25 leaders visionnaires façonnant l'avenir de la fabrication

En 2021, Smart Manufacturing a commencé à demander aux leaders transformant la fabrication quel effet la pandémie de coronavirus a eu sur leur entreprise. Non seulement les histoires continuent d'étonner, nous voyons aussi émerger certains des effets en cascade du COVID-19 dans leurs réponses.

Deux répondants ont dit que le reshoring — ramener la fabrication aux États-Unis — est en train d'arriver. L'un est le fabricant sous contrat électronique Electro Soft Inc., dont les clients demandent à l'entreprise de Pittsburgh de produire plus, et l'autre est chez Amazon Web Services.

« Le near-shoring et le re-shoring de la fabrication est réel et un moment pour les entreprises de pas juste implémenter "le testé et vrai", mais de changer leurs processus d'affaires et piles technologiques pour être plus agiles », a dit Douglas Bellin, directeur général, usine intelligente et Industrie 4.0, AWS.

La raison principale pour inverser le délocalisation est, bien sûr, les problèmes de chaîne d'approvisionnement. Et le catalyseur pour ces problèmes est la pandémie, dont des histoires impressionnantes continuent d'émerger.

Par exemple, l'équipe du Carbon Fiber Technology Facility du Oak Ridge National Laboratory a découvert comment produire des médias N-95 pour masques faciaux, et a ensuite transféré cette technologie à un partenaire industriel qui fabrique des filtres diesel. Leur collaboration a permis la production de plus de 3 millions de masques par jour.

Plus de deux ans dans la pandémie, corporations de toutes tailles, startups, partenariats public-privé et universités ont continué à produire des idées novatrices et produits innovants ainsi que les produits de base dont nous dépendons, créant des opportunités pour le leadership démontré sur les pages suivantes d'émerger.

Kira Barton, Ph.D.

Professeure associée, University of Michigan (U-M)

L'attrait de la fabrication intelligente (SM) pour Barton a été accru par les faiblesses de l'industrie révélées pendant la pandémie. « La pandémie a fourni un exemple sans précédent du besoin d'agilité améliorée et de prise de décision intelligente dans le secteur manufacturier, y compris la chaîne d'approvisionnement », a-t-elle dit. « Cela a stimulé des initiatives de recherche additionnelles et opportunités de financement dans ce domaine, ainsi que de fortes collaborations industrielles. » Barton et son équipe à U-M ont créé un cadre de jumeau numérique piloté par les exigences qui définit les spécifications nécessaires pour permettre la réutilisabilité, l'interopérabilité, l'interchangeabilité, la maintenabilité, l'extensibilité et l'autonomie des jumeaux numériques à travers une large gamme d'applications. « Je pense que le développement d'un... cadre, ainsi que la démonstration et l'implémentation de ce cadre sur divers problèmes industriellement pertinents est notre plus grand accomplissement », a-t-elle dit. « Nous aimerions continuer à être leaders dans cet espace. » Et l'attrait de la SM ? « La fabrication intelligente rassemble des concepts de robotique, intelligence artificielle et systèmes cyber-physiques pour exploiter l'information pour une prise de décision plus intelligente dans l'industrie manufacturière », a dit Barton. « Cela fournit une opportunité unique de travailler à travers plusieurs domaines sur un problème sociétalement important. »

Hui Yang, Ph.D.

Professeur, Pennsylvania State University

Le laboratoire de recherche de Yang se concentre sur la conception et le développement de nouvelles technologies « détection-modélisation-optimisation » pour investiguer la dynamique non-linéaire et stochastique dans la fabrication pour l'amélioration de la qualité. Parmi leurs travaux les plus récents, Yang et son équipe de recherche ont conçu une nouvelle méthode de confidentialité différentielle pour permettre des protections automatisées pour données sensibles en ajoutant du « bruit » pour dissuader les pirates potentiels ; ont exploité la nouvelle génération d'IoT et d'informatique distribuée pour développer de nouveaux modèles de réseau utilisant une approche stochastique pour le traitement d'informations machine et la surveillance de condition ; et ont conçu de nouvelles méthodes Six Sigma pour le contrôle qualité de fabrication additive. « Comme un écosystème, nous avons des gens travaillant dans des efforts isolés dans différentes zones de fabrication additive, et les ingénieurs système peuvent aider à connecter les points pour fournir un cadre pour la gestion de la qualité », a dit Yang. « La qualité est indispensable, et si nous concevons un cadre de gestion de qualité au niveau système dès le début, alors nous avons une qualité plus haute et une meilleure productivité à moindre coût. En fin de compte, tout le monde veut faire de la fabrication de haute précision, haut de gamme, mais si la qualité souffre à n'importe quelle étape pendant la production, vous perdez l'avantage concurrentiel nécessaire pour le marché global. »

Eric M. Johnson, Ph.D.

