Fabrication intelligente expliquée : exploiter la technologie pour l'innovation et le profit

Mis à jour le 13 avril 2022

 

Quand est-il risqué d'attendre ? Quand tout le monde avance. Utiliser la technologie de fabrication intelligente plus tôt plutôt que plus tard est le choix judicieux. Industry Week a rapporté que la plupart des entreprises de fabrication travaillent 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 servir vos clients mieux et plus rentablement. » Ils ont également dit que de nombreuses entreprises expérimentent en ajoutant des capteurs à leur équipement existant. Pourquoi ne pas essayer ?

Que signifie la fabrication intelligente ?

La fabrication intelligente est le concept d'utiliser des données en temps réel pour fournir des insights actionnables qui stimulent l'amélioration des processus, l'optimisation des processus, l'augmentation de l'utilisation des équipements et des réponses hautement flexibles au sein des 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 plateformes d'analytique et aux autres nouvelles technologies. La fabrication intelligente utilise une variété de technologies pour y parvenir. Ces technologies et outils incluent les contrôles informatiques, la modélisation de données, la robotique et l'edge computing.

Le concept de fabrication intelligente existe depuis de nombreuses années, mais la technologie le rend maintenant réalité. Il est enraciné dans l'adoption croissante de la numérisation dans le processus de fabrication. À mesure que les systèmes de production de masse croissent pour répondre aux besoins des consommateurs dans une économie mondiale en 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 dispositifs pour surveiller et collecter des données pendant le processus de fabrication. Ces données peuvent être directement transmises au cloud, ou elles peuvent employer l'edge ou le fog computing pour les traiter avant d'être envoyées au cloud. Les données reçues par le cloud utilisent une multitude de technologies émergentes telles que l'intelligence artificielle (IA), l'analyse de données avancée, des algorithmes robustes d'apprentissage automatique et des plateformes de surveillance des machines. Elles transforment ensuite les données en insights actionnables qui peuvent être utilisés pour une prise de décision plus précise.

Les avantages de la fabrication intelligente s'étendent à l'ensemble de l'entreprise. Les insights sont utilisés 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 change la façon dont les entreprises font des affaires. Avec la fabrication intelligente, une entreprise de fabrication entière peut se transformer en une entreprise plus légère, pilotée par les données, qui récolte des avantages significatifs et révolutionne les processus commerciaux.

Comment la fabrication intelligente se rapporte à l'Industrie 4.0

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

Pendant la première révolution industrielle, la fabrication est passée du modèle artisanal à domicile à l'usine. Des innovations telles que l'énergie hydraulique et la vapeur ont rendu la production de masse courante.

La deuxième révolution industrielle a vu d'autres innovations telles que l'amélioration de la sidérurgie et l'électrification des usines. Un humain pouvait maintenant faire fonctionner une machine pour produire un volume de biens bien plus important qu'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 et des gains d'efficacité des processus étendus.

Une collection de technologies émergentes alimente maintenant la quatrième révolution industrielle connue sous le nom d'Industrie 4.0. Elle consiste en une suite de technologies telles que l'internet industriel, l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique, la fabrication additive, l'edge computing, 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 4RI, est un terme global pour désigner la façon dont les ordinateurs, les données et l'automatisation évoluent et convergent pour changer la façon dont le travail se fait, et en particulier la fabrication. Lire le guide complet.

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

Voici quelques domaines clés où la fabrication intelligente se rapporte à l'Industrie 4.0 :

