L'histoire de l'usine intelligente de Schneider Electric aux États-Unis 

Qu'est-ce qu'une usine intelligente ? Les définitions rudimentaires ont tendance à mettre l'accent sur l'utilisation par une usine intelligente de la technologie numérique et de la connectivité. Des descriptions plus sophistiquées brossent un tableau plus clair, comme celle de Deloitte, qui décrit une usine intelligente comme « un système flexible » qui peut « s'auto-optimiser », « s'adapter » et « apprendre de nouvelles conditions en temps réel ou quasi réel, et exécutez de manière autonome des processus de production entiers. Autrement dit, une usine intelligente exploite une boucle de rétroaction pour auto-optimiser ses opérations à grande échelle.

Schneider Electric a récemment annoncé que la société avait lancé la "première usine intelligente aux États-Unis". ce qui a permis d'éliminer 90 % de la paperasse et de réduire le temps moyen de réparation de 20 %.

Basée à Lexington, Kentucky, l'installation est en activité depuis 1958, date à laquelle la société Square D l'a ouverte. Schneider Electric a acquis Square D en 1991. Depuis, Schneider n'a cessé de moderniser l'installation, posant les bases de la marque de l'usine intelligente cette année. L'installation fabrique des centres de charge et des interrupteurs de sécurité. Le processus de fabrication comprend le pressage, le rivetage, le soudage, la peinture, l'assemblage et les tests de qualité.

Luke Durcan, directeur EcoStruxure chez Schneider Electric, s'empresse de souligner le défi de désigner un moment précis où l'installation de Lexington a obtenu son statut intelligent. La perspective de construire une usine intelligente est « toujours une progression dans le temps », a-t-il déclaré. "Ce n'est pas un accord unique."

En effet, les racines de l'usine intelligente remontent à des décennies, antérieures à l'utilisation généralisée du terme. Le processus d'intégration de diverses technologies et de leur regroupement sous un même toit est devenu une priorité plus récemment. "Vous le mettez sous la bannière [the smart factory], et tout d'un coup, les gens sont un peu plus intéressés", a déclaré Durcan. "Et si ça a l'air sexy, il est plus facile d'obtenir l'investissement interne pour le faire fonctionner."

Les initiatives pertinentes dans l'histoire de l'usine intelligente de Lexington comprennent un investissement dans un logiciel d'investissement de planification des besoins en matériaux (MRP) à la suite de l'acquisition par Schneider de l'usine Square D en 1991. Cela a donné lieu plus tard à un déploiement de planification des ressources d'entreprise (ERP).

Les premiers efforts pour étendre l'automatisation dans toute l'usine ont stimulé la productivité des tours, des presses et des centres d'usinage. Cet investissement dans l'automatisation des machines isolées, que PwC qualifie d'initiative « Industrie 3.0 », peut constituer un tremplin pour les initiatives de l'Industrie 4.0, qui se concentrent souvent sur des gains de productivité à l'échelle de l'usine basés sur la numérisation et l'intégration de données.

Dans les années 1990, les dirigeants de l'usine de Lexington « ont attrapé le « bug » du Lean », tout comme leurs homologues travaillant pour des entreprises du monde entier.

La philosophie Lean, qui met l'accent sur la réduction des déchets et l'optimisation des flux de travail et des processus des travailleurs, continue d'être une priorité. « Ce n’est pas une pièce technologique. Il s'agit de personnes et de processus. Il s'agit d'investir dans une capacité et un flux allégé ainsi que dans la gestion du kanban à travers l'installation », a déclaré Durcan.

En termes de concentration sur le lean, l'usine de Lexington est une sorte de microcosme de l'adhésion de Schneider Electric à la philosophie de fabrication au plus juste.

Un exemple de réduction des déchets inspirée du lean est le déploiement de l'outil EcoStruxure Resource Advisor et Power Monitoring Expert de Schneider pour permettre une réduction de 3,5 % de la consommation d'énergie annuelle ainsi qu'une réduction de 6,6 millions de dollars des économies régionales depuis 2012. 

Il y a une dizaine d'années, les directeurs de l'usine de Lexington ont investi dans un système de convoyeur sans alimentation électrique au sein de l'usine. Le système power-and-free a une piste supérieure et inférieure. La piste aérienne est connue sous le nom de piste « Power », tandis que la piste inférieure est appelée piste « libre ». La longueur de la piste entière est de plus d'un mile de longueur.

Cet investissement pour automatiser la manutention des matériaux dans l'installation est antérieur à la montée en popularité de mots à la mode comme Industrie 4.0 ou IoT. Idem pour un investissement dans le système d'exécution de la fabrication (MES) dans les années 2000, qui a permis de faire progresser l'intégration des données basée sur les flux de matières.

