Industrie 4.0: Comment la technologie révolutionne l'industrie manufacturière
Industrie 4.0 peut ressembler à un jeu de type SimCity-style, mais c'est vraiment le plus grand changement pour frapper la fabrication mondiale depuis l'automatisation. Axé sur la robotique avancée et l'automatisation, de nouvelles façons d'interaction homme-machine et de vastes données et une connectivité accrue, l'industrie 4.0 est prête à moderniser la fabrication et à stimuler la compétitivité industrielle occidentale. Industry 4.0 offre aux fabricants la possibilité de collecter, d'analyser et d'agir sur d'immenses stocks de données comme jamais auparavant, puis de mettre ces actions en mouvement grâce à une robotique automatisée hautement efficace. Le résultat?
Qu'est-ce que l'industrie 4.0?
L'industrie 4.0, également appelée fabrication 4.0, est le mariage des opérations informatiques et de fabrication - la maturation de la technologie numérique dans l'industrie manufacturière. Mark Holleran, ancien PDG de Xplore Technologies, affirme qu'il s'agit d'un «passage holistique de la production centralisée à la production décentralisée», qui nécessite l'adaptation des processus, des talents, de la structure commerciale et de la technologie. Des capteurs sophistiqués, l'informatique en nuage, l'IoT, la capture et l'analyse de données, et la fabrication numérique ... sont autant de facteurs qui contribuent à l'avènement de la prochaine révolution industrielle », a déclaré Holleran à Mobby Business. ouvrant la voie à la fabrication 4.0 et comment ils fonctionnent. Ensemble, ils créent un écosystème high-tech d'appareils intelligents qui permettent d'atteindre un lieu de travail optimisé et efficace.
Internet des objets
Le nombre d'appareils intelligents et la quantité de données capturées, analysées et stockées augmentent, connectivité et communication ne deviendra plus important. Tant au sein de l'entreprise que des partenaires tiers, les entreprises auront besoin que leurs données soient partageables et compatibles pour permettre un niveau d'opération plus élevé.
Declan Keir-Saks, directeur de Deskera, a déclaré que l'IoT est le pont qui permet Les informations fournies par les solutions de haute technologie permettent aux fabricants modernes d'obtenir une image cohérente au niveau de l'entreprise.
«La fabrication IoT permet un suivi virtuel des actifs, des processus, des ressources et des produits», a déclaré Keir-Saks. «Cela donne aux entreprises une visibilité totale qui rationalise les processus métier et optimise l'offre et la demande.»
Correctement mis en œuvre, les décideurs disposeront d'une information plus complète et plus performante, de processus automatisés et d'une capacité d'intervention prédictive ou préventive.
Intelligence artificielle et apprentissage automatique
Les informations fournies par les capteurs et les systèmes pilotés par l'IoT sont trop vastes pour être raisonnablement analysées par les humains. Les algorithmes d'IA et d'apprentissage automatique peuvent contextualiser les données et signaler des anomalies ou faire des recommandations. <[
"L'IA et l'apprentissage automatique peuvent aider à détecter les signes avant-coureurs d'actifs devenant malsains", explique Derick Jose, co-fondateur scientifique chez Flutura Decision Sciences and Analytics. "Par exemple, les anomalies de température RPM top-drive pourraient être [la] signature d'une panne imminente."
En outre, l'AI sert à améliorer l'efficacité de l'opération globale, a déclaré José. En retournant rapidement les prédictions sur l'impact des changements mineurs, les décideurs peuvent comprendre les effets avant d'implémenter quelque chose de nouveau.
L'IA est particulièrement utile lorsqu'il s'agit de digérer les flux massifs d'informations captés par les capteurs et les appareils compatibles IoT. Ces vastes volumes de données seraient presque impossibles à contextualiser pour un opérateur humain, donc permettre aux ordinateurs de le faire rend ces données capturées utiles.
Réalité mixte
La réalité mixte est également une composante majeure de l'industrie 4.0. Les grandes entreprises émettent déjà des dispositifs de réalité mixte comme des casques et des lunettes pour les employés dans l'espoir que la communication et la visualisation accrues des données contextualisées stimuleront la productivité et la prise de décision intelligente.
Tim Lynch, PDG de Psychsoftpc, a déclaré. «Pour le personnel de réparation, cela leur permet de« voir à l'intérieur »la machine à réparer ou de« voir à travers les murs »les câbles et les tuyaux derrière pour savoir exactement où forer ou couper.»
Associer ces capacités à la maintenance prédictive activé par IoT et AI, et vous avez une recette pour le succès high-tech. Si les données suggèrent qu'une machine surchauffe, par exemple, et que les algorithmes d'apprentissage machine sont suffisamment anormaux pour justifier la maintenance, les utilisateurs peuvent utiliser une réalité mixte pour déterminer si une machine commence à surchauffer et quels composants sont affectés.
Pour aller plus loin, imaginez que le technicien de maintenance qui diagnostique la machine affectée reconnaisse un problème mais n'a pas l'expertise pour le réparer. Les dispositifs de réalité mixte peuvent mettre en contact quelqu'un avec l'expertise appropriée sur place, qui peut ensuite leur montrer, étape par étape, à l'aide de superpositions numériques, comment effectuer les réparations.
À des fins de formation, la réalité mixte crée un environnement où les employés peuvent expérimenter des situations virtuelles en rapport avec leur travail sans risquer de perdre leur temps de fonctionnement ou de fabrication.
