Usines du futur :fabrication industrielle 1.0 à 4.0

De la première révolution industrielle à l'industrie 4.0 et au-delà, Manufacturing Global examine le passé, le présent et l'avenir de la fabrication industrielle

Datant des années 1800, la première révolution industrielle s'est produit lorsque des machines à vapeur et à eau ont été développées. Au fur et à mesure que la production augmentait, les petites entreprises devenaient de plus grandes organisations.

"Les révolutions industrielles sont plus qu'une séquence d'événements allant des machines à la fabrication", déclare Maddie Walker, responsable de l'industrie X chez Accenture (UK&I). « L'impact de la première révolution au XVIIIe siècle est difficile à surestimer - l'agriculture a été remplacée par la fabrication de matériaux essentiels, alimentée par l'eau et la vapeur comme principale source de production économique du pays, stimulant un boom démographique et une croissance économique. C'était une percée pour la productivité humaine et la production - en particulier dans les textiles et les transports à vapeur - où ce qui était filé à la main pouvait maintenant être fait par des machines et distribué beaucoup plus facilement."

La deuxième révolution industrielle a été déclenché avec l'utilisation de l'électricité à la fin du 19ème siècle - qui est devenue plus efficace que les machines à vapeur et à eau - et l'application de chaînes de production et d'assemblage de masse par Henry Ford dans le secteur automobile, augmentant l'efficacité et réduisant les coûts.

« Au cours de la deuxième révolution, qui a eu lieu à la fin du 19e/début du 20e siècle, de nouvelles sources d'énergie ont émergé :le gaz, le pétrole et l'électricité. Leur présence dans les usines a permis une production de masse et des machines plus sophistiquées, ainsi que de nouveaux processus dans la chaîne de montage », ajoute Walker.

Entrer dans les années 1970, la troisième révolution industrielle a commencé avec l'utilisation d'une automatisation partielle à l'aide de commandes et d'ordinateurs programmables en mémoire.

« La troisième révolution déclenchée dans les années 1970 a introduit l'ère de l'informatique. L'essor de l'électronique et des technologies de l'information a rendu possible la production automatisée - dans le front, le middle et le back office. Les semi-conducteurs ont été inventés, laissant la place aux ordinateurs personnels, aux ordinateurs centraux, aux téléphones portables et, à terme, à Internet", explique Walker.

Nous faisant entrer dans le présent, la quatrième révolution industrielle (Industrie 4.0) a été stimulée par le développement de technologies avancées telles que l'Internet des objets (IoT) et l'intelligence artificielle (IA) pour améliorer les capacités d'automatisation, de productivité et d'autosurveillance.

"Alors que chaque révolution était distincte, chacune a fortement influencé celle à suivre. Leurs principes fondamentaux de communication, de connectivité et d'automatisation ont culminé dans la phase que traversent la plupart des entreprises aujourd'hui, communément appelée Industrie 4.0", déclare-t-elle.

Quel est donc le paysage actuel de la fabrication industrielle ?

En ce moment, la quatrième révolution industrielle (Industrie 4.0, la révolution numérique), "se caractérise par une confluence de tendances et de technologies qui brouillent les frontières entre les sphères physique et numérique", déclare Ruchir Budhwar, SVP et Regional Head - Europe , Fabrication, Infosys.

Unique à bien des égards, "l'industrie 4.0 - contrairement aux révolutions industrielles précédentes - ne consiste pas à remplacer les actifs/technologies existants par de nouveaux, mais à maîtriser les défis et les opportunités posés par les technologies perturbatrices telles que l'IA, l'apprentissage automatique et les méthodes de traitement des mégadonnées, » poursuit Budhwar. « Pour la première fois, une révolution industrielle est prédite à l'avance, et non observée a posteriori. Cela offre diverses opportunités aux entreprises innovantes pour façonner activement l'avenir. Les deux principaux moteurs de ce changement sont l'évolution du comportement des consommateurs et la rapidité des avancées technologiques."

"Ce mouvement voit vraiment l'intersection de la connectivité, des données et de l'intelligence, avec des technologies intelligentes comme l'IA, les jumeaux numériques, la robotique et l'IoT soutenant la croissance et augmentant la rentabilité avec des modèles commerciaux axés sur le numérique et des systèmes de production plus agiles. Dans l'ensemble, cela a eu un effet profond sur le processus de fabrication, permettant à chaque aspect de la chaîne - de l'approvisionnement à la chaîne de production, en passant par la logistique - de collaborer et de partager l'intelligence. En conséquence, la productivité est encore accrue, les entreprises sont plus flexibles et résilientes, et les produits qu'elles fabriquent sont mieux adaptés aux besoins des clients », ajoute Walker.

COVID-19 et son effet sur l'adoption de l'industrie 4.0

"Le COVID-19 a mis en lumière la nécessité d'investir davantage dans les technologies numériques et a mis en évidence l'importance des opérations basées sur les données. Il suffit de regarder comment les données ont alimenté la découverte, l'approbation, l'approvisionnement et le déploiement du vaccin. 