"Alors que nous avançons rapidement jusqu'à aujourd'hui, nous avons quelques initiatives majeures pour rassembler toutes les différentes données", a déclaré Durcan. Cela signifie synthétiser les données du MES, de l'ERP et d'autres systèmes discrets de l'usine installés autour de l'installation. Par exemple, l'établissement utilise le logiciel Maximo d'IBM pour la gestion de la maintenance et les questions liées aux processus. « Maximo détient une grande partie de notre processus de documentation des réparations d'entretien. SAP détient ce modèle d'actif que nous avons dans l'ensemble de l'installation », a déclaré Durcan. L'usine utilise la plate-forme d'intégration de données Wonderware pour aider à visualiser toutes sortes de données liées aux installations. « Nous avons ces nombreux investissements et décisions que nous avons pris au fil du temps », a déclaré Durcan. « Mais nous utilisons une couche d'intégration de données de technologie opérationnelle et OT centralisée pour tout rassembler. »

Lorsqu'on lui a demandé quel était le lien entre Wondware et la plate-forme Ecostruxure de Schneider, Durcan explique qu'une société britannique Aveva qui gère le logiciel est une filiale à participation majoritaire de Schneider. « Quand je parle d'EcoStruxure, je dis que Wonderware fait partie de la solution EcoStruxure », a déclaré Durcan. « C'est une entité juridique distincte de Schneider, mais en ce qui concerne nos clients, cela fait partie de l'Ecosruxure. »

Un déploiement du logiciel Aveva Insight Data et l'intégration des données qu'il a permis de réduire de 5 % les temps d'arrêt des processus critiques, selon un communiqué de presse.

L'installation de Lexington utilise un modèle d'actif avec des relations hiérarchiques de divers objets pour fournir une mesure de l'efficacité globale de l'équipement dans l'ensemble de l'installation. « Lorsque vous implémentez la solution hiérarchique au sein de SAP, vous pouvez l'utiliser comme cadre de modèle d'actif que vous pouvez ensuite extraire ou projeter dans d'autres systèmes », a déclaré Durcan. « SAP est le modèle d'actif de base. Si je veux savoir quel est le modèle dans Maximo, je peux l'extraire de SAP. Si je veux savoir ce que c'est dans Wonderware, je le tirerai de SAP. Encore une fois, c'est un concept de source unique de vérité qui crée un modèle d'actif cohérent dans toute l'entreprise. »

L'installation de Lexington a également contribué à faire de Durcan un fan de la technologie de réalité augmentée, qu'il admet avoir considéré avec scepticisme il y a plusieurs années. « Il y a quatre ou cinq ans, lorsque je suis tombé sur la réalité augmentée pour la première fois, je me suis dit : « Oui, c'est un peu fantaisiste, c'est accrocheur. Mais ça ne va vraiment rien faire.’ » 

Un produit Schneider connu sous le nom d'Augmented Operator Advisor utilisé dans l'usine de Lexington l'a convaincu. "Nous l'avons mis en œuvre à Lexington il y a deux ans, et c'est vraiment cool", a-t-il déclaré. "Je suis un converti."

Un travailleur utilisant le système peut marcher jusqu'à l'une des 16 machines de l'installation qui dispose actuellement d'une capacité de réalité augmentée et voir les données opérationnelles en direct. Tout ce que le travailleur a à faire est de scanner d'abord un code QR avec un smartphone ou une tablette. « Vous obtenez un flux en direct des automates vers le smartphone ou la tablette », a déclaré Durcan. « Vous savez quel est l'état, s'il est en cours d'exécution, s'il y a des défauts, des alarmes ou des problèmes de sécurité. D'un point de vue électrique, vous pouvez voir s'il y a un problème électrique là-bas. Vous pouvez regarder à l'intérieur du panneau. Au total, la technologie AR a réduit le temps de réparation d'une machine cassée d'environ 20 %.

La technologie AR améliore non seulement la productivité des machines individuelles, mais le fait également dans l'ensemble de l'installation. « Ces outils de workflow dans l'environnement de réalité augmentée nous permettent d'accumuler des informations sur les performances de la machine auprès du responsable de la maintenance pour lui dire : « D'accord, nous avons vu cette donnée. Nous pensons que c'est ce qui s'est passé. » C'est-à-dire que ce travailleur peut choisir dans une liste déroulante et signaler lorsqu'un roulement tombe en panne, qu'il y a un problème de lubrification ou d'étanchéité, ou lorsqu'un moteur est grillé. Comparez cela avec le fait de demander rétrospectivement au travailleur de signaler les problèmes de la machine. « Alors que si vous faites [ce reportage] en temps réel avec un outil sympa, qui donne un coup de coude à ces gars et filles, cela le rend beaucoup plus puissant », a déclaré Durcan. Le processus basé sur la RA aide à former des modèles analytiques et, en fin de compte, des machines à mieux fonctionner au fil du temps.

"C'est l'ingestion de contexte à l'échelle industrielle", a déclaré Durcan. Lorsque vous faites cela, c'est vraiment là que nous passons aux usines intelligentes. C'est ainsi que vous arrivez vraiment à un point où nous entraînons des algorithmes pour qu'ils soient vraiment intelligents. »