Top 3 des tendances de la fabrication numérique façonnant 2020

Alors que nous arrivons à la fin de 2019, les technologies derrière la numérisation à grande échelle ne ralentissent pas du tout.

Dans les cinq prochaines années, 85 % des entreprises industrielles devraient avoir mis en œuvre des technologies Industry 4.0 dans toutes les divisions clés de l'entreprise. La tendance produit des applications numériques pratiques qui ne deviennent visibles que maintenant.

En raison d'une myriade de défis, l'industrie manufacturière a été lente à adopter des efforts de numérisation à grande échelle. Les quelques leaders qui se sont aventurés à la frontière de la transformation numérique ont posé les bases pour que les autres suivent.

L'approche mainstream a été plus « wait and see » que « full steam ahead ». En conséquence, il y a un choc entre les attentes des ingénieurs produit et les mentalités des fabricants.

Les fabricants du passé ont été lents à adopter de nouvelles technologies, mais 2020 sera probablement une année d'adoption numérique généralisée. Les étincelles ont pris, et avec des outsiders défiant le statu quo, l'industrie est poussée vers l'avant.

« Avec la technologie changeant rapidement, les fabricants doivent rendre leurs plans de transformation Industry 4.0 à l'épreuve du futur ou risquent de rester derrière leurs concurrents », indique le rapport 2019 de McKinsey sur « Future-Proofing a Digital Manufacturing Transformation ».

Les ingénieurs sont au cœur ouverts à l'innovation et à la technologie. En même temps, la nature du processus les oblige à collaborer à plusieurs niveaux à travers la supply chain, avec des industries qui n'ont pas toujours adopté le même état d'esprit. Pour eux, la numérisation de la fabrication signifie qu'ils peuvent intégrer des efforts d'économie de temps, d'énergie et d'argent tout au long du processus de production.

Voici les trois principales technologies motrices que nous attendons de voir en 2020, et comment elles autonomiseront les ingénieurs :

En ligne et à la demande

Avec l'aide de plateformes numériques qui facilitent l'ensemble du processus via un réseau de partenaires distribués, les fabricants en ligne ont expérimenté de nouveaux matériaux et modèles commerciaux innovants au cours de l'année écoulée.

En créant un écosystème de fabricants de qualité, tout ce que les ingénieurs ont à faire pour faire fabriquer des pièces est de télécharger leurs conceptions assistées par ordinateur (CAO), en spécifiant le matériau, la finition de surface, les trous filetés, les tolérances et le délai d'exécution dans le cloud. La plateforme confirmera alors la conception, et un membre du réseau distribué avec des capacités de fabrication pour la pièce spécifique prendra en charge le projet.

En plus de l'impression 3D de plastiques et métaux, les entreprises de fabrication à la demande en ligne offrent des suites avec une variété de processus, incluant l'usinage à commande numérique (CNC), la production de tôlerie, le moulage par injection et le moulage en uréthane. Avec la capacité d'accéder à ces méthodes de fabrication en ligne, la production de pièces à la demande devient une méthode de fabrication plus viable.

Bien que cette industrie soit encore à ses débuts, le potentiel qu'elle débloque pour les ingénieurs est énorme. Traditionnellement, la production de pièces a été entravée par de longs délais pour approuver le devis, le transport international, et le besoin de commandes minimales de grandes quantités, tout ce qui augmente les coûts et les temps d'arrêt. En réduisant ces barrières, la fabrication à la demande en ligne permet aux ingénieurs de livrer sans compromettre leur conception.

Dans l'année à venir, nous nous attendons à voir plus d'ingénieurs se tourner vers la fabrication à la demande comme moyen de résoudre les principaux points de douleur. Il est probable que cela mènera à une concurrence accrue dans cette industrie, ainsi qu'à une consolidation des leaders du marché 전반적으로. Cela finira par pousser les plateformes à adopter de nouveaux matériaux et à attirer plus de fabricants dans le réseau distribué, menant à plus de choix pour les ingénieurs, moins de temps d'arrêt et des coûts plus bas.

Plus de partenariats, coentreprises

Les fabricants ont trouvé difficile d'aller au-delà de la phase de test de leurs stratégies de numérisation, en raison de leur taille pure, de supply chains globalisées et d'un manque d'objectifs clairs. Bien que cela commence à changer, les grandes organisations accusent généralement un retard quand il s'agit d'adopter de véritables mentalités numériques à travers leurs rangs. Les décideurs en sont conscients, et cherchent à apporter une expertise numérique à travers leurs écosystèmes.

