l’histoire industrielle :
- 1765 : l’eau et la vapeur permettent de mécaniser la production
- 1870 : l’énergie électrique mène à la production de masse
- 1969 : l’électronique et technologies de l’information permettent d’automatiser la production
Nous entrons aujourd’hui dans un renouveau de l’industrie avec l’usine « intelligente ». Cette dernière est basée sur la numérisation et l’interconnexion des machines et systèmes de production. Elle utilise les nouvelles technologies de la meilleure façon comme le Big Data et l’Intelligence Artificielle, en tire d’énormes bénéfices et pour la première fois, se tourne massivement vers les énergies alternatives pour s’alimenter.
Concrètement, qu’est-ce que l’Industrie 4.0 ?
D’après Forbes, dans son article « What Everyone Must Know About Industry 4.0 » *, pour qu’une usine puisse être considérée comme Industrie 4.0, elle doit inclure ces 4 éléments :
L’interopérabilité :
Le fait que les machines, appareils, capteurs et personnes se connectent et communiquent entre eux.
La transparence de l’information :
Le fait que les systèmes créent une copie virtuelle du monde physique à l’aide de données de capteurs de façon à contextualiser l’information.
L’assistance technique :
Cela correspond à la capacité des systèmes à aider les humains à prendre des décisions et à résoudre les problèmes, ainsi qu’à la capacité d’assister les humains dans des tâches trop difficiles ou dangereuses pour eux.
La prise de décision décentralisée :
Il s’agit de la capacité des systèmes cyber-physiques à prendre des décisions simples par eux-mêmes et à devenir aussi autonomes que possible.
L’Industrie du futur, c’est donc la transformation digitale du secteur industriel et l’évolution des méthodes de production au sein de l’industrie.
Comment fonctionne la Smart Industrie ?
Les usines 4.0 sont de plus petite taille ; elles fonctionnent en réseau et sont localisées au plus près des clients. Quant à son fonctionnement, elle travaille 24 heures sur 24 ; si un problème survient, elle est capable d’alerter les opérateurs.
Les principales évolutions de la Smart Industrie
La Smart Industrie met en réunion trois grandes évolutions :
- L’Internet des Objets
- La robotique et la cobotique (robotique collaborative)
- Le Big Data (Analytics et Intelligence Artificielle)
Ces technologies numériques doivent être associées à de nouveaux matériaux, ainsi qu’à de nouvelles techniques de production telles que la virtualisation, le cloud, la fabrication additive, la réalité augmentée …
Tout commence par la conception de la ligne de production et des produits. L’élément-clé ici est la virtualisation, qui sert à mettre au point de façon virtuelle toute la chaine.
La ligne de production est exploitée et conduite grâce à plusieurs technologies. En voici quelques exemples :
- Machine to Machine
- Robotique
- Variateurs de vitesses
- Disjoncteurs connectés
- Smart objets
- Systèmes « Start and Stop »
La Smart Industrie peut accueillir plus d’une quarantaine de technologies, qui ont toutes la qualité d’être connectées, ce qui rend l’usine plus flexible que jamais.
La donnée est au cœur de la Smart Industrie
L’usine intelligente est une usine productrice de données, celles-ci étant majoritairement délivrées par les technologies de l’Internet of Things (IoT). Pour accéder aux données et les gérer, l’usine possède différents outils de gestion, de validation ou de suivi, dirigés par l’Intelligence Artificielle grâce aux approches de Machine Learning. L’objectif de ces outils est d’envoyer les bonnes données au bon opérateur pour agir correctement.
Au sein de l’usine, la remontée d’informations se fait de façon continue.
La valeur en industrie du futur passe par de nouveaux processus et nouvelles méthodes, mais aussi par la donnée. L’amélioration des systèmes est durable grâce au Big Data qui peut apporter des résultats du fait de tous ces échanges. Sans ces données provenant de l’IoT, l’industrie ne peut pas être intelligente.
Plus elle a de données à sa disposition plus elle apprend, et donc plus elle est performante et précise. L’optimisation des machines, la connaissance client, l’anticipation des risques, ou encore une meilleure prise de décision peuvent être établies grâce aux analyses de ces données.
Les robots ou les machines sont désormais connectés, on parle de technologie « Machine to Machine ». Le M2M met en communication les équipements en les connectant, à moindre coût et sans aucune intervention humaine.