Directeur principal, Laboratoire de recherche fabrication additive, Eaton Corporation

Avant de se lancer dans la fabrication additive, Johnson a passé sa carrière à travailler sur comment la fabrication impacte les matériaux et finalement la durabilité des produits. « Puis en 2013, mon employeur à l'époque a décidé d'acheter une imprimante 3D métal », a-t-il dit. « En tant que métallurgiste, je ne pouvais pas passer à côté de l'opportunité de travailler sur une technologie si cool. Une fois que j'ai commencé à travailler dans le domaine, mes yeux se sont ouverts aux opportunités que la fabrication additive (AM) pouvait apporter à la conception, la fabrication et la chaîne d'approvisionnement. » Il a rejoint la communauté AM, bâti des relations et appris plus sur l'impression 3D. « Je dois tant à la communauté AM au sens large pour l'awesome technologie qui a été développée et les idées fantastiques qui ont inspiré les adopteurs de la fabrication additive comme moi », a-t-il dit. Johnson est aussi inspiré par l'utilisation wholehearted d'AM par Eaton et le dévouement de ses équipes qui ont aidé à amener la production AM de pièces aérospatiales à fruition en temps record. « Je crois qu'on peut changer la façon dont la fabrication est faite et c'est mon but pour le futur ! » a-t-il dit.

Douglas Bellin

Directeur général, Usine intelligente et Industrie 4.0, Amazon Web Services

Dans son rôle de superviser la stratégie globale et la feuille de route pour Amazon Web Services pour l'Industrie, Bellin a une place au premier rang pour repérer les tendances à travers la fabrication. Une tendance qu'il voit est le rythme rapide du changement. « Nous sommes à un point d'inflexion critique dans le marché et l'accélération du changement augmente. » a-t-il dit. « Dans le passé, le marché verrait des changements qui étaient dans des horizons de 10-20 ans. Maintenant, nous voyons des changements de marché et améliorations qui se produisent en moins de cinq ans ou plus vite. » En plus, beaucoup des technologies associées à l'Industrie 4.0, comme la surveillance à distance et opérations, l'auto-correction de fabrication, IA et apprentissage automatique, Bellin les voit maintenant comme des must-haves. Ce Six Sigma green belt, qui a commencé sa carrière en travaillant chaque job dans une usine d'acier, voit aussi l'opportunité dans les nœuds de chaîne d'approvisionnement liés à la pandémie. « Le near-shoring et re-shoring de la fabrication est réel et un moment pour les entreprises de pas juste implémenter "le testé et vrai", mais de changer leurs processus d'affaires et piles technologiques pour être plus agiles », a-t-il dit.

Jennifer Tisdale

CEO, GRIMM

Tisdale est une stratège cyber-économie notée pour construire des programmes et stratégies de cybersécurité pour l'industrie, le gouvernement et l'académie. Les domaines de focus de sa compagnie incluent la sécurité des systèmes cyber-physiques où le matériel et le logiciel convergent, réseaux, tests de sécurité d'applications, formation et conseil. Son expertise est concentrée sur la sécurité des systèmes cyber-physiques connectés et technologies, incluant l'Internet Industriel des Objets, infrastructures critiques et mobilité de transport avancée. Tisdale possède un mélange unique d'expérience dans la défense, l'automobile, la fabrication et les industries tech. Elle était précédemment gestionnaire de programme cyber-mobilité pour le Michigan Economic Development Corporation (MEDC). Au MEDC, Tisdale était responsable de soutenir les industries automobile et défense en fusionnant mobilité intelligente et cybersécurité pour faire avancer le développement de véhicules connectés et autonomes. « La technologie introduit beaucoup de bénéfices à la fabrication mais aussi risque de sécurité », a-t-elle dit. « Je suis inspirée pour plaider et éduquer sur l'importance de pratiques de cybersécurité solides pour nos fabricants pour aider à protéger leurs entreprises et la qualité de leurs produits. Je veux aussi m'assurer que chaque fabricant comprend qu'il y a des ressources disponibles pour améliorer leur posture de cybersécurité. »

Thomas Bollenbach, Ph.D.

