Révolutionner l'ingénierie avec l'automatisation intelligente : Cloud, ML et Blockchain dans le PLM

Au milieu d'une croissance vigoureuse dans leur industrie, les développeurs de logiciels de gestion du cycle de vie produit (PLM) exploitent le cloud et l'apprentissage automatique pour gérer les données et améliorer l'expérience utilisateur. Les leaders de l'industrie examinent également la blockchain, soit pour étendre l'utilisation du grand livre distribué dans leurs logiciels, soit pour l'intégrer là où cela a le plus de sens dans leurs applications PLM.

Le marché du PLM a crû de 9,4 % l'année dernière, avec 18 fournisseurs générant un chiffre d'affaires lié de 500 millions de dollars, a déclaré Stan Przybylinski, VP de la recherche chez CIMdata Inc. En regardant vers 2023, CIMdata voit le marché du PLM croître à près de 72,4 milliards de dollars à un taux de croissance annuel combiné de 8,6 %.

« L'acquisition de Mentor Graphics par Siemens PLM Software en a fait le seul fournisseur avec des offres couvrant le mécanique, l'électrique/électronique et le logiciel », a-t-il dit. « À cause de cette acquisition, l'estimation de CIMdata place Siemens en position n°1 au total, devançant Dassault Systèmes de moins de 100 millions de dollars. »

Avec les améliorations et la considération de la blockchain pour le PLM, l'application est en partie redéfinie pour refléter les avancées fondamentales dans la fabrication.

« Je pense que le gros problème est que le PLM n'est plus une application autonome », a dit John Kelley, VP de la stratégie de chaîne de valeur produit chez Oracle. « C'est une partie de la chaîne d'approvisionnement intégrée et de la fabrication, et c'est une pièce clé de la transition vers l'Industrie 4.0 et les appareils intelligents et connectés. »

Le PLM a également pris en charge la gestion des jumeaux numériques, des big data et de l'analytique pour construire des applications utiles comme celles pour la maintenance préventive, la surveillance d'actifs et la surveillance de production, a-t-il dit.
Le CTO de Siemens PLM Software, Jim Rusk, pourrait être d'accord avec Kelley. Rusk a dit qu'un logiciel PLM complet offre un avantage concurrentiel.

« Nous avons vu une progression assez significative de la façon dont les produits sont développés », a-t-il dit. « Historiquement, le mécanique était développé par le groupe d'ingénierie et puis peut-être que vous auriez de l'électronique qui était développé par un autre groupe et peut-être qu'il y avait du logiciel. Ces barrières de domaine dans les entreprises qui produisent des produits complexes ne peuvent plus tenir. C'est plus dur pour eux de compétitionner quand ils sérialisent ces processus. »

Ajouter de l'essence à l'apprentissage automatique

Vikram Vedantham, responsable senior de la stratégie commerciale chez Autodesk, a dit que la technologie de conception générative de sa société, introduite à l'origine l'année dernière et maintenant intégrée dans sa plateforme de conception à la fabrication, Fusion 360, a été un leader dans le changement de paradigme pour apporter les technologies d'automatisation intelligente au large marché de l'ingénierie.

La conception générative prend en compte la définition d'un problème et toutes les contraintes imposées par un utilisateur — y compris les dimensions, matériaux, conditions de charge — pour générer plusieurs solutions de conception viables ou réponses à un problème d'ingénierie.

« Nous sommes déterminés à éliminer les goulots d'étranglement qui existent actuellement dans la façon dont les données circulent d'une personne et d'un processus à un autre, en prenant en charge le fardeau de la traduction de ces données à travers une expérience numérisée de bout en bout sans couture, de la conception à la fabrication », a-t-il dit. « Parce qu'alors nous pouvons commencer à regarder des options où nous pouvons servir sélectivement les réponses qu'un client préfère au lieu de les exposer à des centaines de résultats. »

Autodesk a amélioré l'expérience utilisateur de Fusion 360 en permettant aux données générées depuis l'idéation au stade initial jusqu'à la préparation à la fabrication de se déplacer sans couture dans le flux de travail alors que les utilisateurs basculent entre les pages « espace de travail ».

« Nous voulons absolument nous assurer que nous prenons en charge le fardeau de la manipulation des données dans le flux de travail », a dit Vedantham. « Notre recherche client et notre engagement avec le client montrent définitivement que c'est un besoin émergent et impératif sur le marché. »

Pendant qu'Autodesk travaille sur l'intégration de l'apprentissage automatique dans son processus de conception générative, Oracle exploite l'intelligence artificielle pour l'analytique prédictive et la gestion de la qualité dans son application Oracle PLM Cloud.

« Un dispositif connecté IoT peut détecter une vibration qui est en dehors des paramètres de conception. C'est là qu'interviennent l'exploitation de l'analytique prédictive et de l'apprentissage automatique », a dit Kelley. « D'abord, j'ai besoin de prédire quand cet actif va tomber en panne ou quand la qualité du produit produit sur cette machine sort des paramètres. Deuxièmement, j'ai besoin de l'analytique pour évaluer l'ordre de travail planifié pour l'équipement ou la ligne de produit et choisir le meilleur moment pour émettre un ordre de travail de maintenance prédictive pour s'assurer que nous minimisons l'impact sur mon débit d'usine. Mais je vais aussi réinjecter cela dans mon application qualité pour déterminer si des changements de produit sont nécessaires pour prévenir ou réduire la chance que ce problème se reproduise. »

Alors que les entreprises passent de la vente de produits aux produits en tant que service, garantir la disponibilité pour contrôler le flux de revenus est critique. La maintenance prédictive et la gestion prédictive d'actifs sont critiques pour ces nouveaux modèles d'affaires et font maintenant partie des logiciels PLM.