Cette connexion permanente entre les appareils fait grandir la quantité de données récoltée. Ces données sont émises de façon automatique par le matériel en utilisation, il n’y a pas forcement de touche humaine derrière chaque donnée émise. L’intervention de l’homme fortement réduite est cependant compensée par cette capacité que possède une machine à agir comme l’homme. L’Intelligence Artificielle reproduit notre façon d’apprendre et raisonner, c’est pourquoi l’usine est incroyablement autonome. Il est alors possible d’avoir des informations de tout type sur par exemple, l’utilisation d’un produit, sur son degré d’obsolescence, de dégradation, ou sur ses éventuelles défaillances.
La maintenance représente une entité très importante dans l’industrie. Il est possible d’en distinguer plusieurs types :
- La maintenance corrective, celle qui permet de savoir pourquoi la machine est en panne. Pour y parvenir, on utilise la réalité augmentée, qui nous permet de visualiser en 3D l’ensemble de la machine et ses composants.
- La maintenance collaborative, qui est basée sur le partage d’informations. Tout ce qui est vu et appris lors d’une maintenance est conservé et mis en commun, ce qui permet de tout savoir sur une machine dès que cela est nécessaire.
- La maintenance préventive, aussi appelée maintenance conditionnelle, qui est basée sur les technologies du Big Data. Il est possible d’effectuer un grand nombre d’analyses, de découvrir la fréquence des pannes et la condition d’utilisation d’une machine, dans le but de comprendre et prévoir les futures pannes.
Les différentes maintenances sont complémentaires, chacune améliore l’efficacité des autres.
Quelques cas d’usages de la donnée dans la Smart Industrie :
LA MAINTENANCE PRÉDICTIVE
La Smart Industrie a ses propres cas d’usage dans l’utilisation de la donnée.
Il est désormais possible par exemple de savoir à quel moment un appareil va tomber en panne avec la maintenance prédictive, parfois confondue avec la maintenance préventive. Il faut pour cela s’aider de plusieurs technologies de l’IoT comme les populaires capteurs RFID. Grâce aux données collectées et aux technologies d’apprentissage comme l’Intelligence Artificielle, nous pouvons en apprendre beaucoup sur les machines. Les données nous donnent de nombreux signes sur les éventuelles défaillances et dysfonctionnements à venir sur les machines ; ce qui permet d’établir des plannings de maintenance, et même d’effectuer de simples vérifications pour éviter tout problème pouvant impacter le fonctionnement de l’usine.
Contrairement à la maintenance préventive, la maintenance prédictive préconise d’agir seulement quand il y a nécessité. La maintenance préventive peut s’apparenter à un entretien périodique des machines ; périodique car agir au bon moment est difficile, il faut alors « un contrôle de routine ». Ce type de maintenance s’avère parfois inutile. En effet, certains composants vont être changés sans réels besoins, par « prévention ». Voilà pourquoi la maintenance prédictive apporte plus d’intérêts. Les personnes chargées de l’entretien auront des informations très détaillées et en temps réel sur l’état des machines. Les équipements connectés sont capables d’avertir le personnel et d’activer de façon automatique le processus de maintenance qui convient.
Une bonne maintenance permet une plus longue durée de vie des outils de production, et limite grandement le risque d’accidents ou autres problèmes liés à la sécurité du personnel.
OPTIMISER LA QUALITÉ DE LA CHAINE DE PRODUCTION ET DE SES PRODUITS
Avec toutes les données récoltées lors de la production d’un grand nombre d’articles, il est possible d’associer les bons paramètres nécessaires à la confection d’un produit qui détient la meilleure qualité.
Il y a une grande uniformité dans la production, du fait que chaque produit soit fait suivant ces mêmes paramètres.
Dans le secteur alimentaire par exemple, il y a énormément de règles à respecter pour que le produit soit de qualité optimale, et respecte les conditions liées à la sécurité alimentaire.
Une usine spécialisée dans la confection des emballages alimentaires pourra posséder ses propres algorithmes/processus ; ces derniers permettront à l’usine de s’adapter à différents facteurs, comme celui de la température de l’usine qui peut impacter grandement la qualité du produit lors de la mise en forme du plastique. La température de chauffe et celle de l’usine sera alors contrôlée automatiquement, et les produits défectueux presque inexistants.
L’Intelligence Artificielle fait clairement partie des technologies incontournables pour le changement du secteur industriel. L’optimisation, la performance ou encore la rentabilité deviennent une priorité. Invenis peut vous accompagner dans l’exploitation de vos données industrielles. Pour davantage d’informations, contactez-nous : hello@invenis.co
* Lien vers l’article de Forbes : https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2016/06/20/what-everyone-must-know-about-industry-4-0/#19292edd795f
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