Directeur technique, Advanced Regenerative Manufacturing Institute (ARMI)

Bollenbach mène les efforts parmi les membres de BioFabUSA, un programme ARMI, pour utiliser la fabrication intelligente pour la fabrication de cellules, tissus et organes. Parmi leurs réalisations sont une plateforme de fabrication SMAC (évolutive, modulaire, automatisée et fermée) et un Centre de caractérisation des tissus profonds. Ils développent aussi des plateformes basées sur capteurs en temps réel et analytiques de données pour le contrôle qualité en cours de processus et produit final pour surmonter les obstacles posés quand les principes de fabrication intelligente ne sont pas appliqués. « SMAC et caractérisation profonde permettront la fabrication quality-by-design, qui est essentielle pour le concept vieux de décennies de tissus et organes manufacturés pour devenir économiquement faisable », a dit Bollenbach. Dans le futur, il voit une augmentation de la capacité de l'industrie de la biofabrication à surveiller et contrôler la fabrication par l'acquisition et le traitement de données en temps réel qui exploite des outils comme l'IA. « Je vois cela comme menant à un changement des pratiques de contrôle qualité qui sont actuellement effectuées au labo, en utilisant les outils traditionnels du chimiste analytique, à un technicien surveillant les sorties de capteurs », a dit Bollenbach. « Cela mènera aussi à un changement dans la façon dont les agences régulatrices comme la FDA examinent et approuvent les processus de fabrication qui leur sont présentés. »

Akhila Tadinada

Directrice technique, Xemelgo Inc.

Rien ne donne plus de joie à Tadinada que créer du logiciel pour les fabricants. « Les fabricants sont les vrais bâtisseurs de nos économies », a-t-elle dit. Elle et un collègue à un ancien employeur ont établi la startup de Seattle en 2018 pour offrir des applications Industry 4.0 clés en main pour suivre matières premières, travail en cours, actifs, expédition et biens finis. « Les assistants numériques de Xemelgo assurent que le fabricant peut se concentrer sur faire le travail pendant que le logiciel Xemelgo travaille en arrière-plan pour s'assurer que tout est sur la bonne voie », a-t-elle dit. Pour l'inspiration, Tadinada regarde la carrière de son père dans une des plus grandes compagnies de fabrication d'équipement de génération d'énergie en Inde, où elle a visité étant fille, et Amazon. « Amazon a commencé avec un petit petit site web vendant des livres il y a 30 ans et a éventuellement réimaginé chaque aspect des opérations de vente au détail », a-t-elle dit. « Nous croyons que la fabrication commence un voyage similaire. Alors qu'on obtient chaque aspect de la fabrication connecté et des données en temps réel qui coulent à travers, les fabricants pourront construire des produits hautement personnalisés à un moment et servir la demande de leurs clients finaux comme jamais auparavant. »

Sachin Lulla

Leader secteur conseil Amériques, Fabrication avancée et Mobilité, EY

La mission chez EY, anciennement connu comme Ernst & Young, est de créer un meilleur monde du travail. Transformer la fabrication spécifiquement est au cœur de la mission pour Lulla dans son rôle de leader conseil fabrication. « Notre plus grand accomplissement a été le lancement de notre EY-Nottingham Spirk Innovation Hub à Cleveland pour montrer le futur de la fabrication intelligente et transformation numérique pour nos clients », a-t-il dit. « Nous sommes en mission pour partenariat avec chaque compagnie de fabrication pour transformer leurs produits, expérience client et résilience opérationnelle avec technologies numériques conjointement avec nos partenaires d'écosystème à notre hub d'innovation. » EY a aussi créé une approche holistique pour transformer les compagnies de fabrication avec une méthodologie appelée Transformation Realized qui prend une approche centrée sur l'humain pour appliquer « technology@speed » et « innovation@scale », a-t-il dit. Vingt-plus années de conseil avec OEMs auto et étant inspiré enfant par son père, qui a fondé une compagnie de fabrication de vêtements prospère, ont clairement joué un rôle clé dans sa vie. « C'est dans mon ADN », a dit Lulla de son voyage pour façonner le futur de la fabrication.

Malcolm J. Thompson, Ph.D.

Directeur exécutif, NextFlex

NextFlex, un institut de Manufacturing USA, a créé un nouveau type d'électronique basé sur des circuits imprimés qui intègrent des puces électroniques minces et flexibles et des interconnects imprimés qui permettent un time-to-market rapide, sont peu coûteux, et sont créés par un processus de fabrication éco-responsable. « Nous avons créé un partenariat avec les membres du consortium pour résoudre des problèmes collaborativement tout en construisant aussi une organisation d'ingénierie et fabrication au sein de NextFlex », a dit Thompson. « Ces deux accomplissements ont conduit à une augmentation mesurable du niveau de fonctionnalité et maturité de FHE (électronique hybride flexible). » Thompson aimerait accueillir plus de membres NextFlex, actuellement à plus de 100, pour couvrir une gamme encore plus large de la chaîne d'approvisionnement et étendre le nombre de ses partenaires de fabrication alors que l'institut travaille à faire avancer l'adoption généralisée de l'électronique hybride additive, commercialisation et applications. Critique pour le travail de NextFlex est son utilisation de la fabrication intelligente. « Nous avons implémenté multiples méthodes d'impression/procédés additifs pour réduire le coût et la complexité en fabrication », a-t-il dit. « En termes d'assemblage électronique, nous utilisons l'attache de puce flip-chip sans soudure à basse température pour être compatible avec les matériaux à basse température. »