"Alors que les avantages d'être une organisation axée sur les données sont connus depuis longtemps, la pandémie a catalysé de nombreuses transformations numériques par nécessité, ce qui signifie que les entreprises de tous les secteurs cherchent à appliquer les technologies et les principes de l'industrie 4.0 pour leurs opérations non seulement pour maintenir la continuité des activités, mais aussi pour chercher à améliorer leurs performances dans le monde post-pandémique.  Qu'il s'agisse de fabricants réorganisant leurs chaînes d'approvisionnement pour pallier les pénuries ou d'épiceries développant leurs réseaux de livraison, les 12 derniers mois ont véritablement démontré comment l'Industrie 4.0 peut aider les entreprises à pivoter à une vitesse record"  - Maddie Walker, responsable de l'industrie X chez Accenture (Royaume-Uni et I)

Réaliser la valeur de l'industrie 4.0

L'adoption de l'industrie 4.0 peut aider les fabricants à obtenir de nombreux avantages, notamment en rationalisant leurs opérations, en les rendant plus résilientes et durables, en augmentant la rentabilité ou en créant des produits plus intelligents.

« Mais avant de prendre des décisions sur les capacités technologiques pour obtenir ces avantages, les entreprises doivent toujours d'abord identifier quels sont leurs objectifs et quels défis et opportunités commerciales elles cherchent à relever. Il y a toujours une technologie qui peut résoudre un problème, mais il s'agit d'utiliser les bonnes pour offrir un maximum d'avantages », explique Walker.

« À la base, ce que l'industrie 4.0 a apporté à la fabrication, c'est la connectivité. COVID-19 a mis la connectivité à l'épreuve et les fabricants ont appris la valeur des technologies numériques pour garder les lumières allumées en temps de crise. L'intelligence artificielle et l'utilisation transparente des données aident les entreprises à obtenir des informations sur leurs opérations - des informations qui n'auraient peut-être jamais été disponibles auparavant. Ces fils numériques inspireront de nouvelles décisions et de nouveaux processus opérationnels. Les stratégies de l'industrie 4.0 devraient désormais chercher à intégrer ces leçons et à aller de l'avant en période de reprise », ajoute Walker.

Cependant, pour une adoption réussie de telles stratégies, Walker ajoute en outre qu'il "exige que l'ensemble de l'entreprise - de l'ingénierie, de la chaîne d'approvisionnement, des finances et de la technologie - s'engage et travaille à la réalisation de sa valeur. Tout le monde dans l'entreprise doit s'impliquer dans les nouvelles technologies et les nouveaux processus pour offrir des avantages durables. Ce que nous voyons souvent, c'est que de nombreuses entreprises adoptent une approche de « produit minimum viable » pour apporter des changements et démontrer les avantages d'un nouveau produit ou processus. Cela permet à une entreprise de démarrer rapidement, de prouver sa valeur, puis de se développer, en amenant ses employés et sa technologie avec elle."

En plus des commentaires de Walker, Budhwar ajoute qu'"en fin de compte, l'adoption de l'industrie 4.0 ne doit pas nécessairement être une dépense tout ou rien, mais plutôt un processus impliquant de petites étapes mesurées pour améliorer l'efficacité de la fabrication - en particulier d'une manière qui convient à votre organisation et ses besoins spécifiques. C'est pourquoi chez Infosys, nous considérons 4.0 comme une évolution plutôt qu'une révolution, et avons développé un indice de maturité de l'industrie 4.0 en partenariat avec acatech, l'Académie nationale des sciences et de l'ingénierie en Allemagne, pour fournir aux entreprises un cadre pratique de progrès.

La fabrication industrielle au-delà de l'industrie 4.0...

Estimant que la cinquième révolution industrielle (Industrie 5.0) est déjà en cours, Walker explique que « alors que la quatrième révolution industrielle a apporté une technologie de pointe et avec elle, des opportunités aux entreprises, elle n'a pas fait assez pour vraiment saisir cette opportunité. La crise du COVID-19 l'a montré très clairement, tout comme les mouvements et réglementations croissants concernant les comportements non durables, le changement climatique et un nombre croissant de problèmes de société.

"Les entreprises commenceront à rechercher une valeur équilibrée - qui va au-delà de l'efficacité et de la croissance pour maximiser également la responsabilité sociale et environnementale et être mieux préparées dans un monde sujet aux crises.

« Les entreprises exploiteront les technologies numériques existantes de la quatrième révolution industrielle pour tisser un « fil numérique » continu à travers l'ingénierie des produits, la fabrication et l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement. Ce fil leur donnera des informations en temps réel basées sur des données sans précédent, ce qui leur permettra de toujours trouver un équilibre entre pertinence pour les clients et les employés, résilience opérationnelle et responsabilité envers l'environnement et la société."

Pour que les organisations réalisent le potentiel de l'industrie 5.0, Rafi Billurcu, partenaire et responsable de la fabrication au Royaume-Uni chez Infosys Consulting conclut que "pour agir sur l'industrie 5.0, les fabricants doivent déjà avoir pris des mesures clés pour commencer leur parcours de transformation numérique. Cela comprend l'établissement d'une vision numérique pour l'entreprise et son alignement pour piloter la stratégie de l'entreprise. La mise en place d'une base numérique est également essentielle - les processus numériques doivent être au cœur, ainsi qu'un modèle opérationnel entièrement intégré et aligné. Les fabricants doivent également adapter les principes d'exécution agiles, puis agiles SAFe, afin de stimuler l'innovation à grande vitesse. »