Qu'est-ce que la fabrication intelligente ? Utiliser la technologie pour stimuler l'innovation

Mise à jour le 13 avril 2022

Quand est-il risqué d'attendre ? Quand tout le monde avance. Utiliser la technologie de fabrication intelligente le plus tôt possible est le choix intelligent. Industry Week a rapporté que la plupart des entreprises manufacturières ont travaillé sur au moins un projet de fabrication intelligente depuis la fin de l'année dernière et que "passer à la fabrication intelligente peut vous aider à atteindre et à servir les clients de manière plus efficace et plus rentable". Ils ont également déclaré que de nombreuses entreprises expérimentent en ajoutant des capteurs à leur équipement existant. Pourquoi ne pas essayer ?

Qu'entend-on par fabrication intelligente ?

La fabrication intelligente est le concept d'utilisation de données en temps réel pour fournir des informations exploitables qui favorisent l'amélioration et l'optimisation des processus, l'utilisation accrue des équipements et des réponses hautement flexibles au sein de systèmes de fabrication intelligents.

Cette utilisation des données conduit à des usines de fabrication intelligentes où l'équipement de production est intégré à la collecte de données, aux plates-formes d'analyse et à d'autres nouvelles technologies. La fabrication intelligente utilise une variété de technologies pour y parvenir. Ces technologies et outils incluent les commandes informatiques, la modélisation des données, la robotique et l'informatique de pointe.

Le concept de fabrication intelligente existe depuis de nombreuses années, mais la technologie en fait maintenant une réalité. Elle est enracinée dans l'adoption croissante de la numérisation dans le processus de fabrication. Alors que les systèmes de production de masse se développent pour répondre aux besoins des consommateurs dans une économie mondiale en pleine croissance, les données créées par la fusion des systèmes cyber-physiques sont de plus en plus utilisées pour améliorer les opérations globales.

L'équipement de fabrication est connecté par des capteurs ou des dispositifs pour surveiller et collecter des données pendant le processus de fabrication. Ces données peuvent être directement diffusées dans le cloud, ou elles peuvent utiliser l'edge computing ou le fog computing pour les traiter avant d'être envoyées dans le cloud. Les données reçues par le cloud utilisent une multitude de technologies émergentes telles que l'intelligence artificielle (IA), l'analyse avancée des données, des algorithmes d'apprentissage automatique robustes et des plates-formes de surveillance des machines. Il transforme ensuite les données en informations exploitables qui peuvent être utilisées pour une prise de décision plus précise.

Les avantages de la fabrication intelligente s'étendent à l'ensemble de l'entreprise. Les informations sont utilisées pour résoudre les problèmes au sein de la chaîne d'approvisionnement et développer des programmes de maintenance prédictive. La fabrication intelligente peut même fournir des analyses de données précieuses pour améliorer la valeur des logiciels de planification des ressources d'entreprise (ERP).

L'arrivée de la technologie intelligente dans l'industrie manufacturière modifie la façon dont les entreprises font des affaires. Grâce à la fabrication intelligente, une entreprise de fabrication entière peut se transformer en une entreprise plus légère axée sur les données qui récolte des avantages significatifs et révolutionne les processus commerciaux.

Comment la fabrication intelligente est-elle liée à l'industrie 4.0 ?

Regardons le développement de l'équipement industriel et passons en revue chaque révolution successive qui a inauguré d'énormes gains de productivité.

Au cours de la première révolution industrielle, la fabrication est passée du modèle artisanal à domicile à l'usine. Des innovations telles que l'eau et la vapeur ont banalisé la production de masse.

La deuxième révolution industrielle a vu de nouvelles innovations telles que l'amélioration de la fabrication de l'acier et l'électrification des usines. Un humain pouvait désormais faire fonctionner une machine pour produire un volume de marchandises beaucoup plus important par rapport à l'ère des produits artisanaux.

La troisième révolution industrielle a vu l'ordinateur introduire l'automatisation et porter les processus de fabrication à des niveaux de productivité encore plus élevés. Cela a permis une amélioration considérable des processus et des gains d'efficacité.

Un ensemble de technologies émergentes alimente désormais la quatrième révolution industrielle connue sous le nom d'Industrie 4.0. Il se compose d'une suite de technologies telles que l'Internet industriel, l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique, la fabrication additive, l'informatique de pointe, la robotique, la réalité augmentée et d'autres technologies intelligentes.

Qu'est-ce que l'Industrie 4.0 ? L'industrie 4.0, également connue sous le nom de quatrième révolution industrielle, ou 4IR, est un terme global pour désigner la façon dont les ordinateurs, les données et l'automatisation évoluent et s'unissent pour changer la façon dont le travail se déroule, et en particulier la fabrication. Lisez le guide complet.

Ces technologies permettent aux usines de fabrication d'exploiter les vastes données créées sur chaque équipement pour améliorer l'efficacité, permettre des services intelligents pour des revenus supplémentaires et déployer des systèmes cyber-physiques qui augmentent l'efficacité opérationnelle et ont un impact sur la stratégie de croissance.

