Usines numériques : fabrication intelligente pour l'industrie 4.0

Qu'est-ce qu'une usine numérique ?

Une usine numérique utilise la technologie pour partager automatiquement l'information numériquement à travers l'opération, incluant les données provenant des matériaux, des personnes et des machines. La fabrication numérique repose sur un système intégré composé de technologies de simulation, d'équipements connectés et d'outils de collaboration.

Il n'existe pas de technologie unique qui transforme une usine analogique en usine numérique. Cependant, de nombreuses technologies et traits sont communs aux usines numériques, et les fabricants qui combinent plusieurs technologies sont ceux qui sont le plus susceptibles d'être considérés comme des « usines numériques ».

Les usines numériques sont le résultat d'une stratégie de transformation numérique visant à permettre l'utilisation des données provenant des personnes, équipements et systèmes pour identifier et prioriser les initiatives d'amélioration continue. Voici les technologies que vous pourriez trouver dans une usine numérique :

Internet industriel des objets (IIoT)

Il s'agit de petits capteurs et autre matériel connectés qui communiquent entre eux. Ils peuvent servir à la gestion d'actifs, à la réduction d'énergie via CVC et éclairage intelligents, ou à la collecte de données machine, bien qu'il existe une gamme quasi illimitée de cas d'usage pour l'IIoT en fabrication.

Big Data

Lorsque les dispositifs IIoT collectent des données, elles doivent aller quelque part. Il en va de même pour les autres données que les fabricants collectent couramment : données clients, données de production, données fournisseurs, etc. Le Big Data désigne simplement ces immenses réserves d'information que les fabricants peuvent exploiter, ainsi que les moyens de trier et gérer cette information pour l'utiliser avec d'autres outils et logiciels d'analytics. Intéressé par ce concept ? Lisez notre article complet sur « l'Industrial DataOps ».

Analytics prédictif et Machine Learning

En fabrication comme dans d'autres secteurs, le machine learning et l'analytics prédictif sont un cas d'usage majeur pour les données collectées ci-dessus. Les données peuvent être combinées pour alimenter des modèles de machine learning qui offrent des insights décisionnels à partir d'ensembles d'informations trop complexes pour que les humains en tirent seuls de la valeur. Le ML et l'analytics prédictif peuvent prévoir la demande, effectuer de la maintenance prédictive et prescriptive sur les machines, repérer des ouvertures et opportunités de marché, et bien plus encore. C'est un aspect très puissant d'une usine numérique.

Automatisation

Avec des machines intelligentes et connectées vient l'opportunité pour les humains de sortir de la boucle et de laisser l'automatisation prendre le relais. Dans de nombreux cas, les machines gèrent les tâches plus vite et plus précisément que leurs homologues humains. L'automatisation industrielle libère ces humains pour qu'ils se concentrent sur d'autres tâches cognitives complexes mieux adaptées aux esprits humains qu'aux esprits machines (du moins pour aujourd'hui).

Certaines usines numériques poussent l'automatisation au niveau supérieur avec des techniques de fabrication « lights-out » (usine sans éclairage), retirant les humains du processus de fabrication entièrement. Le terme vient de la capacité à démarrer l'usine, éteindre les lumières, et partir en sachant que l'usine continuera à produire, même 24 h/24, sans intervention humaine.

Technologies Cloud et Edge Computing

Le Cloud permet aux usines numériques de stocker et d'analyser d'immenses volumes de données via des équipements sécurisés mutualisés, accessibles par le web. Le Cloud offre aux fabricants des machines plus rapides et plus puissantes et des capacités de stockage supérieures (avec de meilleures protections) que ce qui est habituellement faisable à acheter et maintenir en interne.

L'Edge Computing traite les données provenant du terrain d'usine à proximité, supprimant le temps d'attente pour l'envoi vers le Cloud, l'analyse, et la redistribution de l'info vers le terrain. L'Edge permet l'analytics temps réel et la prise de décision ultra-rapide basée sur les données, idéal pour les mécanismes de sécurité, la maintenance prédictive, et les tâches de calcul sensibles au temps.

