Technologies de l'industrie 4.0 :conseils pour développer votre stratégie numérique

Prêt ou pas, le monde de la fabrication évolue. Voici une introduction au développement d'une stratégie numérique à l'aide des technologies de l'industrie 4.0.

Il n'est pas nécessaire de ressasser les première, deuxième ou troisième révolutions industrielles.

Ceux qui souhaitent suivre les progrès de la fabrication au cours des deux derniers siècles peuvent trouver de nombreuses informations sur Internet et ailleurs.

Ce qui est plus important en ce moment, c'est de réaliser que a) nous sommes aux premiers stades d'une quatrième révolution industrielle, dont le potentiel de changement dépasse de loin celui de ses prédécesseurs, et b) la maîtrise de ces nouvelles technologies est essentielle à notre succès futur.

Mais qu'est-ce que c'est que cette chose appelée Industrie 4.0 ? Et qu'est-ce qui le rend différent des avancées technologiques quotidiennes qui se sont produites depuis que l'humanité a aiguisé la première pierre ?

C'est une question profonde, mais en termes simples, la révolution industrielle actuelle est définie par les données et la numérisation. C'est un environnement où les machines-outils et les usines sont intelligentes, où des systèmes auparavant disparates communiquent entre eux et où les décisions sont prises sur la base d'analyses et non de conjectures.
 

C'est aussi un environnement que les fabricants doivent s'efforcer de maîtriser. Tout comme la vapeur a cédé la place à l'électricité et que les systèmes de contrôle mécaniques sont devenus la proie de ceux contrôlés par des ordinateurs et des logiciels, la virtualisation et le Big Data augmenteront et, dans certains cas, remplaceront nos méthodologies de fabrication actuelles.

Voici quelques-uns des composants clés de l'industrie 4.0 que les ateliers d'usinage, les fabricants de tôlerie et en fait tous les acteurs de l'industrie manufacturière devraient connaître s'ils veulent réussir dans ce nouveau monde numérique courageux.

Qu'est-ce que l'Internet industriel des objets (IIoT) et quels en sont les avantages ?

Si vous avez chez vous un détecteur de fumée ou un thermostat intelligent compatible Internet, vous connaissez déjà l'Internet des objets (IoT). Appliquez maintenant cette même technologie à une machine-outil CNC ou à un autre équipement industriel et, vous l'avez deviné, vous êtes maintenant un utilisateur de l'IIoT, la source d'innombrables bits de données sur les performances de la machine, l'état de la production, les besoins de maintenance potentiels et bien plus encore. .

En fait, l'IIoT a la capacité de collecter tellement d'informations qu'il est considéré comme la source de ce que l'on appelle le Big Data, un véritable flot d'informations qui doit être conservé au strict nécessaire pour le plus grand bénéfice. Lorsqu'il est correctement mis en œuvre, cependant, l'IIoT permet aux installations d'éviter «une trop grande dépendance aux connaissances tribales» et de réduire le risque qui survient lorsque des personnes qualifiées emportent leur expérience durement acquise ailleurs.

C'est selon Jeff Rizzie, directeur de l'usinage numérique chez Sandvik Coromant, qui suggère que l'IIoT, associé à un logiciel d'analyse comme MachiningInsights de l'entreprise, rend ces mêmes personnes beaucoup plus efficaces. Il dit également que, pour les magasins qui n'utilisent pas encore l'IIoT, c'est le moment idéal pour commencer.

Cloud computing industriel

Dans la plupart des cas, mais pas dans tous les cas, les données diffusées en continu par les appareils IoT se retrouvent dans le cloud, qui, malgré son nom prestigieux, n'est en réalité rien de plus qu'un centre de données ultra-connecté et rempli de serveurs à Atlanta, Reno ou ailleurs. Comme avec l'IIoT, vous pouvez utiliser le cloud tous les jours sans même y penser. Votre logiciel bancaire est dans le cloud, tout comme Facebook, Dropbox, Words with Friends et pratiquement tous les services informatiques ou applications mobiles utilisés aujourd'hui.

Pourquoi est-ce important pour les fabricants ? Plusieurs réponses me viennent à l'esprit. Le premier est comme nous venons de le décrire :l'interopérabilité avec l'IIoT, ainsi que la possibilité de surveiller et de gérer à distance les processus de production. Cela ouvre la porte à la fabrication sans surveillance et à tous ses nombreux avantages.