Jay Flores

Fondateur, Invent the Change LLC

Flores a fusionné sa connaissance technique avec le divertissement pour faire de la sensibilisation STEM auprès des enfants. Il a un diplôme en génie mécanique, et est un ancien ambassadeur STEM global pour Rockwell Automation. Il a aussi travaillé avec FIRST. Les projets entrepreneuriaux de Flores incluent la fondation de Invent the Change LLC, une organisation promouvant le STEM. Pendant la pandémie, quand la plupart des activités et écoles étaient fermées, il a créé une émission sur sa chaîne YouTube, « C'est pas de la magie, c'est de la science. » L'émission utilise l'aspect divertissement de la magie, et des expériences scientifiques déguisées en tours de magie, pour augmenter la sensibilisation et l'excitation sur le STEM. « Chaque expérience est aussi divertissante qu'éducative et est fun pour tous les âges », a-t-il dit. Dans son rôle de guide Mystery Science sur l'équipe Mystery Science de Discovery Education, Flores nourrit la curiosité en répondant aux questions soumises par les étudiants comme, « Comment les briques LEGO ont-elles été inventées ? » et « Pourquoi les gens ne tombent-ils pas des montagnes russes quand ils vont à l'envers ? » Jay est aussi l'hôte de l'émission télévisée de compétition d'innovation « Make48 », qui est filmée pour PBS et atteint 96 % des foyers américains.

Frans Cronje

Co-fondateur et CEO, DataProphet (Pty.) Ltd.

Quand Cronje pense au futur de la fabrication intelligente, il voit un écosystème pan-opérationnel, auto-optimisant, alimenté par l'IA mais avec les gens au centre. Dans l'usine du futur, les humains sont habilités à améliorer leurs compétences numériques continuellement. Cela sera nécessaire car ils font interface avec des machines de plus en plus intelligentes qui font de nouveaux produits et composants avec des matériaux de plus en plus avancés. « La fabrication future capturera aussi la valeur avec différentes métriques comme bénéfice social et environnemental, collaboration inter-disciplinaire et scalabilité des capacités numériques », a-t-il dit. Cronje a établi DataProphet en 2014 quand il a transformé un cabinet de conseil en entreprise. Depuis, lui et son équipe d'ingénieurs données et data scientists ont constamment aidé les clients à réduire les défauts de fabrication de 40 % en moyenne. Certains de ces clients ont même, grâce à la solution PRESCRIBE de DataProphet, atteint zéro défaut. Les efforts de Cronje ont mené à une invitation à rejoindre la communauté Global Innovators du World Economic Forum, composée des startups les plus prometteuses du monde, et une demande de parler à l'Annual Meeting of the New Champions, aka le « Summer Davos. »

Daniel Burseth

Vice-président de l'ingénierie, Eckhart

Eckhart a combiné un robot collaboratif, vision machine et un robot mobile autonome pour faire un système d'inspection de fin de ligne entièrement automatisé. Le système peut identifier des décals de produit mal placés, mauvaises connexions électriques et composants manquants pour un OEM véhicule commercial. « Historiquement, les fabricants emploient beaucoup de gens dans des rôles d'inspection où ils sont armés d'une liste de contrôle sur un presse-papiers et une formation de base », a-t-il dit. « Les humains ne sont pas excellents dans les tâches d'inspection répétitives et les jugements de qualité varient significativement d'un opérateur à l'autre. Malgré les meilleurs efforts pour reviewer la qualité, beaucoup d'entreprises finissent par expédier du mauvais produit par la porte. » L'automatisation de l'inspection est en forte demande alors que les produits augmentent en complexité et la main-d'œuvre qualifiée devient de plus en plus rare. En plus de l'automatisation de l'inspection et des tests, Eckhart continue de voir une croissance à deux chiffres dans des domaines plus traditionnels d'automatisation d'usine incluant le ponçage et meulage, tending de machine, et le levage et transport de charges lourdes. « L'automatisation est fondamentalement au sujet d'alléger les gens des activités les plus ennuyeuses, sales et dangereuses dans l'usine », a dit Burseth. « Nous sommes fiers de l'opportunité de rendre les usines américaines des endroits plus désirables pour travailler. »

Martin Jun, Ph.D.