«En formation, les travailleurs peuvent s'entraîner sur des produits virtuels pour acquérir une expérience qui sera transmise au monde réel», explique Lynch. «Ils peuvent être confrontés à des situations simulées qu'ils pourraient rencontrer dans leur travail et apprendre à les manipuler virtuellement avant d'y être exposés au travail.»
Impression 3D
Les imprimantes 3D existent depuis 1983, bien que souvent seulement entre les mains de grandes entreprises. À l'époque, le terme était «prototypage rapide», et ils continuent certainement à le faire aujourd'hui. Mais ce ne sont plus seulement des prototypes; Les imprimantes 3D sont également employées dans la fabrication à faible volume, peut-être pour tester des produits ou apporter des échantillons à des foires commerciales.
"Quand les petites entreprises développent de nouveaux produits et doivent faire 50 pièces à tester, l'outillage pour la fabrication traditionnelle peut être très coûteux », a déclaré Doug Collins, propriétaire d'Avid 3D Printing. «Ils n'ont peut-être pas les moyens de s'attaquer à la fabrication traditionnelle: les imprimantes 3D permettent une production à faible volume sans trop d'investissements, ce qui leur permet d'économiser ce capital pour d'autres activités importantes, comme le marketing.»
, il est plus courant de trouver des pièces imprimées en 3D dans des projets plus importants. Un exemple est la buse de carburant imprimée en 3D de GE Aviation, qui fait partie du moteur d'avion CFM LEAP. En imprimant certains composants, les fabricants peuvent économiser du temps et de l'argent pour créer le même produit final
Quels sont les avantages?
Avec une telle promesse et une technologie de pointe, Industrie 4.0 nécessite un investissement initial important. Selon un sondage mené en 2017 auprès de 1 000 petits et moyens fabricants canadiens, les adopteurs numériques ont investi en moyenne 250 000 $. Pour les grandes entreprises, le coût serait inévitablement plus élevé. Mais les bénéfices attendus - connectés, des appareils intelligents et un processus de production automatisé - promettent un retour sur investissement important.
«Ces systèmes logiciels font plus que commercialiser des données», a déclaré Srivats Ramaswami, CTO de 42Q. "Ils éliminent une grande partie de l'intervention humaine liée à leur gestion.La prochaine génération d'automatisation - utilisant les données volumineuses, l'analyse et l'intelligence artificielle - est l'un des moteurs les plus importants de la fabrication numérique et de l'industrie 4.0."
Ramaswami Les avantages que les fabricants peuvent tirer de la mise en œuvre de ces technologies comprennent:
Compétitivité accrue
L'externalisation vers des régions à bas salaires était auparavant un impératif pour les fabricants qui souhaitaient rester compétitifs. Cependant, les investissements dans la technologie permettent maintenant aux pays les plus riches de se faire une nouvelle fois concurrence. En conséquence, Ramaswami a déclaré que les fabricants peuvent désormais choisir des emplacements en fonction des «capacités techniques et de la proximité de la demande des consommateurs, plutôt que de décisions dictées principalement par les salaires».
Productivité accrue.
- Les algorithmes d'automatisation, d'analyse et d'apprentissage automatique ont enlevé une grande partie du travail, étape par étape, aux mains des opérateurs humains. Cela signifie une production plus rapide et plus efficace 24 heures sur 24, avec des opérateurs humains principalement chargés de la surveillance et de la maintenance des systèmes. Augmentation des revenus et de la rentabilité
- Industrie 4.0 crée non seulement un processus de production plus efficace et de meilleure qualité. Optimisation des processus de fabrication
- Avec plus de connectivité, des données partagées et de meilleures analyses, une collaboration plus étroite est possible tout au long de la chaîne d'approvisionnement, ce qui permet une maintenance et des mises à niveau prédictives et préventives. "Les communications et les systèmes intégrés de machine à machine favoriseront une plus grande collaboration entre les producteurs, les fournisseurs et les autres parties prenantes tout au long de la chaîne de valeur", a déclaré M. Ramaswami. .
- Archivage et traçabilité sans faille. L'immense capture et l'analyse des données signifient également l'archivage d'ecord et les capacités de recherche. «À la différence des relations traditionnelles, où la rétroaction sur les produits et les services prend du temps à se réunir, la boucle de rétroaction fermée automatisée est une composante inhérente de l'industrie 4.0», a déclaré Ramaswami. «La tenue de dossiers transparente grâce aux systèmes numériques accélérera la traçabilité tout en limitant les responsabilités, les coûts de garantie et les rappels.»
Malgré ces avantages, le changement n'en est encore qu'à ses débuts. Selon les recherches de Capgemini
- , seulement 6% des fabricants sont considérés comme des «maîtres numériques» qui ont atteint un stade avancé dans la numérisation du processus de production.
Pourtant, le mouvement est réel; Capgemini estime que 76% des fabricants ont déjà une initiative d'usine intelligente en cours ou en cours de formulation. Ce qui est clair, c'est que l'industrie 4.0 et les technologies numériques avancées deviendront bientôt la norme pour la fabrication dans le monde entier. Ceux qui adoptent dès le début ont une meilleure chance de se positionner favorablement à l'avenir.
Des interviews de sources ont été réalisées pour une version précédente de cet article.
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