Voici quelques domaines clés où la fabrication intelligente est liée à l'Industrie 4.0 :

• Améliore considérablement l'efficacité opérationnelle :en exploitant les données, les entreprises peuvent créer une visualisation de bout en bout du processus de production. Les données en temps réel et l'analyse avancée des données signifient que des tendances jusque-là inaperçues peuvent désormais être détectées. Ces données peuvent ensuite être contextualisées et fournies aux utilisateurs - des IHM interactives au point d'opération aux responsables ou techniciens pour une prise de décision plus rapide et plus précise. Ces systèmes connectés sont ensuite reliés aux systèmes ERP, aux logiciels de qualité, aux logiciels financiers et à d'autres domaines fonctionnels. Cela crée un environnement intelligent efficace et productif.
• Réduit les temps d'arrêt des machines :les temps d'arrêt sont l'un des gaspillages de ressources les plus importants. Grâce aux technologies de l'industrie 4.0, les entreprises peuvent détecter les problèmes avant qu'ils ne surviennent. L'analyse des données fournit l'état de la machine jusqu'au niveau de la broche, permettant aux opérateurs d'apporter des modifications rapidement. Pour les arrêts non planifiés, des alertes et des alarmes sont envoyées aux techniciens qui peuvent alors organiser l'équipement et les pièces pour la réparation lors du prochain changement. Ce traitement de mégadonnées signifie que les entreprises peuvent développer des programmes de maintenance prescriptifs et prédictifs basés sur des conditions réelles tout en surveillant et en déployant une stratégie à long terme pour réduire les temps d'arrêt de tous les équipements.
• Améliore la sécurité des travailleurs :les technologies de l'industrie 4.0 peuvent aider à créer l'environnement le plus sûr jamais connu dans le domaine de la fabrication. La robotique liée à une plate-forme de surveillance IIoT d'usine peut effectuer des tâches dangereuses auparavant effectuées par des humains. Les alarmes et les alertes permettent également aux opérateurs de détecter les conditions de panne et d'arrêter l'équipement en toute sécurité, protégeant à la fois les opérateurs et l'équipement contre les dommages. En fait, 41 % des fabricants utilisant les technologies de l'industrie 4.0 signalent une augmentation significative de la sécurité des travailleurs. Des systèmes de surveillance d'usine entiers pour la chaleur, l'humidité, la détection de gaz/fumées et d'autres conditions ambiantes peuvent même être programmés pour fonctionner en conjonction avec des machines afin de créer un écosystème d'usine intelligent avec des normes de sécurité exceptionnelles.
• Prend en charge la gestion et l'optimisation des stocks :qu'il s'agisse de matières premières, de travaux en cours ou de produits finis, les stocks sont toujours à l'esprit du responsable de la fabrication. Une usine intelligente peut utiliser les technologies de l'industrie 4.0 pour une numérisation précise lors de la réception, de l'emplacement et du prélèvement. Des capteurs et des dispositifs tels que RF permettent également le suivi des WIP afin que les étapes à valeur ajoutée soient précises en temps réel. Les plates-formes IIoT de l'industrie 4.0 permettent une analyse approfondie des données pour une analyse ABC robuste qui aide à hiérarchiser les biens à haut rendement lors de pics de demande ou de perturbations dans la chaîne d'approvisionnement. En intégrant les données en temps réel à l'ERP et à d'autres logiciels financiers, les coûts d'inventaire peuvent être automatisés.
• Améliore considérablement la gestion de la chaîne d'approvisionnement :la gestion de la chaîne d'approvisionnement est vitale pour la fabrication. L'utilisation des capteurs, de l'informatique de pointe et de l'Internet industriel dans la fabrication intelligente permet à de nombreuses technologies de l'industrie 4.0 d'améliorer les performances de la chaîne d'approvisionnement. L'analyse avancée des données permet aux entreprises de définir des MOQ fiables. Cela leur permet également de déterminer le besoin de stocks tampons et d'optimiser les tampons en conséquence. La planification de la demande peut être modélisée pour fournir des prévisions précises, et les systèmes ont la capacité d'analyse nécessaire pour permettre une planification d'urgence robuste et hypothétique afin de garder une longueur d'avance sur les perturbations.

Le potentiel de la fabrication intelligente

Le potentiel de la fabrication intelligente est vaste. Les usines intelligentes avec des appareils connectés peuvent fournir des données en temps réel et se connecter à des moteurs d'analyse à l'aide d'une informatique basée sur le cloud. Cette connexion rend une usine intelligente plus réactive et flexible.

Les données dirigent les activités de l'exploitation et indiquent au fabricant ce qu'il doit faire. Cela a un impact sur l'ensemble de l'entreprise, pas seulement sur le service de production. Les systèmes de qualité peuvent utiliser l'intelligence artificielle (IA) pour une inspection visuelle en ligne et un poids et des mesures précis par unité. Comme les données des systèmes de production, les données de qualité sont immédiatement disponibles pour une meilleure prise de décision.