Professeur associé, Purdue University; CEO & Co-Fondateur, Maijker Corp.

Jun a co-fondé (avec l'autre lauréat Chandra Nath, Ph.D.) Maijker Corp. pour commercialiser un capteur sonore qu'il a développé pour aider à comprendre le statut d'opération d'une machine-outil, condition, anomalies de processus, santé et plus, un peu comme le légendaire ouvrier d'usine qui pouvait dire par le son d'une machine si elle marchait correctement. Il compare le capteur interne basé sur contact à un stéthoscope pour détecter chaque séquence unique de sons d'une machine qui peut être considérée comme du discours et interprétée. Jun a aussi développé un cadre de système cyber-physique immersif et interactif (I2CPS), qui est basé sur les similarités des architectures de fabrication intelligente tout en mettant l'accent sur la collaboration entre humains et autonomie. En général, les modules d'autonomie sont dans le cyberespace, et les humains les utilisent depuis les applications. « Surtout dans le cadre I2CPS, la cognition humaine peut être substituée par l'intelligence artificielle », a dit Jun. « L'autonomie peut contrôler les systèmes de fabrication au lieu des humains, et les humains et l'autonomie partagent le travail d'analyse et d'association de données. » À travers le travail dans son labo, Jun espère aider les petits et moyens fabricants à survivre et prospérer, des objectifs rendus encore plus difficiles à atteindre pendant la pandémie, a-t-il dit.

Thomas Hedberg Jr., Ph.D.

Directeur de mission, Acquisition et Sécurité industrielle, Applied Research Laboratory for Intelligence and Security, University of Maryland

Après 15 ans à travailler pour développer des standards et capacités numériques pour l'entreprise model-based (MBE), fil numérique et jumeau numérique, Hedberg a été recruté pour construire et diriger une équipe de recherche à l'Université du Maryland pour étudier comment mettre à l'échelle les capacités de fabrication intelligente à des chaînes d'approvisionnement entières. « On raconte une blague qu'on a commencé à travailler sur la résilience de chaîne d'approvisionnement début mars 2020 quand vous pouviez compter sur une main le nombre de chercheurs focalisés sur le sujet », a-t-il dit. « Puis avance rapide à mi-mars 2020 et le monde entier était focalisé sur les chaînes d'approvisionnement. » Avant l'université, Hedberg a travaillé au NIST, où il a co-développé le NIST Smart Manufacturing Systems Test Bed qui est utilisé par les principales compagnies logicielles pour développer et tester leurs produits. Le projet lui a valu et à son équipe une médaille d'or du U.S. Department of Commerce, le plus haut honneur donné par le Secrétaire au Commerce pour « performance distinguée et exceptionnelle », selon un site gouvernemental. Hedberg a aussi été instrumental dans la création du cadre MBE de l'American Society of Mechanical Engineers, dont la première standard a été publiée en mars 2022.

Chandra Nath, Ph.D.

Directeur technique & Co-fondateur, Maijker Corp.

Quand il travaillait chez Hitachi America Ltd., Nath a inventé une nouvelle méthode d'acquisition de signal pour la surveillance en ligne des processus de fabrication et condition d'outil. Un brevet a été publié. Plus récemment, avec le co-lauréat Martin Jun, Ph.D., et John J. Murphy, Nath a démarré Maijker Corp. pour commercialiser un système de surveillance de machine basé sur l'IA, non-invasif, simple et flexible plug-and-play qui utilise un capteur sonore qui a origine dans le labo de Jun. Maijker a reçu des prix, avec Nath comme investigateur principal, du National Science Foundation Seed Fund et Elevate Ventures Inc., Indianapolis, pour continuer le travail de R&D et commercialisation pour le système. Maijker a commencé juste au début de la pandémie. Malgré quelques retards initiaux induits par le COVID dans la planification des tests et adoption industrielle, les co-fondateurs ont eu la chance de vendre un produit logiciel et ont déjà la version initiale de leur système de surveillance de machine en utilisation dans les usines de leurs partenaires. Un des partenaires a eu tellement de succès en utilisant le système qu'il veut le déployer plus largement dans son usine et a offert de compenser la compagnie, un phénomène que Nath a jugé « un énorme succès. »

Craig Blue, Ph.D.

