Industrie 4.0

Histoire de l'industrie 4.0

L'industrie 4.0 inaugure une nouvelle réalité numérique - qui modifie fondamentalement les règles de production, d'exploitation et de travail. Avec la première révolution industrielle, l'eau et la vapeur ont mécanisé le travail manuel. Dans le second, l'électricité et les chaînes de montage ont permis d'améliorer la rentabilité. Dans le troisième, nous avons exploité les ordinateurs et l'automatisation de masse pour faire les choses plus vite, mieux et plus intelligemment. La quatrième révolution industrielle s'appuie sur les travaux antérieurs en rendant les systèmes industriels - et les processus qu'ils soutiennent - intelligents, autonomes, en temps réel et connectés à travers les chaînes d'approvisionnement et des écosystèmes entiers.

Les origines de l'industrie 4.0 remontent à 2010, lorsque le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche a commencé à explorer les tendances émergentes en matière de haute technologie et leur potentiel pour bénéficier à la société et permettre aux personnes - et aux entreprises - d'en faire plus avec moins. La première utilisation officielle du terme Industrie 4.0 est apparue l'année suivante, lorsque des entreprises du monde entier ont commencé à parler sérieusement de son potentiel.

C'est à ce moment-là que les choses ont décollé rapidement, car les gens ont réalisé que l'internet pouvait être utilisé pour simplifier la collecte de données, relayer les données numériques et permettre l'internet des objets (IoT), qui gagnait déjà du terrain dans d'autres pays. Au fil du temps, les pays ont collaboré pour améliorer l'interopérabilité, permettre la collecte de données numériques et l'analyse de données en temps réel avec une virtualisation complète, et exploiter l'IoT.

Aujourd'hui, l'industrie 4.0 est une réalité - et pas seulement un concept - qui peut être pleinement réalisée dans le cadre d'initiatives de transformation numérique, grandes ou petites, et d'usines intelligentes. Dans tous les secteurs, les entreprises sont engagées dans la transformation numérique de leurs processus de production, de leurs chaînes de montage et de leurs opérations à forte intensité d'actifs à l'aide des technologies de l'industrie 4.0.

Comment fonctionne l'industrie 4.0

L'intégration qui permet des flux de données en temps réel entre les systèmes numériques n'est pas une nouveauté. Mais capturer des données en temps réel à partir du monde physique et les utiliser pour permettre une communication machine à machine (M2M) à grande échelle afin de piloter intelligemment des processus de production autonomes dans les usines, les chaînes d'approvisionnement, les entrepôts et au-delà est nouveau - et central pour l'industrie 4.0. Une valeur encore plus grande est possible lorsque les données des opérations de production sont fusionnées avec les données opérationnelles des systèmes de R&D, de CRM, d'ERP, de chaîne d'approvisionnement, d'entreposage et de logistique, et de service à la clientèle. Les entreprises peuvent atteindre de nouveaux niveaux d'efficacité, d'automatisation, de disponibilité et de réactivité des clients, et mettre en place des modèles commerciaux et de services entièrement nouveaux.

La réalisation de ces propositions de valeur est rendue possible par un large éventail de nouvelles technologies telles que :