• Augmente significativement l'efficacité opérationnelle : En tirant parti des données, les entreprises peuvent créer une visualisation de bout en bout du processus de production. Les données en temps réel et l'analytique avancée signifient que des tendances auparavant inaperçues peuvent maintenant être détectées. Ces données peuvent ensuite être contextualisées et délivrées aux utilisateurs — des IHM interactives au point d'opération aux gestionnaires ou techniciens pour une prise de décision plus rapide et plus précise. Ces systèmes connectés sont ensuite liés aux systèmes ERP, logiciels qualité, logiciels financiers et autres domaines fonctionnels. Cela crée un environnement intelligent efficace et productif.
• Réduit les temps d'arrêt machines : Les temps d'arrêt sont l'un des gaspillages de ressources les plus significatifs. Avec les technologies de l'Industrie 4.0, les entreprises peuvent détecter les problèmes avant qu'ils ne surviennent. L'analytique de données fournit l'état de la machine jusqu'au niveau de la broche, permettant aux opérateurs de faire des changements rapidement. Pour les arrêts non planifiés, des alertes et alarmes sont envoyées aux techniciens qui peuvent alors préparer l'équipement et les pièces pour la réparation lors du prochain changement d'équipe. Ce traitement de big data signifie que les entreprises peuvent développer des programmes de maintenance prescriptive et prédictive basés sur les conditions réelles tout en surveillant et déployant une stratégie à long terme pour réduire les temps d'arrêt sur 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 la fabrication. La robotique liée à une plateforme de surveillance IIoT d'usine peut effectuer des tâches dangereuses auparavant faites par des humains. Les alarmes et alertes permettent également aux opérateurs de détecter les conditions de défaillance et d'arrêter l'équipement en toute sécurité — protégeant à la fois les opérateurs et l'équipement. 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 autres conditions ambiantes peuvent même être programmés pour fonctionner en conjonction avec les machines pour créer un écosystème d'usine intelligente avec des normes de sécurité exceptionnelles.
• Prend en charge la gestion et l'optimisation des stocks : Qu'il s'agisse de matières premières, d'en-cours ou de produits finis, les stocks sont toujours dans l'esprit du gestionnaire de fabrication. Une usine intelligente peut utiliser les technologies de l'Industrie 4.0 pour un scan précis à la réception, la localisation et le prélèvement. Les capteurs et dispositifs tels que la RF permettent aussi le suivi des en-cours pour que les étapes à valeur ajoutée soient précises en temps réel. Les plateformes IIoT de l'Industrie 4.0 permettent une analyse de données approfondie pour une analyse ABC robuste qui aide à prioriser les biens à haut profit lors des pics de demande ou des perturbations de la chaîne d'approvisionnement. En intégrant les données en temps réel avec l'ERP et d'autres logiciels financiers, les coûts de stock peuvent être automatisés.
• Améliore significativement la gestion de la chaîne d'approvisionnement : La gestion de la chaîne d'approvisionnement est vitale pour la fabrication. L'utilisation par la fabrication intelligente de capteurs, d'edge computing et de l'internet industriel permet à de nombreuses technologies de l'Industrie 4.0 d'améliorer la performance de la chaîne d'approvisionnement. L'analyse de données avancée signifie que les entreprises peuvent 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 force analytique pour permettre une planification de contingence "what-if" robuste pour rester en avance sur les perturbations.

Le potentiel de la fabrication intelligente

Le potentiel de la fabrication intelligente est vaste. Les usines intelligentes avec dispositifs attachés peuvent délivrer des données en temps réel et se connecter à des moteurs d'analytique en utilisant le cloud computing. Cette connexion rend une usine intelligente plus réactive et flexible.

Les données dirigent les activités de l'opération et disent au fabricant quoi faire. Cela impacte l'ensemble de l'entreprise, pas seulement le département de production. Les systèmes qualité peuvent utiliser l'intelligence artificielle (IA) pour l'inspection visuelle en ligne et les mesures précises de poids et dimensions par unité. Comme les données des systèmes de production, les données qualité sont immédiatement disponibles pour une meilleure prise de décision.

Cette même collection de capteurs donnera une visualisation en temps réel de l'état des machines. Les opérateurs peuvent répondre plus vite en production, réduire les temps d'arrêt, débloquer les bourrages et signaler les problèmes aux techniciens. Lorsqu'elles sont combinées avec des algorithmes d'IA et de ML, ces capteurs et dispositifs peuvent permettre des programmes de maintenance prédictive qui sortent la maintenance machine de l'état passif et réactif pour la transformer en une fonction proactive à valeur ajoutée. Cela aide les fabricants à contrôler les coûts, réduire les temps d'arrêt et prolonger la durée de vie des équipements.