Directeur, Programme fabrication avancée, Oak Ridge National Laboratory

Pendant une carrière de 25 ans en R&D technologies matériaux et fabrication, Blue a amassé brevets, publications et prix. Mais un de ses moments les plus fiers a été de voir les experts de ORNL en fabrication et matériaux, couplés avec ses installations et capacités, aider pendant la pandémie. Lui et son équipe ont transformé le Carbon Fiber Technology Facility à ORNL pour produire des médias N-95 pour masques faciaux, et puis transféré cette technologie à un partenaire industriel qui fabrique des filtres diesel pour permettre la chaîne d'approvisionnement et production de plus de 3 millions de masques par jour. Ils ont aussi utilisé le fil numérique — une technologie dont Blue est passionné — pour produire rapidement l'outillage pour masques faciaux et tubes de test. En fait, le Manufacturing Demonstration Facility de ORNL, dont Blue était directeur fondateur, a conduit la création et l'adoption du cadre numérique et analytiques de données pour processus de fabrication. « Le fil numérique est clé pour implémenter la fabrication avancée et amener la fabrication américaine au niveau supérieur », a-t-il dit. « La technologie permet aux compagnies de complètement comprendre et contrôler leurs processus de fabrication transitoires — pour assurer les propriétés des pièces et reproduire des pièces identiques fois après fois. »

Matthew Cordner

Architecte principal A&D Business, HCL Technologies Inc.

Après avoir passé trois décennies à concevoir, construire et soutenir des aéronefs à rotor vertical, Cordner applique ses leçons apprises à l'IT. « Un aéronef est un système complexe de systèmes soigneusement intégrés, avec des compromis faits dans chacun pour atteindre la performance désirée », a-t-il dit. « L'architecture IT est aussi un "système de systèmes" conçu pour des objectifs plus élevés. » Parmi les objectifs les plus critiques est l'agilité — la capacité de sentir et répondre rapidement aux changements quotidiens dans l'ingénierie, l'usine et la chaîne d'approvisionnement, a-t-il dit. « Des milliards ont été investis dans les outils IT, pourtant peu de compagnies les ont intégrés avec cet objectif global en tête », a dit Cordner. « Cela nécessite que les systèmes PLM et ERP s'intègrent plus efficacement l'un à l'autre et au plancher d'usine. Chez HCL, on appelle cela Model Based Enterprise 2.0. Nous voyons un focus renouvelé sur le rôle de l'ERP pour assurer l'agilité et la résilience de la chaîne d'approvisionnement. Les ERPs modernes comme SAP S/4HANA ont été conçus pour être plus rapides, moins complexes, plus conviviaux tout en fournissant bien plus de capacité que les outils legacy. » Il offre un doux rappel : « Rappelez-vous, le but ultime est d'optimiser votre entreprise, pas vos applications. »

Yujie Chen, Ph.D.

Ingénieur, Fabrication numérique et usinage, Caterpillar Inc.

Chen a commencé sa carrière dans la fabrication avec Caterpillar en 2013, et a travaillé dans les domaines de fabrication avancée depuis. Son travail implique le développement et l'implémentation de modélisation de processus de fabrication, et échange et analyse de données entre processus de fabrication. « Cela est destiné à automatiser le processus de fabrication pour assurer l'agilité et la résilience », a-t-il dit. « Par exemple, un robot peut assister dans le scan de matériel entrant pour variations, et puis nos systèmes de fabrication avancée peuvent s'ajuster à ces variations plus intelligemment. » À travers MxD, l'institut de fabrication numérique au sein de Manufacturing USA, il a mené une équipe de plus de 20 personnes de l'académie et l'industrie dans un projet financé, selon un article 2019 dans Peoria Magazine quand il l'a nommé parmi les 40 Leaders Under 40. COVID-19 a illuminé l'importance de la fabrication intelligente, a-t-il dit. « Avec la fabrication intelligente, le statut du processus de fabrication peut être surveillé, la qualité du produit peut être prédite et la conception peut être virtuellement validée », a dit Chen. « Certaines personnes peuvent être physiquement loin des lignes de fabrication, mais elles peuvent avoir une insight et un contrôle encore meilleurs de la fabrication avec les technologies de fabrication intelligente. »

Chinedum « Chi » Okwudire, Ph.D.

Fondateur et CTO, Ulendo; Professeur associé, Génie mécanique, University of Michigan

Okwudire et ses collègues ont créé de nouveaux algorithmes qui exploitent la théorie du contrôle, la modélisation avancée et la détection, et l'apprentissage automatique pour booster la vitesse et la précision des imprimantes 3D de bureau et industrielles à faible coût. Les fabricants ont demandé leur algorithme de compensation de vibration FBS pour les aider à accélérer leurs imprimantes 3D pour répondre au pic de demande apporté par la pandémie SARS-CoV-2, mais il n'était pas prêt pour la distribution commerciale à ce moment. « Nous étions vraiment inspirés par les demandes », a-t-il dit. Entre-temps, l'équipe déploie leurs solutions sur des imprimantes commerciales. « C'est génial de voir nos solutions quitter le labo de recherche et trouver le succès sur le terrain », a dit Okwudire. « Nous avons beaucoup plus de solutions de fabrication intelligente en développement — comme notre algorithme SmartScan pour l'impression 3D laser de métaux — que nous sommes excités d'apporter à l'industrie de l'impression 3D et au-delà. » Le nom de sa compagnie, Ulendo, signifie « voyage » ou « voyage » en langue Chichewa. L'équipe de la compagnie est en voyage « pour utiliser le logiciel pour permettre aux machines de fabrication d'atteindre leur plein potentiel comme outils ubiquitaires pour la fabrication moderne », selon le site web de la compagnie.