Mais il y a aussi l'utilisation croissante d'offres de logiciels en tant que service (SaaS) basées sur le cloud comme Autodesk 360, MachiningCloud et de nombreux systèmes de planification des ressources d'entreprise ou ERP. Ceux-ci offrent un déploiement rationalisé ainsi que des coûts d'investissement considérablement réduits, tout en permettant aux fabricants encore plus petits d'accéder à des systèmes logiciels haut de gamme qui étaient autrefois hors de portée. Selon Tom Bidinger d'Epicor Software, le cloud computing "a le pouvoir de transformer complètement la façon dont nous faisons tous des affaires".

Que sont les jumeaux numériques ?

Le cloud est étroitement associé à un autre développement majeur de l'Industrie 4.0 :le jumeau numérique, alias le jumeau virtuel. Peu importe comment vous l'appelez, les fabricants utilisent ces répliques numériques pour vérifier la conception des produits, simuler les modes de défaillance, prédire les performances sur le terrain et collecter des données d'utilisation réelles et en temps réel.

Al Whatmough, chef de produit FAO chez Autodesk, note que les jumeaux numériques offrent de multiples opportunités d'amélioration. « Il peut s'agir de quelque chose d'aussi simple qu'une simulation de trajectoire d'outil, où les données d'usinage peuvent ensuite être liées au jumeau numérique pour des analyses de performances. À l'autre extrémité du spectre, il y a le jumelage numérique de l'usine, qui donne aux ingénieurs industriels ou de fabrication une plus grande capacité à optimiser l'ensemble de leurs opérations."

Fabrication additive

Ensuite, il y a l'impression 3D. À première vue, il n'est peut-être pas clair pourquoi la fabrication additive (FA) est considérée comme une technologie de l'industrie 4.0, mais cela ne fait aucun doute. "La capacité d'imprimer de faibles volumes de manière rentable a mis la personnalisation de masse à portée de main pour plus de fabricants, pas seulement pour les géants de l'industrie."

C'est le point de vue de Nadav Goshen, PDG de MakerBot Industries, qui a souligné que l'impression 3D a évolué bien au-delà de son utilisation initiale en tant que technologie de prototypage rapide. Les installations l'utilisent pour fabriquer des luminaires et d'autres outils. Les constructeurs d'avions l'utilisent pour produire des composants de moteur critiques, des conduits HVAC et des pièces structurelles. Et les constructeurs automobiles commencent à voir sa valeur en tant que technologie de fabrication d'utilisation finale. La liste se rallonge de plus en plus.

Mais encore une fois, pourquoi l'impression 3D relève-t-elle de l'industrie 4.0 ? Plus important encore, pourquoi les fabricants devraient-ils l'adopter ? Il y a plusieurs raisons. Tout d'abord, il s'agit d'une technologie intrinsèquement numérique. Il exploite le cloud pour l'échange de données et la collaboration. Il est largement automatisé, favorise la fabrication locale et est beaucoup moins coûteux que les processus de fabrication soustractifs. Et bien que la FA ne soit pas encore capable d'apprentissage automatique et d'IA (intelligence artificielle), rassurez-vous :elle arrive.

En parlant d'IA, c'est encore une autre pièce du puzzle de l'Industrie 4.0. Il en va de même pour la réalité augmentée et virtuelle (AR/VR), la robotique et l'automatisation avancées, l'informatique de pointe, les systèmes cyber-physiques (CPS), et plus encore. Cela peut sembler difficile à gérer, et c'est le cas, mais pour ceux qui envisagent de mettre en œuvre une stratégie de fabrication numérique, suivez le conseil de Jeff Rizzie :pensez grand, commencez petit et agissez rapidement.

Remerciements particuliers à Sandvik Coromant, MakerBot, Autodesk, Epicor Software et autres pour leur aide dans la rédaction de cet article.

Comment tirez-vous parti de l'automatisation et des données pour améliorer vos capacités de fabrication ? Partagez vos pensées et vos idées dans les commentaires ci-dessous.

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Êtes-vous prêt pour l'industrie 4.0 ? Conseils pour développer votre stratégie numérique

Le secteur manufacturier en est aux premiers stades d'une quatrième révolution industrielle, dont le potentiel de changement dépasse de loin celui de ses prédécesseurs.

La maîtrise des nouvelles technologies associées à l'industrie 4.0 pourrait être essentielle à votre succès futur.

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