La collecte de données : la pierre angulaire du succès de la fabrication intelligente

La fabrication intelligente est réalisée en récoltant les données, déclare Coen Huesmann, VP Conseil, Centre d'Excellence Fabrication de CGI...

Un dysfonctionnement isolé dans un processus de fabrication pourrait faire la différence entre la vie et la mort alors que les géants pharmaceutiques courent contre la montre pour produire des vaccins pour lutter contre la COVID-19.

CGI mène la voie en conseillant les fabricants mondiaux — des usines chimiques aux entreprises laitières en passant par les fabricants discrets — sur la façon de faire le prochain pas dans le voyage numérique vers l'Industrie 4.0 — un mouvement qui faciliterait aussi les problèmes de production. Les consultants IT et métier de CGI aident les entreprises à récolter les données pour créer des chaînes d'approvisionnement agiles, résilientes, assez réactives pour identifier et corriger rapidement les problèmes opérationnels.

Coen Huesmann, Vice-Président Fabrication de CGI Nederland, convient que la pandémie met les entreprises sous tension et souligne le besoin pour les fabricants de commencer à s'éloigner d'une approche en silos vers un processus intégré de bout en bout.

« De nombreux clients ont des sites de fabrication qui opèrent depuis les années 70 ou 80 et il s'agit d'aligner ceux-ci avec l'Industrie 4.0 — la durée de vie des données dans une entreprise de fabrication ne peut être ignorée », a déclaré Huesmann.

« Ce mois-ci, nous avons entendu que les vaccins aux Pays-Bas sont retardés parce qu'une des grandes entreprises pharmaceutiques a eu un problème dans leur usine. Et maintenant tout le monde veut savoir, pourquoi ce problème s'est-il produit ? Mais ce n'est pas facile d'obtenir ces réponses car une usine opère dans un grand écosystème. Mis à part le fait que les vaccins contiennent des organismes vivants. Vous avez beaucoup de machines différentes, et chacune de ces machines peut mener à une erreur. Et toutes ces informations sont assises dans des silos et c'est de l'information sans contexte », a-t-il dit.

Huesmann dirige une équipe chez CGI qui aide les entreprises de fabrication à optimiser les opérations et construire des chaînes d'approvisionnement agiles en utilisant une méthodologie forte appelée Manufacturing Atlas, fournissant des solutions innovantes pour adresser les nouvelles réalités de marché et répondre aux besoins clients.

Combler le fossé entre OT et IT

« Récolter l'information de tous les systèmes est clé pour fournir toutes les réponses nécessaires pour faire fonctionner une usine et est vital pour les aider à atteindre leurs objectifs fin et vision stratégique », souligne Huesmann.

« De nombreuses vieilles usines ont encore beaucoup de processus intensifs en main-d'œuvre en place. Nous aidons nos clients à identifier leurs prochaines étapes et les soutenons dans leur voyage pour automatiser les processus de la commande à la production au contrôle qualité à la livraison. En prenant en compte les processus à travers la chaîne de valeur de bout en bout incluant la logistique, le contrôle qualité et les étapes de production, tout en maintenant l'équipement dans une usine. Ensemble avec nos clients, nous nous concentrons de plus en plus sur la sécurité et la durabilité.

« Pour ceux-ci ainsi que pour leurs objectifs d'efficacité et de productivité, ils ont besoin de prendre des décisions basées sur des faits. Les fabricants veulent utiliser leurs données pour prendre de meilleures décisions. Les usines sont le plus grand générateur de données, et c'est dur pour les fabricants d'en faire sens. D'abord vous devez la collecter et puis la contextualiser pour que vous puissiez en débloquer la valeur. »

Huesmann explique plus sur le processus Opérationnel d'Automatisation et comment CGI comble le fossé entre la technologie opérationnelle (OT) et la technologie de l'information (IT).

« Nous avons une méthodologie forte pour aider nos clients de fabrication sur leur voyage de devenir plus matures dans leurs processus et automatisation dans leurs usines », a-t-il dit.