Johan Bjorklund

CEO, Betacom

Quand Bjorklund est devenu CEO chez Betacom en 2019, sa vision était pour le futur. L'infrastructure sans fil de Betacom pour opérateurs mobiles pourrait-elle être au carrefour de l'Industrie 4.0 ? Il a convoqué des leaders de l'industrie sans fil en finance, ingénierie, sécurité, gestion de produit, ventes et marketing pour démarrer une nouvelle unité d'affaires et un nouveau service Betacom — Betacom 5G as a Service (5GaaS) — ce que la compagnie appelle le premier service sans fil privé entièrement géré de l'industrie. « Nous avons développé un service clé en main, soutenu par un centre d'opérations réseau moderne qui gère la sécurité en plus des opérations réseau », a-t-il dit. Avant de rejoindre l'équipe qui a acquis Betacom, Bjorklund a co-fondé et est président du conseil d'une passion project, compagnie logicielle Aiberry. Son logiciel utilise l'IA pour analyser les mots, la voix et les expressions faciales d'une personne pendant une courte conversation guidée pour livrer des insights critiques aux fournisseurs médicaux pour les aider à diagnostiquer et traiter les troubles de santé mentale. « Dans un temps où le bien-être mental est plus important que jamais, Aiberry augmente l'accès aux soins, améliore la détection précoce et habilite les fournisseurs de soins de santé », a-t-il dit.

Sam Golan

Fondateur & CEO, High QA Inc.

Dans ses 25 ans d'expérience de gestion hands-on en CAO/FAO et PLM, il est devenu clair pour Golan que la fabrication intelligente est relativement dans une bonne place et bouge dans la bonne direction pour adresser les défis de l'Industrie 4.0. « Ce qui est dramatiquement en retard, cependant, c'est la qualité pour la fabrication », a-t-il dit. Dans la vue de Golan, la qualité pour la fabrication est des décennies en retard et est un goulot d'étranglement énorme associé à un coût élevé. L'automatisation de fabrication est hautement avancée comparée à la qualité pour la fabrication, avec l'écart qui grandit quotidiennement, a-t-il dit. « La qualité ne peut pas suivre le rythme », a dit Golan. « Les pièces deviennent plus petites, (sont) hautement précises avec des tolérances plus serrées et sont accompagnées de soumissions de documentation énormes. » Golan a construit la solution de High QA en intégrant qualité et fabrication dès le début — dessin 2D ou modèle 3D. Elle a été adoptée par près de 1 000 clients, allant des OEMs à tous les niveaux de la chaîne d'approvisionnement. Golan ne s'arrête pas là. « Notre prochain accomplissement commence avec un lancement de nouveau produit qui permet à la chaîne d'approvisionnement de devenir une partie intégrale du processus de qualité de fabrication », a-t-il dit.

Paul Van Metre

Co-fondateur & CRO, ProShop ERP

Van Metre et ses partenaires ont créé ProShop ERP, un écosystème de fabrication numérique sans papier, pour qu'ils puissent faire tourner leur ancien atelier CNC en utilisant des outils et processus intelligents. Quand d'autres compagnies « étaient très intéressées » par ce qu'ils avaient construit, les partenaires ont vendu l'atelier qu'ils avaient fait tourner pendant 17 ans pour qu'ils puissent focaliser leurs efforts sur le logiciel. « Notre équipe à ProShop a aidé à apporter un impact changeant la vie à des centaines de compagnies de fabrication, aidant les clients à scaler significativement plus vite qu'ils ne pourraient autrement, réduire les coûts, augmenter le débit, améliorer leurs résultats, créer plus d'emplois et améliorer leurs communautés », a-t-il dit. « Nous croyons que c'est un travail très important pour supporter cette industrie et l'économie globale. » L'industrie apparemment aime ce que Van Metre, Matthew Carrico et Kelsey Heikoop ont créé. « La pandémie a mené à une croissance tremendous chez ProShop, et nous avons plus que doublé notre équipe et base de clients », a dit Van Metre. « La plupart des compagnies de fabrication ont réalisé qu'elles doivent adopter des outils intelligents pour aider à faire tourner leurs affaires, et que les documents papier et systèmes logiciels legacy ne leur permettront pas de compétitionner au niveau nécessaire aujourd'hui. »

Karla Trotman

Présidente & CEO, Electro Soft Inc.