Un PLM numériquement connecté n'est plus utilisé par la seule ingénierie non plus. Il est aussi utilisé par la chaîne d'approvisionnement, la fabrication, les ventes, le support et d'autres partenaires à travers la chaîne de valeur produit et, en tant que tel, des interfaces utilisateur et tableaux de bord spécifiques aux rôles sont nécessaires pour s'assurer que chaque utilisateur obtient l'information spécifique au rôle utile pour faire son travail.

« Donc, nous avons dû nous concentrer sur la présentation d'informations significatives basées sur les rôles », a dit Kelley. « Et c'est clé, parce que vous avez besoin de stocker une quantité énorme d'informations sur le produit dans le PLM pour créer ce fil numérique ou cet enregistrement produit d'entreprise que vous voulez. »

Oracle fait cela directement dans l'UI et dans l'analytique intégrée dans l'application.

« Alors que vous faites votre travail, vous pouvez voir l'analytique et les tableaux de bord qui sont très configurables pour votre utilisation et votre rôle », a-t-il dit. « Donc, un utilisateur final va voir des transactions de niveau inférieur tandis qu'un gestionnaire va voir un tableau de bord sur la santé du produit. »

Chez Siemens, l'apprentissage automatique est utilisé dans le logiciel NX intégré pour la conception, la simulation et la fabrication.

« Nous collectons des données pendant que l'utilisateur travaille avec le produit sur la machine d'un utilisateur », a dit Rusk. « Mais ensuite, nous mettons un peu d'apprentissage automatique au travail et disons qu'étant donné les dernières heures ou plus longtemps, voici un motif que nous reconnaissons. Basé sur ce que cet utilisateur ou un groupe plus large d'utilisateurs a fait dans le passé, nous pouvons prédire ce qu'ils ont besoin de faire ensuite pour compléter leur tâche. »

Il y a encore un besoin pour le jugement d'ingénierie humain et la prise de décisions, a-t-il ajouté. Mais l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique peuvent arriver à ces décisions et servir l'information dont l'utilisateur a besoin beaucoup plus rapidement.

Rusk a dit que rendre l'expérience utilisateur plus simple est « au premier plan » pour son logiciel PLM basé sur serveur Teamcenter et la plateforme d'entrée basée sur navigateur de Teamcenter, Active Workspace. Ensemble, ils sont l'accès principal à l'information d'un produit qui peut être présentée textuellement ou graphiquement. C'est parce que la complexité de son groupe d'utilisateurs a augmenté.

« Nos utilisateurs produisent certains des produits les plus compliqués au monde, que vous parliez d'automobiles ou d'avions ou d'électronique grand public », a-t-il dit. « Quoi que ce soit, cela nécessite une audience de plus en plus large. »

« Vous pouvez imaginer qu'aller au-delà de l'environnement de bureau traditionnel vous ouvre à l'accès depuis des appareils mobiles », a-t-il dit. « Cela l'ouvre pour d'autres parties de l'opération, y compris l'approvisionnement, le terrain de l'atelier, et le département d'ingénierie. L'idée là est de simplifier et d'aplatir l'expérience utilisateur pour que les utilisateurs puissent très rapidement effectuer une recherche, saisir l'information qui les intéresse et passer à l'étape suivante. »

Où la blockchain a-t-elle du sens ?

Fait aussi partie du PLM le track and trace, le système pour localiser chaque emplacement d'un article et d'autres informations.

Oracle a commencé cette année à offrir des applications blockchain pour le track and trace intelligent, la lignée des lots et la provenance (ce qui aide avec la conformité de l'identificateur unique de dispositif), la chaîne du froid intelligente (documentation de la réfrigération appropriée pour les produits périssables) et le suivi de garantie et d'utilisation.

« Nous considérons l'IoT et la capacité d'incorporer la blockchain comme partie de notre empreinte globale », a dit Kelley.

Oracle évalue la blockchain pour les futures nomenclatures et la collaboration de gestion des changements avec les partenaires de conception et de fabrication externalisés.

Kelley a dit que traditionnellement l'OEM gérera une collaboration fournisseur en gérant la nomenclature (bills of materials) et les changements d'ingénierie dans leur système PLM et puis expédiera l'information aux fournisseurs qui la tireront ensuite dans leur système. Mais pour sa société, la collaboration fait des applications blockchain un bon ajustement pour les nomenclatures et les ordres de changement d'ingénierie, et Oracle construit des plans pour eux.

« Donc, c'est un domaine que nous ciblerons pour la blockchain », a dit Kelley. « Nous n'avons pas de date ou d'heure pour cela encore, mais c'est définitivement un domaine que nous exploiterons avec la blockchain pour augmenter la collaboration entre les partenaires et la chaîne d'approvisionnement et la chaîne de valeur du produit. »

La blockchain est un « domaine d'exploration » pour Autodesk, a dit Vedantham.

« Nous la regardons aussi sous un aspect de partenariat stratégique pour comprendre comment l'intégrer au mieux », a-t-il ajouté.

Et chez Siemens, il n'y a pas de calendrier pour l'implémentation de la blockchain bien que ce soit un « domaine d'intérêt actif » pour la société, a dit Rusk.

« Il y a une préoccupation autour de l'information contrefaite qui pourrait avoir été ramassée quelque part dans l'espace numérique puis rassemblée et livrée de retour à l'OEM », a-t-il dit. « Il y a un potentiel pour la blockchain de pouvoir s'insérer et empêcher que cela se produise dans ce genre de scénarios. »

« Donc, je pense que cette approche de lui permettre de traquer des préoccupations particulières autour de la validation appropriée, la contrefaçon, la validation des fournisseurs, et d'autres types de préoccupations que vous pourriez rencontrer dans le cyberespace est l'un des avantages clés que vous obtenez de la blockchain. »