La fabrication intelligente peut également générer de nouveaux produits et services à valeur ajoutée. La capacité de surveiller un produit jusqu'à la fin de sa durée de vie est un game-changer qui ouvre les entreprises à un niveau sans précédent de service sur le terrain et les aide à concevoir de meilleurs produits par la suite.

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

MachineMetrics débloque des données de production précises en temps réel pour une visibilité instantanée sur les opérations, permettant la fabrication intelligente du terrain d'usine au sommet de l'entreprise.

Défis de la fabrication intelligente

Comme toutes les révolutions, le progrès vers la numérisation complète prendra du temps. En chemin, plusieurs obstacles doivent être surmontés. Ceux-ci peuvent inclure :

• Sécurité : Internet seul voit des dizaines de milliers de violations de sécurité chaque jour, et l'internet industriel n'est pas différent. La peur sur la sécurité des systèmes a longtemps été dans l'esprit des gestionnaires de fabrication, mais les systèmes de cloud computing d'aujourd'hui sont plus sécurisés que jamais. Bien que la perception d'une sécurité laxiste soit là, la réalité est que les violations sont beaucoup plus susceptibles de provenir de postes utilisateurs au sein d'une entreprise que par un piratage du cloud. En savoir plus sur la sécurité pour l'IIoT.
• Manque d'uniformité : Bien que la technologie de fabrication intelligente augmente régulièrement, l'industrie reste très fragmentée. Les systèmes DIY abondent et les entreprises sont souvent tenues d'associer des dispositifs d'un fournisseur à un logiciel d'un autre. Il y a aussi 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 provenant d'autres vendeurs. MachineMetrics élimine ce problème avec une suite clé en main de dispositifs qui peuvent se connecter par de nombreuses méthodes pour s'assurer que les données sont non seulement collectées mais aussi transformées et standardisées pour générer de la valeur.
• Interopérabilité : De nombreux systèmes logiciels fournisseurs ne sont pas pleinement interopérables avec les logiciels d'entreprise hérités, ce qui conduit à une réticence à déployer. Alternativement, les fournisseurs peuvent utiliser la force IP du logiciel IoT pour forcer les fabricants à acheter des logiciels supplémentaires qu'ils ne veulent pas ou dont ils n'ont pas besoin. En revanche, la plateforme MachineMetrics s'intègre via API avec les logiciels d'entreprise existants pour en améliorer les capacités, pas les rendre obsolètes.
• Perte d'emplois dans la fabrication et l'IT : Avec un niveau élevé de machines autonomes ou semi-autonomes, de nombreux travailleurs peuvent craindre de perdre leurs emplois dans la fabrication. Cette crainte est aussi vraie pour les professionnels de l'IT qui craignent d'être submergés par le déploiement d'un système radicalement nouveau pour être ensuite licenciés et remplacés par un robot.

L'application de l'IIoT avec MachineMetrics

L'Internet des objets industriel (IIoT) offre une énorme opportunité d'atteindre la fabrication intelligente propulsée par les technologies de l'Industrie 4.0. MachineMetrics offre une fonctionnalité clé en main pour en faire une réalité. Notre plateforme permet également l'analytique avancée, l'apprentissage automatique et la connexion de dispositifs à travers une usine (y compris les nouveaux équipements OEM et les équipements de fabrication analogiques hérités).

MachineMetrics comprend que la fabrication intelligente n'a pas besoin d'être prohibitif en coûts ou ad hoc. En utilisant la plateforme best-in-class, les entreprises peuvent réaliser les bénéfices de la fabrication intelligente et capturer des économies de coûts sans précédent, une productivité plus élevée, une meilleure qualité, des processus améliorés et un avantage concurrentiel dans leur environnement de fabrication intelligente.

Des données précises pilotent la fabrication intelligente

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