Quand la pandémie a interrompu les chaînes d'approvisionnement industrielles, les fabricants domestiques ont bougé pour renforcer les pipelines en inversant le délocalisation. « Les compagnies réalisent maintenant qu'une chaîne d'approvisionnement globale ne marche que si tous les éléments sont parfaits », a dit Trotman. « Mais qu'est-ce qui arrive quand les conditions ne sont pas parfaites ? Les revenus souffrent. Les compagnies ne sont pas prêtes à prendre ce risque, donc le reshoring se passe à une plus grande échelle et nos clients nous demandent maintenant de prendre des volumes plus grands de travail. » Il y a un hic, cependant, avec une pénurie de travailleurs qualifiés. Trotman et d'autres fabricants dans sa région de Pennsylvanie ont trouvé leur propre solution au problème en se regroupant il y a 15 ans et en créant la Southeastern Pennsylvania Manufacturing Alliance (SEPMA). Trotman est co-présidente. La SEPMA a établi un boot camp et parcours de carrière pour préparer des travailleurs d'entrée de gamme « qui ont au moins une fondation en fabrication quand ils entrent par la porte » pour ses partenaires employeurs. Des centaines de diplômés du boot camp ont été embauchés. Depuis le début en 2007, SEPMA a fourni de la formation technique à des milliers de gens et exposé des centaines de collégiens et lycéens aux carrières de fabrication.

David Vasko

Directeur principal, Technologie avancée, Rockwell Automation

Vous pourriez vouloir appeler Vasko un pionnier dans le contrôle autonome. « Il y a des décennies, j'ai pu démontrer le contrôle autonome en appliquant la simulation physique en conjonction avec l'IA pour créer une réplique vivante d'une usine, ce qu'aujourd'hui on appelle communément un jumeau numérique », a-t-il dit à propos d'un des trois développements critiques dans la fabrication intelligente auxquels il a contribué. Les deux autres ? Il était un des architectes qui ont innové la transition des PLCs vers des contrôleurs d'automatisation à usage général en exploitant les réseaux industriels ; et il était un architecte pour la sécurité fonctionnelle, qui a permis l'utilisation de contrôleurs de sécurité plus faciles à appliquer et réseaux pour remplacer les relais difficiles à utiliser. Vasko, qui détient plus de 75 brevets pour innovations en fabrication intelligente, dit : « Nous voyons le rêve qu'on avait il y a 20 ans — créer une fabrication intelligente, interconnectée — prendre vie chaque jour. Je ne vois que cela s'étendant dans le futur avec flexibilité et résilience de chaîne d'approvisionnement améliorées, disponibilité accrue d'experts alors que la réalité étendue et l'IA/apprentissage automatique deviennent plus faciles à utiliser et expliquer, et une main-d'œuvre plus sûre, plus qualifiée qui exploite la technologie pour produire d'une façon plus efficace, plus verte. »

Howard D. Grimes, Ph.D.

CEO, Cybersecurity Manufacturing Innovation Institute (CyManII)

Grimes aide à sécuriser les opérations de fabrication et réseaux de chaîne d'approvisionnement, les cibles les plus grandes, les plus complexes pour les cybercriminels. Établi en 2020 par The University of Texas at San Antonio, où Grimes est aussi le vice-président associé pour initiatives institutionnelles, CyManII a développé des instantiations précoces d'une architecture de fabrication intelligente (SMA) qui se superpose sur les systèmes intelligents et legacy. CyManII a aussi commencé à démontrer avec succès comment cette architecture améliore la productivité et rétrécit la surface d'attaque cyber. Il a aussi introduit une nouvelle approche de modélisation et simulation appelée « CEEQ », ou Cybersecurity Energy Emissions Quantification. « CEEQ nous permet de valider et vérifier les gains d'efficacité énergétique et réductions d'émissions, et quantifier l'étendue du durcissement cyber atteint via SMA », a-t-il dit. Alors que CyManII cyber-sécurise la fabrication domestique, Grimes voit, « un environnement de fabrication intelligente qui n'est pas sujet au vol de PI, où les chaînes d'approvisionnement sont résilientes et sécurisées et les secteurs de fabrication deviennent significativement moins vulnérables aux menaces persistantes avancées et actes de sabotage par nos adversaires. Tout cela mène aux États-Unis étant globalement compétitifs. »