Qu'ont d'autre en commun les usines numériques ?

• Zéro papier : Comme les processus sont numérisés, il n'y a pas besoin de papier dans une usine numérique. Tout est stocké sur le Cloud ou localement, en format numérique.
• Stack connecté : Comme mentionné, il s'agit moins d'avoir telle ou telle technologie, que d'avoir un système de technologies intégrées. Cela peut inclure les infos PLC du terrain, fusionnées avec les données ERP, MES et SCADA, etc. Cet échange d'informations entre machines permet une prise de décision rapide, pilotée par les données et par les machines, à tous les niveaux du processus de fabrication.
• Métriques temps réel : Pour opérer avec le type d'efficacité attendu d'une usine numérique, les fabricants doivent avoir accès à des métriques temps réel qui leur permettent d'ajuster à la volée pour garantir que les objectifs de production et autres initiatives d'entreprise continuent d'être atteints — sans surprises.
• Analytics Big Data : Avoir des tonnes de données ne sert à rien si elles ne sont pas traitées et analysées. Ce type d'analyse aide les usines numériques à prendre des décisions plus éclairées basées sur les chiffres, leur permettant de repérer tendances, opportunités, problèmes et zones d'amélioration d'efficacité.

Quels sont les avantages d'une usine numérique ?

L'un des avantages les plus évidents d'une usine numérique est un bond majeur d'efficacité. En éliminant les processus de décision humaine inefficaces — qui peuvent être non seulement lents, mais aussi biaisés ou simplement incorrects — les usines peuvent produire plus avec moins : moins de temps, moins de ressources matérielles, moins de pannes, moins de rebuts, etc.

Bien que de nombreux employés de fabrication craignent que l'afflux d'automatisation et d'autres technologies numériques ne les mette au chômage, la fabrication numérique ouvre des opportunités pour davantage d'emplois nouveaux, mieux payés, que beaucoup trouvent plus engageants et épanouissants. Ces emplois mieux payés attirent aussi de jeunes talents avec de nouvelles perspectives et concepts pour améliorer l'installation.

Dans le même ordre d'idées, les usines numériques sont des terreaux d'innovation. Grâce à l'agilité apportée par l'analytics temps réel, il y a plus de place pour expérimenter, être créatif, trouver des solutions à de nouveaux problèmes de marché, et tester des idées à grande échelle sans gaspiller de ressources inutiles.

Les usines numériques voient même une hausse de la satisfaction client, car les coûts baissent, les délais de livraison raccourcissent, tout en augmentant la qualité et la cohérence.

Logiciel d'usine numérique

MachineMetrics soutient les initiatives d'usine numérique à chaque niveau d'implémentation. De nos connecteurs de données haute vitesse qui collectent les données machine directement à la source à 1 kHz (1000 fois plus vite que le 1 Hz disponible sur la plupart des capteurs industriels) à notre logiciel de standardisation des données qui assure que l'information collectée fonctionne ensemble et vous donne des résultats immédiats.

Nos capacités Cloud et Edge Computing supportent à la fois l'analytics approfondi et le stockage long terme sur le Cloud, ainsi que l'analyse quasi instantanée en temps réel pour alimenter la prise de décision rapide sur l'Edge.

Et en surface, nos tableaux de bord personnalisables offrent une variété de vues sur vos données, que ce soit une vue trimestrielle pour les directeurs ou des stats de production temps réel sur le terrain d'usine — chacun accède à l'information dont il a besoin, quand il en a besoin, dans un format simple à comprendre, coloré. Et pour les opérateurs terrain, nous proposons des tablettes directement sur les machines pour qu'ils puissent superposer du contexte humain aux données que nous collectons — nous donnons du pouvoir aux humains, nous ne les retirons pas de la boucle. Tout cela, plus une sécurité de niveau industriel, permet à nos clients de voir un ROI en aussi peu que cinq jours.

Contactez notre équipe pour en savoir plus sur MachineMetrics, ou réservez une démo dès aujourd'hui.