« Un exemple de ceci est un de nos clients chimiques où nous avons construit une usine entièrement intégrée. Les commandes venant de leur système SAP déclenchent la production dans les usines. Chaque étape de production est exécutée de manière automatisée jusqu'au camion qui est guidé dans son système de navigation vers le bon silo pour récupérer le produit fini et le livrer aux clients. »

« Pour ce client, nous avons programmé les contrôleurs logiques programmables (PLC) sur le shop floor qui entraînent pompes, vannes et cuves, jusqu'à leurs systèmes de contrôle de décision dans la salle de contrôle et dans les systèmes d'exécution de fabrication (MES). Nous sommes capables de suivre et tracer, peser et dispenser, apprendre comment améliorer l'efficacité et plus. À ce moment, nous travaillons à connecter cela au monde extérieur en intégrant l'usine avec la logistique. »

« C'est comme ça que beaucoup d'opérations de fabrication peuvent s'améliorer, mais seulement processus-par-processus ou machine-par-machine. Nous essayons de vraiment comprendre où la valeur de ce processus est du point de vue du client final. Nous pouvons vraiment économiser d'énormes montants d'argent pour nos clients, et améliorer la qualité du processus en même temps. Si vous automatisez les processus, vous améliorez automatiquement la sécurité. »

Systèmes d'Exécution de Fabrication

Mais comment procédez-vous pour récolter de vieilles données sur plusieurs sites au sein d'opérations de fabrication bien établies remontant à 50 ans ?

« Les usines sont renouvelées à une vitesse complètement différente comparée aux systèmes IT. Donc, nous construisons des plateformes qui peuvent connecter toutes les sources de données dans une usine à une plateforme indépendamment de l'âge et de la technologie. Celles-ci permettent ensuite à nos clients de prendre des décisions bien informées », a expliqué Huesmann.

« Les Systèmes d'Exécution de Fabrication (MES) et ces plateformes de données combinés permettent à nos clients de non seulement récolter l'information traditionnelle qui était déjà connectée, mais aussi d'accéder et récolter l'information des pompes, cuves et de toutes les choses dans l'usine qui n'étaient précédemment jamais connectées. »

« Ensuite, nous ajoutons des capteurs à l'équipement, par exemple pour l'échange de chaleur et pour mesurer les vibrations ou le flux. Donc, les usines ne sont jamais juste de la vieille technologie. Elles sont toujours un mélange de vieille et nouvelle technologie et elles communiquent de diverses façons. Nous faisons les connexions pour obtenir les données, mais ensuite nous apportons aussi du contexte aux données. »

CGI vérifie régulièrement avec les clients leur expérience numérique et leur expérience MES via leur enquête MES. « Cet automne, nous lancerons une nouvelle enquête MES qui nous permettra d'explorer et présenter les dernières tendances », a dit Huesmann.

Partenariats clés sur le voyage vers l'Industrie 4.0

Le partenariat de CGI avec SAS est important pour les deux parties.

Huesmann a dit : « Les systèmes MES fournissent des informations de base sur les usines pour aider nos clients à améliorer les processus de fabrication. SAS est une plateforme d'analytique qui est positionnée de manière unique. Ils ont un processus de récolte continue de données, d'analyse de données et d'amélioration des processus à travers notre plateforme. »

« L'IA est une partie intégrante de leur plateforme. Quand implémentée de la bonne manière, c'est là que les vraies données de fabrication sont récoltées. Le temps de jouer et de faire des preuves de concept avec l'IA est derrière nous. Nous voyons les organisations mettre à l'échelle l'IA et pour cela vous avez besoin d'un partenaire de plateforme fort comme SAS. Ce que nous ajoutons en tant que CGI est notre connaissance technique et métier pour fournir le bon contexte et créer de la valeur. »

CGI partenaire aussi avec Hexagon, Aveva et Trendminer. « Hexagon est un de nos partenaires dans l'automatisation des processus manuels. Par exemple pour un de nos clients de fabrication, nous soutenons conjointement l'automatisation de la formulation de leurs produits. Avec cette solution, notre client est capable d'apporter de nouvelles recettes en production d'une manière standardisée et automatisée, rendant la production et le changement de produit plus sûrs et beaucoup plus efficaces. »

« Avec Aveva, nous avons conçu et construit des plateformes MES standardisées qui supportent la standardisation des processus à travers les usines. L'IA fait partie de cette plateforme pour les usines plus matures pour optimiser la qualité, l'efficacité et la sécurité. »

« Trendminer est en effet un de nos partenaires clés. Les plateformes d'analytique en libre-service comme Trendminer sont conçues pour combiner les sources de données d'une manière standardisée, une fois les données contextualisées, elles fournissent les insights pour permettre des améliorations percées. Là où SAS contient des options plus avancées pour l'IA et l'analyse plus profonde, les outils en libre-service comme Trendminer sont pour un usage plus pragmatique près de la fabrication. »

Cybersécurité dans la fabrication protège l'or

Il est vital que les fabricants ne planifient pas seulement pour l'Industrie 4.0 mais gardent aussi les données en sécurité, pendant qu'ils font la transition numérique. Les données sont de l'or, alors comment les données restent-elles sécurisées pendant cette récolte de données ?

