Automatisation industrielle : Du passé au présent – Guide complet des applications manufacturières et tendances futures

Note de l'éditeur : Si vous êtes un lecteur régulier du blog Cerasis, vous savez que nous sommes une entreprise logistique tierce qui se spécialise dans la gestion du transport par la technologie (un système de gestion du transport basé sur le web) et les services de transport gérés pour inclure la comptabilité du fret (paiement, audit, consolidation des factures), les réclamations de fret, les programmes de conformité fournisseurs entrants, la logistique inverse (retours), les relations avec les transporteurs (négocier d'excellents tarifs d'expédition, maintenir les relations/tarifs), et les solutions technologiques d'expédition eCommerce pour ceux qui ont du eCommerce. Nous donnons aux expéditeurs (fabricants et distributeurs principalement dans l'espace industriel) les moyens d'utiliser la technologie et les outils d'automatisation pour rendre l'expéditeur plus efficace. C'est pourquoi nous avons aussi un intérêt à parler non seulement des tendances et problèmes de fabrication, car nos clients sont des fabricants, mais aussi de technologies aussi formidables que l'automatisation industrielle. L'article d'aujourd'hui se concentrera sur l'histoire brève de l'automatisation industrielle, qu'est-ce que l'automatisation industrielle, l'état actuel, et le futur proche de ce que l'automatisation industrielle réserve. Un bref de cet article a d'abord été présenté comme un blog invité sur le blog Cisco-Eagle.

L'automatisation industrielle a quelques segments clés. Dans les années 1970, le DCS original a été développé dans les années 1970 par une équipe d'ingénieurs chez Honeywell, et le premier PLC était l'idée de l'inventeur Dick Morley et d'autres. Plusieurs startups innovantes ont développé des logiciels HMI pour PLC et E/S industriels. Des capteurs et actionneurs innovants sont venus de quelques entreprises clés. Dans un business fragmenté, la plupart des innovateurs restent bloqués aux plateaux de croissance et se font racheter. Mais certains continuent de générer une croissance et un succès indépendants.

Remontez aux racines de tous les segments d'affaires d'automatisation significatifs et vous trouverez des personnes clés et des innovations. L'instrumentation et les contrôles industriels ont toujours été un foyer de nouveaux produits – capteurs améliorés, amplificateurs, afficheurs, enregistreurs, éléments de contrôle, vannes, actionneurs et autres widgets et gadgets. Mais les marchés sont relativement petits, spécialisés et fragmentés, et il est rare qu'un volume significatif résulte directement de produits individuels. Ce modèle d'affaires est grandement vu dans les ventes techniques également.

De nombreuses entreprises d'automatisation industrielle ont été fondées avec des développements innovants pour des applications de niche. Les clients cibles étaient généralement des utilisateurs finaux locaux qui offraient l'opportunité de tester de nouvelles idées, généralement en raison de besoins spécifiques non satisfaits. Les startups qui ont réussi ont étendu leurs produits et marchés au-delà des applications et géographies initialement étroites, selon la vraie valeur de l'innovation, et aussi si le fondateur était capable d'embaucher une direction, des ventes et des leaders marketing appropriés pour faire croître l'entreprise au-delà des stades entrepreneuriaux initiaux.

Puisque l'automatisation est un business si fragmenté, toutes les grandes entreprises (multi-milliards $) sont mostly une conglomeration de produits et services ; chaque segment de produit génère un volume relativement petit, mais regroupés, ils forment des entreprises de taille considérable.

Qu'est-ce que l'automatisation industrielle ?

Selon Wikipédia, l'automatisation est :

L'automatisation ou contrôle automatique, est l'utilisation de divers systèmes de contrôle pour faire fonctionner des équipements tels que machines, processus dans les usines, chaudières et fours de traitement thermique, commutation dans les réseaux téléphoniques, direction et stabilisation de navires, avions et autres applications avec une intervention humaine minimale ou réduite. Certains processus ont été complètement automatisés.

Le terme automatisation, inspiré par le mot antérieur automatique (venant d'automate), n'était pas largement utilisé avant 1947, quand General Motors a établi le département d'automatisation. C'était pendant cette période que l'industrie adoptait rapidement les contrôleurs à rétroaction, qui ont été introduits dans les années 1930.