« Alors que les fabricants pensent à construire de l'agilité dans leurs supply chains, il y a une prise de conscience croissante que ces efforts ne peuvent pas se faire en isolation », indique l'Outlook 2020 de l'industrie manufacturière de Deloitte. « Le besoin de cultiver un écosystème fort est une tendance qui a émergé, et nos recherches montrent que c'est une stratégie de plus en plus efficace pour les fabricants, surtout en ce qui concerne l'élan numérique. »

Selon Deloitte, cette tendance se jouera probablement au cours de l'année à venir de deux manières distinctes. Premièrement, les usines intelligentes — celles à l'avant-garde de la transition numérique — voient les bénéfices des partenariats à travers leurs écosystèmes, créant de nouveaux modèles d'affaires et de la valeur pour les clients à un taux significativement plus élevé que leurs concurrents. Les retardataires qui ont été réticents à bouger cherchent maintenant à reproduire ce succès dans leurs propres entreprises. Deuxièmement, ceux qui poussent la frontière n'ont pas fini, et sont susceptibles de continuer à étendre leurs propres écosystèmes comme moyen de sourcer des capacités qu'ils n'ont pas en interne.

De nombreux leaders du marché utilisent cette stratégie pour faire avancer leur vision numérique. Mais étant donné la valeur de prime relative sur les capacités numériques dans le marché, Deloitte suggère : « il est plus probable que 2020 apportera des partenariats et coentreprises plutôt que des acquisitions pures et simples. »

L'accès à un écosystème externe de partenaires est essentiel pour combler les grands déficits de talents et de capacités que de nombreux fabricants rencontrent. Ainsi, il est probable que nous verrons une année de partenariats entre grandes entreprises et scale-ups numériques innovants. Les ingénieurs bénéficieront d'une focalisation accrue sur l'expérience utilisateur, la communication interne et les parcours clients rationalisés.

Impression 3D

Ce qui a commencé comme une technologie principalement utilisée pour le prototypage a évolué en une industrie en soi. L'impression 3D est considérée comme l'une des plus disruptives de toutes les technologies Industry 4.0. En tant qu'élément clé de cette révolution, « l'impression 3D évolue comme une alternative praticable pour le développement de produits et la fabrication conventionnelle », selon un livre blanc PwC de la fin de l'année dernière.

Au cours des dernières années, l'arrivée de nouveaux matériaux a fait avancer l'industrie, et les applications explosent. À l'origine, seule une petite sélection de plastiques était disponible pour les projets d'impression. Aujourd'hui, l'ajout de matériaux tels que le béton, le métal et l'encre nanoparticule a étendu le potentiel d'innovation de façon exponentielle.

Avec l'arrivée d'imprimantes plus grandes, plus rapides et plus complexes, les ingénieurs ont la capacité de construire des objets à une échelle bien plus grande qu'auparavant. Quatre des impressions 3D les plus significatives de cette année sont :

• Le premier cœur humain imprimé en 3D, imprimé en Israël cette année. Des chercheurs de l'Université de Tel Aviv ont produit le cœur vascularisé ingénierisé en utilisant les propres cellules du patient et des matériaux biologiques.
• L'Université du Maine a récemment achevé le plus grand bateau imprimé en 3D, un croiseur de deux tonnes et 7,5 mètres, incluant la plus grande pièce solide jamais imprimée en 3D.
• Le moteur du Crew Dragon de SpaceX a été fabriqué entièrement par impression 3D métal. Conçu pour être le véhicule spatial humain le plus sûr jamais construit, le vaisseau a effectué 16 missions vers et depuis la Station Spatiale Internationale.
• Le prix de l'impression 3D de maisons entières sur site a chuté dramatiquement entre 4 000 $ et 10 000 $, offrant l'accès à un logement sûr et abordable à ceux dans le besoin.

Bien que les technologies d'impression 3D pour des matériaux comme le métal et le béton aient été relativement chères au cours des dernières années, un flux continu d'innovations a commencé à les intégrer dans le processus de production mainstream.

Alors que les imprimantes elles-mêmes progressent à un rythme rapide, elles se rapprochent de ce que l'industrie considère comme le Saint Graal de l'impression 3D : l'impression multi-matériaux, qui permettra aux ingénieurs de concevoir en utilisant une combinaison de filaments.

Cette méthode d'impression est prête à débloquer la plus grande valeur de toutes les techniques d'impression 3D. Des étapes ont été franchies pour introduire l'impression multi-matériaux dans un environnement de prototypage, et la technologie semble prête à avancer vers l'utilisation commerciale au cours de la prochaine année ou deux.

À long terme, ces avancées donneront aux ingénieurs une plus grande liberté de conception, boosteront la productivité du prototypage, et rendront la livraison plus efficace. L'évolution des matériaux et des machines elles-mêmes ont amené les experts à prédire que l'industrie de l'impression 3D croîtra en valeur jusqu'à plus de 50 milliards de dollars d'ici 2026. Ajoutez à cela l'industrie de la fabrication à la demande en expansion rapide et la probabilité de nouveaux partenariats à travers le board, et nous commençons à voir 2020 comme la ligne de base du processus de numérisation accélérée de l'industrie manufacturière.

Filemon Schoffer est cofondateur et CCO de 3D Hubs, une plateforme de fabrication en ligne.