« C'est sans doute l'un des plus grands thèmes sur lesquels nous sommes actifs. Avec nos propositions MES et analytique, nous aidons les clients à débloquer les données des opérations de fabrication. Ces plateformes sont généralement bien sécurisées selon les derniers standards. »

« La vulnérabilité réside plus dans l'environnement OT. Dans les usines modernes, presque chaque nouvel équipement est de nos jours connecté mais les appareils plus anciens ne sont pas toujours sécurisés en ligne avec les derniers standards de sécurité IT. »

« Par conséquent, nous essayons de cloisonner ce genre d'équipement. Mais protéger les actifs ne doit jamais venir au détriment de l'utilisation. Nous avons des spécialistes de la sécurité OT qui aident nos clients avec le durcissement de l'équipement. Nous sécurisons les appareils de différentes façons pour qu'on puisse creuser l'or sans l'exposer au monde externe », a dit Huesmann.

Qu'est-ce que la Quatrième Révolution Industrielle ?

L'Industrie 4.0 fait référence à la transformation dans la façon dont les biens sont produits et livrés — passant de l'automatisation industrielle et de l'usine flexible vers des usines entièrement connectées, basées sur l'application de nouvelles technologies.

Pour avoir un avantage concurrentiel, les fabricants ont reconnu qu'ils doivent exploiter les technologies numériques post-covid-19. De nouvelles technologies sont développées à une vitesse croissante ; Permettant des façons de travailler qui n'étaient pas possibles avant. Les technologies s'activent aussi mutuellement : analytique en libre-service, IoT, IA, cloud, mobile, informatique quantique, 5G, combinés avec une vision forte et un processus permettront et forceront les fabricants à devenir plus agiles et plus réactifs.

Comme exemple, une connectivité sans fil sécurisée en connexion avec des capteurs abordables permet de récupérer des données de segments de fabrication qui n'ont jamais été mesurés avant. Réinjecter l'information aux PLC, permet l'automatisation d'usine, rendant l'automatisation industrielle possible à une échelle bien plus grande ce qui augmentera à son tour la productivité et la performance.

Avec la puissance de calcul du cloud, les algorithmes IA peuvent analyser de vastes quantités de données et créer de l'apprentissage à partir de ces données de manière automatisée. Cet apprentissage peut être utilisé pour optimiser les processus dans les usines d'une manière qui n'était pas possible jusqu'à il y a plusieurs années.

D'énormes gains attendent les industries qui deviennent numériques — dans la fabrication, cela permet une production flexible en permettant aux usines intelligentes de changer rapidement les lignes de production pour raccourcir les délais et identifier rapidement les dysfonctionnements.

Pour accélérer la fabrication intelligente, les jumeaux numériques de machines et opérations seront une nécessité pour la simulation sûre et l'optimisation intelligente, tout comme l'automatisation d'usine et le contrôle en temps réel de l'équipement et des tâches.

Des insights sur lesquels vous pouvez agir

Dans l'année où CGI marque son 45e anniversaire, avec nouveau slogan, Insights you can act on, Huesmann donne ses prédictions pour 2021.

Quelle est votre insight principal pour 2021 ?

« L'interaction entre les gens et les rencontres sur le shop floor reviendront mais pas 24/7. La fabrication reste clé avec de nouvelles opérations de fabrication construites dans chaque région. »

Quelle nouvelle technologie pensez-vous aura le plus d'impact sur la fabrication ?

« Je vois la tempête parfaite pour une gamme de nouvelles technologies pour décoller à ce moment. Cela a été confirmé l'année dernière juste avant la pandémie lors d'un sommet web auquel assistaient des leaders d'opinion, scientifiques, étudiants, start-ups et politiciens comme Tony Blair et top PDG et entrepreneurs. L'IA existe depuis des années mais elle est maintenant amenée à un tout autre niveau, activée par d'autres technologies maturant comme le cloud et l'IoT. L'informatique quantique n'est pas si grande encore, mais le montant d'investissement est énorme et cela aura un effet encore plus grand sur l'IA. Nous sommes sur le point de voir des choses très excitantes activées par toutes ces technologies. »