L'automatisation a été réalisée par divers moyens, y compris mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques, électroniques et ordinateurs, généralement en combinaison. Les systèmes compliqués, tels que les usines modernes, les avions et les navires utilisent généralement toutes ces techniques combinées.

Les ingénieurs industriels ont envisagé des usines entièrement automatisées depuis au moins le milieu du 20e siècle. Mais la vraie course pour automatiser la fabrication peut être dite avoir commencé dans les années 1980, quand les fabricants de voitures américains ont eu la vision de la fabrication « lights-out ». L'idée était de battre leurs rivaux en automatisant les usines à un tel point que tout le processus de fabrication pourrait être laissé aux robots. Dans une grande mesure, cela est resté seulement une vision jusqu'à présent.

Qu'est-ce que l'automatisation industrielle dans la fabrication ?

L'automatisation industrielle dans la fabrication est l'utilisation de machines « intelligentes » dans les usines pour que les processus de fabrication puissent être réalisés avec une intervention humaine minimale. Elle implique l'application de divers systèmes de contrôle pour permettre à l'équipement de fonctionnement d'exécuter par eux-mêmes, avec peu d'intervention humaine, des tâches qui nécessitent vitesse, endurance et précision.

L'automatisation industrielle peut être réalisée par plusieurs moyens différents, y compris mécaniques, électriques, électroniques, hydrauliques, pneumatiques et ordinateurs. Habituellement, deux ou plusieurs de ces moyens sont utilisés en combinaison. Les usines, navires et avions à la pointe de la technologie d'aujourd'hui combinent toutes ces techniques.

Les principaux avantages de l'automatisation de la fabrication incluent des processus d'exploitation plus allégés qui nécessitent moins d'énergie, moins de matériaux et une réduction du gaspillage de main-d'œuvre. Cela peut conduire à des améliorations en qualité, précision et exactitude. Les inconvénients incluent les coûts élevés de R&D et d'installation d'équipement.

Quel est l'état actuel de l'automatisation industrielle dans la fabrication ?

Bien que la fabrication « lights-out », un concept dans lequel les lumières peuvent être éteintes en laissant tout aux robots, soit encore un rêve, des progrès remarquables ont été faits depuis les années 1980. De nombreux travaux répétitifs et de haute précision dans les grandes usines, comme dans les lignes d'assemblage de voitures, ont été repris par des robots industriels.

Les robots industriels d'aujourd'hui ont des capacités de calcul élevées, des systèmes de vision largement améliorés et des degrés de liberté opérationnels croissants. Cependant, ils sont limités à opérer dans des environnements hautement structurés et, dans une large mesure, ont encore besoin d'être contrôlés par des humains. Ils sont aussi trop spécialisés et inflexibles pour l'utilisation des petites et moyennes industries. Par conséquent, ils peuvent essentiellement être considérés comme des outils de longues séries de production et de grands fabricants.

Avec le développement rapide et la prolifération des technologies de micro-ordinateur et de logiciel, l'automatisation dans la fabrication est presque totalement dépendante des capacités des ordinateurs et logiciels pour automatiser, optimiser et intégrer les divers composants du système de fabrication. En raison de cette dépendance, l'automatisation dans la fabrication est appelée fabrication intégrée par ordinateur.

Quel est l'avenir de l'automatisation industrielle ?

Bien que l'automatisation industrielle dans la fabrication ne soit pas sans ses détracteurs (telle qu'une affirmation non fondée qu'elle mènera au chômage de masse), son avenir semble très prometteur. Les robots industriels du futur seront multifonctionnels pour que la même machine puisse être mise à plusieurs usages différents. Ils auront de nombreuses capacités associées aux travailleurs humains, comme la capacité de prendre des décisions et de travailler de manière autonome. Ils auront aussi des capacités d'auto-diagnostic et de maintenance prédictive.

Grâce à l'automatisation industrielle de la fabrication, l'usine du futur sera plus efficace dans l'utilisation de l'énergie, des matières premières et des ressources humaines. Aussi, contrairement à la croyance populaire, l'expérience jusqu'à présent a montré que l'automatisation ne causera pas de chômage de masse. Au contraire, l'utilisation massive de robots créera plus d'emplois. Les humains et les robots travailleront ensemble pour créer un espace de travail plus efficace et productif.