Les usines intelligentes peuvent-elles restaurer la productivité manufacturière américaine ?

Une étude récente vante l'usine « intelligente » comme une balle d'argent qui peut résoudre n'importe quel nombre de problèmes des fabricants, de la faible croissance de la productivité aux opérations non compétitives.

Au printemps de cette année, Deloitte et la Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation (MAPI) ont interrogé plus de 600 dirigeants d'entreprises manufacturières basées aux États-Unis sur l'impact des usines intelligentes sur leurs organisations. Leur conclusion : Les usines intelligentes promettent d'être un « game changer » pour l'industrie américaine, résultant en un triplement des améliorations de productivité sur la prochaine décennie.

L'effort, bien sûr, soulève une question clé : Qu'est-ce qu'une usine « intelligente » ? C'est plus qu'une question d'employer une technologie avancée avec des équipements de détection et de sensing de qualité, dit Paul Wellener, vice-président en charge de la pratique U.S. Industrial Products Construction de Deloitte.

Pour faire le saut vers une usine intelligente, les fabricants doivent incorporer de multiples éléments de technologie de pointe, tels que l'analytique, l'internet des objets (IoT), les systèmes de convoyage intelligents, le cloud computing, l'intelligence artificielle et la réalité augmentée ou virtuelle — tous éléments de ce qu'on appelle la Quatrième Révolution Industrielle.

Les entreprises interrogées par Deloitte et MAPI sont à des stades variés de ce parcours. Le rapport identifie trois catégories d'aspirants, basées sur leur niveau de progrès actuel : trailblazers (pionniers), composés d'implémenteurs rapides de la dernière technologie (représentent environ 18 % de l'échantillon total) ; explorers (explorateurs), ouverts à l'expérimentation mais pas encore prêts à s'engager pleinement dans l'initiative (55 %) ; et followers (suiveurs), qui « attendent que les choses soient prouvées » (27 %).

Le groupe de tête a vu une augmentation de 20 % de l'utilisation de la capacité d'usine lors de l'implémentation de technologies intelligentes, tandis que les explorateurs et suiveurs ensemble ont connu une amélioration de 11 %. (Même les suiveurs ont adopté des aspects de systèmes intelligents, note Wellener.)

Des améliorations supplémentaires sur le plan de fabrication ont été vues sous la forme d'une productivité du travail plus élevée (19 % pour les pionniers et 12 % pour les deux autres groupes), et de la production (18 % pour les pionniers et 10 % pour le reste).

Les pionniers se sont distingués davantage en consacrant plus de ressources aux technologies intelligentes — environ deux tiers de leurs budgets de fabrication, versus environ 30 % pour les explorateurs et suiveurs.

Les applications spécifiques de technologie intelligente incluaient la robotique, le matériel et logiciel d'automatisation, les capteurs actifs, l'IoT, les systèmes de vision, l'edge computing, les wearables, la blockchain et la réalité virtuelle et augmentée.

Les auteurs de l'enquête voient les usines intelligentes comme la clé pour relancer ce qu'ils considèrent comme une performance lente des fabricants américains au cours des deux dernières décennies. La croissance de la productivité dans ce secteur, observent-ils, « semble bloquée ». Entre 2007 et 2018, elle a enregistré une moyenne de seulement 0,7 %. Et sur les cinq dernières années, elle a montré une croissance moyenne nette de zéro.

Les usines intelligentes, dit l'enquête, sont nécessaires pour inverser cette tendance. « L'usine intelligente pourrait potentiellement enflammer la productivité du travail au point mort et débloquer la clé de la productivité pour les fabricants », dit-elle. En tout, elle identifie 12 catégories communes de cas d'usage, employant une combinaison de technologies modernes pour booster les résultats. (La majorité des fabricants avec des investissements actifs dans les usines intelligentes exécutent en moyenne neuf cas d'usage, selon l'enquête.)

Parmi les cas hypothétiques cités dans l'enquête se trouve « Kentucky Pumps & Valve Co. ». Face à un taux de rejet inacceptablement élevé pour ses vannes à débit gradué, l'entreprise a installé un système de vision déployant caméras, edge computing et IA. Elle s'est appuyée sur des modèles de données préexistants d'un partenaire, qui ont pu entraîner le nouveau système en moins d'une semaine. Les serveurs edge ont permis le traitement d'image en temps réel, avec détection immédiate des défauts sur la ligne. En résultat, la production de pièces défectueuses a été coupée en deux, le taux de rejet global est tombé à moins de 3 % du seuil, et la productivité a augmenté de 50 %.

Donné les résultats impressionnants du passage aux usines intelligentes par des fabricants réels, on pourrait se demander pourquoi plus ne font pas l'effort. Wellener l'attribue en partie à un manque de vision et de stratégie à long terme. « Voient-ils ces capacités comme une mode, ou comme la voie du futur ? » demande-t-il.

Le progrès pourrait aussi être ralenti par l'échec d'avoir les bons talents en main pour relever les défis technologiques qui viennent avec l'implémentation d'initiatives d'usines intelligentes. Wellener souligne l'importance d'avoir le soutien de tous les niveaux de l'organisation — IT, opérations d'usine, finance, comités de pilotage et PDG. Un effort réussi, ajoute-t-il, appelle « de lourdes doses de communication, et de mesurer les résultats pour démontrer les bénéfices business. »

Les nouveaux venus à la technologie pourraient bien reculer devant le coût d'entrée, mais Wellener rejette cette préoccupation. Les leaders qui ont investi 65 % de leurs budgets dans des capacités intelligentes n'ont pas connu d'augmentation globale des dépenses, dit-il. « Ils ont changé de dépenser de l'argent sur de la vieille tech à de la nouvelle tech. » De plus, le rétrofit d'équipements existants avec des capteurs intelligents peut être relativement peu coûteux.

Wellener croit que les usines intelligentes sont la solution au fossé de compétences grandissant dans la fabrication américaine, qui devrait voir 2,4 millions d'emplois non pourvus au cours de la prochaine décennie, en raison des départs à la retraite et du manque d'attrait de l'industrie pour les jeunes travailleurs.

« Nous avons une guerre pour les talents qui se passe dans notre pays », dit Wellener. « Ce n'est pas une question de réduction des coûts. C'est une question de comment je mets mes capacités de fabrication au bon endroit. »