Surmonter les défis de Covid-19 avec des usines intelligentes

Stephen Edginton, vice-président de l'ingénierie et du développement de produits, Epicor Software, explique comment surmonter les défis de COVID-19 avec l'aide d'usines intelligentes...

Très peu de fabricants ont traversé 2020 sans perturbation économique importante. De nombreuses organisations manufacturières ont été confrontées à des défis opérationnels importants en raison de l'impact de Covid-19, certaines suspendant complètement la production en réponse aux restrictions gouvernementales ou à la baisse de la demande.

Plus de 40 % des fabricants britanniques ont vu leurs commandes baisser au cours de l'année écoulée.

Pourtant, les fabricants dotés de lignes de production entièrement automatisées ont mieux réussi que la plupart. Le fabricant d'acier basé à Shanghai Baoshan Iron and Steel, par exemple, a poursuivi ses opérations 24 heures sur 24 grâce à l'application de technologies intelligentes telles que les opérations de maintenance à distance, le big data et l'intelligence artificielle (IA).

En adoptant les principes de l'industrie 4.0, les fabricants peuvent intégrer l'adaptabilité et la résilience dans leur cadre commercial - et il n'est jamais trop tard pour commencer.

Qu'est-ce qui fait une usine intelligente ?

Historiquement, de nombreux fabricants ont été laxistes dans leur adoption des technologies intelligentes, mais cette attitude prudente a créé une résistance au changement qui nuit aux gains de productivité à long terme.

Le coût des technologies intelligentes a peut-être semblé prohibitif, mais il s'agit désormais d'un investissement crucial pour faire face à d'éventuels bouleversements ou crises futurs comme le Covid-19. Alors que les travailleurs humains sont nécessaires pour le dépannage et la supervision, les usines intelligentes permettent une production essentiellement autonome, ce qui leur permet de résister à des perturbations généralisées.

définit une usine intelligente comme un "système entièrement connecté et flexible, qui peut utiliser un flux constant de données provenant d'opérations et de systèmes de production connectés pour apprendre et s'adapter aux nouvelles demandes". Cela signifie que l'on passe de nombreux processus automatisés compartimentés à un processus entièrement intégré.

L'agrégation et l'analyse des données fournissent de l'huile sur le feu pour la prochaine révolution industrielle, dans laquelle les usines intelligentes sont essentielles. Lorsque tout est quantifiable, les fabricants peuvent obtenir des informations en temps réel sur les processus d'atelier, ce qui peut, à son tour, conduire à des améliorations, petites ou grandes, notamment :  

• Contrôle qualité  :l'utilisation de l'automatisation pour supprimer certains éléments humains de la production peut améliorer la qualité, l'efficacité et la sécurité, et peut également se prémunir contre le type de perturbation des travailleurs provoquée par une crise mondiale comme celle de Covid-19.
• Une chaîne d'approvisionnement plus efficace  :la collecte de données automatique permet d'établir des prévisions plus précises de la demande, ce qui réduit à la fois les coûts et les risques tout au long de la chaîne d'approvisionnement.
• Inventaire allégé, bénéfices accrus :l'avènement de l'augmentation de l'efficacité de la fabrication sur commande crée de la place pour des commandes personnalisées qui ne seraient pas rentables autrement. Passer du traitement par lots et en file d'attente à la production de pièces à la demande réduit les déchets, les coûts et maintient l'inventaire au plus juste.
• Prise de décision plus rapide :la combinaison du cloud computing avec le big data signifie que chaque aspect de la chaîne d'approvisionnement peut être plus facilement visualisé et compris. Cela permet aux fabricants de saisir les événements en temps réel et de corriger les problèmes potentiels au fur et à mesure qu'ils surviennent.
• Moins d'erreurs :une usine véritablement intelligente est une usine qui s'auto-optimise, localisant et corrigeant les problèmes tôt, à la source. Cela minimise le temps humain qui est souvent perdu à traiter et corriger les pannes.

Quatre piliers clés de l'usine intelligente

Les technologies les plus omniprésentes dans les usines intelligentes peuvent fonctionner seules en tant que composants individuels, ou plus communément en tant que systèmes cohérents à l'échelle de l'usine .

D'abord et avant tout, le cloud. Bien que la technologie cloud reste l'un des termes les plus vagues de l'industrie, elle sous-tend de nombreux processus qui transforment les systèmes de fabrication d'anciens en intelligents.

En passant à un modèle basé sur le cloud, les fabricants peuvent facilement rassembler les données de toutes les machines et systèmes de différentes usines, ce qui leur permet de mieux analyser leurs processus et d'augmenter leur productivité.

Au milieu du cloud se trouve l'Internet industriel des objets (IIoT) :la connectivité intelligente que nous connaissons et aimons tous, mais plus grande. L'avantage principal de l'IIoT est la collecte de données :un flux de données en temps réel qui permet aux fabricants de prendre des décisions plus rapides et plus éclairées.

Au-delà du familier, la pointe du travail à distance est la réalité augmentée (AR). AR peut prendre en charge en cas de panne mécanique, permettant à des experts à distance d'aider les travailleurs en superposant des modèles de pièces en temps réel et en fournissant des instructions guidées.

Enfin, la robotique est là où le caoutchouc prend la route pour les usines intelligentes. Les robots les plus intelligents d'aujourd'hui sont ceux qui peuvent travailler en collaboration avec les humains pour effectuer les tâches de production de manière plus sûre et plus efficace.

L'usine de production de Nokia à Oulu, en Finlande, intègre ces quatre piliers pour créer les usines intelligentes les plus complètes, fonctionnant à 99 % d'automatisation. Grâce à l'utilisation d'un « jumeau numérique » simulé de l'usine, la direction peut tester les changements de production avant la mise en œuvre physique, ce qui permet d'étudier les résultats et d'évaluer les risques.

L'usine utilise également la technologie cloud et l'IIoT pour surveiller les processus avec des robots mobiles, le tout en temps réel. Ceci est coordonné sur un réseau sans fil privé qui peut reconfigurer les lignes de production à la volée, constituant un système extrêmement agile et résilient.

En tenant compte de tout cela, il est facile de comprendre pourquoi l'installation de Nokia était un "phare avancé de la quatrième révolution industrielle" par le Forum économique mondial (WEF), qui sont au nombre de 54.

Regarder vers l'avenir

La normalité de 2019 semble un lointain souvenir. Avant le Covid-19, on estimait que l'Industrie 4.0 créerait . Cette estimation devra bien sûr être révisée. Il est encore temps d'investir dans un avenir plus résilient, en poursuivant la fabrication intelligente, en mettant en œuvre la technologie qui le rend possible et en suivant l'exemple donné par les phares de l'industrie 4.0.

L'automatisation intelligente et généralisée assurera non seulement le succès en des temps incertains, mais permettra aux entreprises de maintenir la santé et l'engagement des travailleurs, alors que le monde émerge dans une 2021 inexplorée. 

Des processus plus efficaces créent une capacité de fabrication et une agilité bien plus profondes qu'on ne le pensait il y a encore 10 ans. Il est maintenant temps d'être ambitieux et de commencer à faire le changement.

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