Cette même collection de capteurs donnera une visualisation en temps réel de l'état de la machine. Les opérateurs peuvent réagir plus rapidement en production, réduire les temps d'arrêt, éliminer les bourrages et signaler les problèmes aux techniciens. Lorsqu'ils sont combinés avec des algorithmes d'IA et de ML, ces capteurs et dispositifs peuvent permettre des programmes de maintenance prédictive qui font passer la maintenance des machines de l'état passif et réactif à une fonction proactive à valeur ajoutée. Cela aide les fabricants à contrôler les coûts, à réduire les temps d'arrêt et à prolonger la durée de vie de l'équipement.

La fabrication intelligente peut également générer de nouveaux produits et des services à valeur ajoutée. La capacité de surveiller un produit jusqu'à la fin de sa durée de vie change la donne en ouvrant aux entreprises un niveau de service sur le terrain sans précédent et en les aidant à concevoir de meilleurs produits par la suite.

Ce potentiel se révèle déjà par des résultats. Pour les entreprises utilisant la technologie Industrie 4.0 pour développer une fabrication intelligente, 88 % signalent une productivité plus élevée, 74 % une rentabilité plus élevée, 43 % une augmentation de la satisfaction client et 42 % une augmentation de la disponibilité des machines. Ces avantages ne peuvent pas être surestimés.

MachineMetrics débloque des données de production précises en temps réel pour une visibilité instantanée des opérations, permettant une fabrication intelligente de l'atelier à le dernier étage.

Défis de la fabrication intelligente

Comme toutes les révolutions, le passage à la numérisation complète prendra du temps. En cours de route, plusieurs obstacles doivent être surmontés. Ceux-ci peuvent inclure :

• Sécurité :à lui seul, Internet voit des dizaines de milliers de failles de sécurité chaque jour, et l'Internet industriel n'est pas différent. La peur de la sécurité du système est depuis longtemps dans l'esprit des responsables de la fabrication, mais les systèmes de cloud computing d'aujourd'hui sont plus sécurisés que jamais. Bien que la perception d'une sécurité laxiste soit présente, la réalité est que les violations sont beaucoup plus susceptibles de provenir des postes utilisateurs au sein d'une entreprise que d'un hack cloud. En savoir plus sur la sécurité pour l'IIoT.
• Manque d'uniformité :alors que la technologie de fabrication intelligente se développe régulièrement, le secteur reste très fragmenté. Les systèmes de bricolage abondent et les entreprises doivent souvent faire correspondre les appareils d'un fournisseur aux logiciels d'un autre. Il existe également différentes méthodes de connectivité, du filaire au sans fil en passant par le cellulaire. Les entreprises manquent souvent des compétences internes nécessaires pour connecter, synchroniser et déployer un système d'autres fournisseurs. MachineMetrics élimine ce problème avec une suite clé en main d'appareils qui peuvent se connecter via de nombreuses méthodes pour garantir que les données ne sont pas seulement collectées, mais également transformées et standardisées pour générer de la valeur.
• Interopérabilité :de nombreux systèmes logiciels de fournisseurs ne sont pas totalement interopérables avec les anciens logiciels d'entreprise, ce qui entraîne une réticence à se déployer. Alternativement, les fournisseurs peuvent utiliser la force IP du logiciel IoT pour forcer les fabricants à acheter des logiciels supplémentaires dont ils ne veulent pas ou dont ils n'ont pas besoin. En revanche, la plate-forme MachineMetrics s'intègre via l'API aux logiciels d'entreprise existants pour améliorer ses capacités, et non les rendre obsolètes.
• Perte d'emploi dans l'industrie et l'informatique :avec un nombre élevé de machines autonomes ou semi-autonomes, de nombreux travailleurs peuvent craindre de perdre leur emploi dans l'industrie. Cette crainte est également vraie pour les professionnels de l'informatique qui craignent d'être submergés par le déploiement d'un nouveau système radical avant d'être abandonnés et remplacés par un robot.

L'application de l'IIoT avec MachineMetrics

L'Internet industriel des objets (IIoT) offre une énorme opportunité de réaliser une fabrication intelligente alimentée par les technologies de l'Industrie 4.0. MachineMetrics offre des fonctionnalités prêtes à l'emploi pour en faire une réalité. Notre plate-forme permet également des analyses avancées, l'apprentissage automatique et la connexion d'appareils dans une usine (y compris les nouveaux équipements de fabrication OEM et analogiques hérités).

MachineMetrics comprend que la fabrication intelligente n'a pas besoin d'être coûteuse ou ad hoc. En utilisant la meilleure plate-forme de sa catégorie, les entreprises peuvent profiter des avantages de la fabrication intelligente et réaliser des économies de coûts sans précédent, une productivité accrue, une meilleure qualité, des processus améliorés et un avantage concurrentiel dans leur environnement de fabrication intelligente.

Des données précises favorisent une fabrication intelligente

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