Un guide sur l'automatisation des usines modernes et l'industrie 4.0 dans la fabrication

L'automatisation et l'industrie 4.0 se sont emparées du secteur manufacturier.

Grâce à l'automatisation, toute organisation peut exécuter des processus avec peu ou pas d'intervention humaine. L'automatisation est capable d'alimenter une gamme d'équipements, qui sont ensuite capables de remplir une variété d'objectifs dans un large éventail d'environnements de fabrication.

L'automatisation est si efficace parce qu'elle augmente la qualité, le rendement et l'efficacité en réduisant l'assistance humaine, réduisant ainsi considérablement le risque d'erreur.

Dans sa forme la plus basique, l'automatisation utilise un contrôleur, qui évalue un état mesuré par rapport à une liste prédéterminée de valeurs pour maintenir les environnements souhaités et les conditions nécessaires à l'efficacité.

Automatisation de l'industrie

L'automatisation dans les environnements industriels utilise un système de contrôle, comme un ordinateur, par exemple, et de grandes quantités de données pour gérer l'équipement et les processus dans un environnement de fabrication. Les entreprises de cette industrie sont toujours à la recherche de moyens d'augmenter la production, la productivité et l'efficacité; l'automatisation maintient les machines dans un état mesuré spécifique.

La plupart des lignes de production automatisées se composent de postes de travail et d'un système de transfert qui fait passer un article à travers de nombreuses phases de production, en utilisant une variété d'outils différents pour modifier l'objectif ou l'apparence du produit.

Un contrôleur logique supervise ce processus en gérant la séquence d'utilisation des machines et la durée pendant laquelle chaque machine doit travailler sur le produit.

Les entreprises peuvent utiliser des infrastructures d'automatisation pour la fabrication, le raffinage et la production de pièces individuelles, ainsi que l'assemblage du produit final, si nécessaire.

Différents systèmes d'automatisation d'usine

Il existe quatre types d'automatisation différents, chacun servant un objectif spécifique :

• Systèmes de fabrication flexibles (FMS) – L'utilisation de FMS permet aux lignes de production d'étendre les capacités des systèmes programmables pour permettre le changement sans ou avec un minimum de retard dans la production.

• Programmable – L'automatisation programmable permet aux opérations d'adapter et de réorganiser l'ensemble du processus de fabrication pour tenir compte des écarts dans le produit fini, tels que les changements de couleur des jouets pour enfants, par exemple. Cette solution utilisera généralement des machines-outils à commande numérique exécutées via des programmes informatiques pour produire différents lots de tout écart nécessaire.

• Rigide, Fixe ou Dur – Comme leur nom l'indique, ces systèmes sont fixes tout au long du processus de production et ne peuvent être modifiés sans bouleversements considérables. Cette sortie est généralement limitée aux lignes de production produisant des articles uniques en grand volume, comme la fabrication de voitures.

• Fabrication intégrée par ordinateur (CIM) – Les systèmes de fabrication intégrés par ordinateur englobent tous les processus d'automatisation et de production liés à l'usine qui reposent sur un système informatique. Les systèmes CIM incluront le plus souvent les éléments suivants :

– Grues et systèmes de transfert automatisés ;
– Machines-outils à commande numérique ;
– Intégration CAO et FAO ;
– Planification assistée par ordinateur ;
– Ordonnancement et production assistés par ordinateur ;
– Systèmes de machines ;
– Robotique.

Industrie 4.0

L'industrie 4.0, également connue sous le nom de quatrième révolution industrielle, ou simplement de fabrication intelligente, est l'utilisation de l'automatisation et des ensembles de données dans un scénario de fabrication. Ce processus hautement intuitif et interconnecté permet aux lignes de production de répondre aux exigences d'une industrie en constante évolution.

Dans les limites d'un environnement Industrie 4.0, toute activité autonome peut désormais être connectée à tous les autres processus avec une vitesse et une précision accrues, ajoutant ainsi de la valeur à l'ensemble de l'opération.

L'industrie 4.0 est composée des "neuf piliers du progrès technologique", dont nous parlerons plus en détail ci-dessous :

• Pilier 1 :Fabrication additive – La fabrication additive est un autre terme pour l'impression 3D, qui crée des produits à l'aide de la technologie 3D en créant des couches qui forment un objet entier. Cette technologie est couramment utilisée pour les petits lots de produits personnalisés, les pièces de machines légères et les prototypes.

• Pilier 2 :Réalité augmentée (RA) – AR est parfait pour identifier les problèmes au sein d'une machine, et à des fins de formation et de diagnostic.

• Pilier 3 :robotique autonome – La robotique a la capacité de modifier ses objectifs fondamentaux en fonction de l'étape à laquelle se trouve la production. En plus de travailler en toute sécurité dans un environnement créé par l'homme, les robots sont également capables de communiquer entre eux.

• Pilier quatre :mégadonnées et analyses – De grandes quantités de données et de ressources analytiques sont nécessaires pour produire l'efficacité dont chaque entreprise a besoin. Les lignes de production peuvent collecter des données à chaque étape de la chaîne pour améliorer leurs processus et redéployer les ressources là où elles le jugent opportun.

• Pilier cinq :le cloud – La fabrication nécessite une collaboration qui va au-delà des limites des locaux de l'entreprise, ce qui signifie qu'un cloud computing rapide est nécessaire pour la collecte, l'analyse, le stockage et la surveillance des données.

• Pilier 6 :Cybersécurité – L'industrie 4.0 consiste à s'éloigner des processus traditionnellement fermés vers un environnement plus contemporain et connecté. Cependant, cela nécessite des niveaux d'accès utilisateur plus sophistiqués et une plus grande confiance dans la cybersécurité du réseau.

• Pilier sept : Intégration système horizontale et verticale – L'intégration des systèmes est l'harmonisation complète de chaque actif tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Par exemple, un responsable de chaîne de production peut souhaiter garder un œil sur d'autres domaines de la chaîne d'approvisionnement, tels que les informations des organisations de vente au détail ou des départements de fabrication.

• Pilier huit :Internet des objets (IoT) – Les capteurs IoT sont présents dans de nombreux actifs le long de la chaîne de production et dans les centres de contrôle. Ces actifs pourront alors communiquer entre eux pour offrir au personnel de production un aperçu approfondi du fonctionnement de la ligne de production. Celle-ci est ensuite envoyée dans le cloud et utilisée dans la maintenance prédictive.

• Pilier neuf :Simulation – Les simulations 3D de produits, de matériaux et de procédures peuvent utiliser des données en temps réel, qui sont ensuite utilisées pour les convertir en un modèle virtuel de l'ensemble de l'opération de production.