• L'internet des objets (IoT). Les appareils et machines connectés à l'IoT peuvent améliorer notre façon de travailler et de vivre, ainsi que le fonctionnement des chaînes de montage et autres processus de production, des systèmes logistiques, des chaînes d'approvisionnement et d'autres opérations commerciales. Par exemple, l'IoT peut permettre la création d'une usine intelligente qui surveille les machines industrielles pour détecter les problèmes et ajuster automatiquement les opérations afin d'éviter les pannes.
• Big data. Le terme "big data" désigne des volumes de données importants et difficiles à gérer - à la fois structurés et non structurés - qui inondent quotidiennement les entreprises. Mais ce n'est pas la quantité de données qui est importante. Ce qui compte, c'est ce que les organisations font avec les données. Les Big Data peuvent être analysées pour obtenir des informations qui conduisent à de meilleures décisions et à des actions stratégiques.
• Cloud computing. Le Cloud computing est un modèle de livraison basé sur l'abonnement qui permet l'évolutivité et la livraison rapide et rentable de données - même en temps réel - à travers les systèmes organisationnels. Elle prend également en charge les capacités IoT, qui peuvent à leur tour permettre des opérations plus efficaces et de nouveaux modèles commerciaux.
• Intelligence artificielle (IA) et apprentissage automatique. L'IA permet aux machines d'apprendre par l'expérience, de s'adapter à de nouvelles données et d'effectuer des tâches semblables à celles de l'homme. L'apprentissage automatique, une branche de l'IA, est une méthode d'analyse des données qui automatise la construction de modèles analytiques et permet aux systèmes d'apprendre à partir des données, d'identifier des modèles et de prendre des décisions avec une intervention humaine minimale - des capacités qui sont essentielles pour permettre la mise en place d'usines intelligentes autonomes.
• Jumeaux numériques et simulations. L'industrie 4.0 permet aux organisations de collecter des données et de les utiliser pour créer un jumeau virtuel et numérique (réplique) d'éléments ou de domaines commerciaux tels qu'une chaîne de production, une usine intelligente et une chaîne d'approvisionnement. Ce jumeau numérique peut être utilisé pour simuler des changements opérationnels, des modifications de processus et d'autres variables afin de comprendre leur impact, de procéder à des ajustements et d'éclairer les décisions avant la mise en œuvre des changements.
• Impression 3D et fabrication additive. Avec l'impression 3D, les fabricants peuvent centraliser la conception des produits et des pièces - stockée sous forme de code numérique - et utiliser l'impression 3D pour créer des prototypes, puis répartir la production dans des usines intelligentes flexibles disposant de capacités disponibles ou dans des usines intelligentes plus petites proches du client. Cela permet de raccourcir les cycles de production, de réduire les coûts des matériaux et de la logistique et d'améliorer la réactivité du marché. À l'avenir, plutôt que de centraliser la fabrication, l'expédition et l'entreposage d'une pièce, les clients pourront acheter et télécharger les plans des pièces et les imprimer en 3D ou les usiner localement.
• Edge computing. L'Edge computing permet d'analyser les données sur le lieu même de leur création ou à proximité (par exemple, sur un équipement d'une plate-forme pétrolière en mer) et de prendre des mesures en fonction des résultats de l'analyse. Il n'est pas nécessaire de déplacer les données vers un environnement serveur pour les analyser, ce qui prend du temps et n'est pas toujours possible. En éliminant le temps de transfert des données, l'informatique en périphérie réduit la latence des données et les temps de réponse.
• Systèmes cyber-physiques (CPS). Les systèmes cyber-physiques sont des machines intelligentes qui réunissent des composants logiciels assistés par ordinateur et des pièces mécaniques et électroniques connectées à l'internet qui communiquent avec des centres de données, permettant des décisions et des opérations semi-autonomes ou autonomes. Dans les processus de production, ils contribuent à la fabrication intelligente en améliorant la flexibilité, la productivité et la capacité d'adaptation d'une usine pour répondre aux nouvelles demandes du marché.
• Robots mobiles autonomes (AMR). Les robots autonomes sont depuis longtemps utilisés pour effectuer des tâches complexes avec une grande rapidité et une grande précision - par exemple, sur les chaînes de montage - et ils travailleront de plus en plus aux côtés des humains et apprendront d'eux grâce à l'apprentissage automatique. Les AMR naviguent intelligemment dans les installations, en évitant les obstacles à la collecte et au partage de données importantes (telles que les conditions environnementales) au sein d'une flotte ou d'une installation. Ces données et cette visibilité en temps réel peuvent être utilisées pour automatiser les actions correctives ou permettre aux personnes de prendre des décisions informées et opportunes qui améliorent les résultats de l'entreprise.
• Intégration horizontale et verticale des systèmes. L'intégration horizontale fait référence à la mise en réseau de machines individuelles, d'équipements et/ou d'unités de production. L'intégration verticale consiste généralement à relier et à contrôler différentes parties de l'entreprise et de la chaîne d'approvisionnement étendue, y compris les partenaires et les fournisseurs. Avec l'industrie 4.0, les fonctions et capacités départementales d'une entreprise seront intégrées pour fonctionner davantage à l'unisson dans l'ensemble de l'entreprise et permettre des chaînes de valeur véritablement automatisées.
• Cybersécurité. La cybersécurité fait référence aux technologies, aux processus et aux contrôles qui fonctionnent ensemble pour protéger les systèmes, les réseaux et les données contre les cyberattaques. Ce point est essentiel pour les entreprises qui investissent dans la transformation numérique axée sur l'industrie 4.0.