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De nos jours, la compétitivité industrielle repose avant tout sur la capacité des entreprises à améliorer la performance de leurs systèmes de production, à en augmenter la flexibilité et l’agilité. Cette voie de développement mobilise des activités technologiques que l’on regroupe sous le terme de « manufacturing avancé » (advanced manufacturing) : logiciels et technologies de calcul, d’automatisation, de recoupement d’informations, de mise en réseau, auxquels on intègre également les matériaux et les procédés de mise en forme. Une évolution qui prend place dans le processus de cette quatrième révolution industrielle qui est celle du numérique, reposant sur des outils tels que la simulation, la modélisation ou la virtualisation.

Contexte et perspectives

Une révolution qui, au-delà des profondes mutations industrielles qu’elle véhicule, a bouleversé tout le champ sociétal. Les consommateurs ont eux aussi adopté de nouveaux comportements, ils recherchent désormais davantage des solutions personnalisées, sur-mesure, pour coller à leurs besoins de plus en plus définis, allant même jusqu’à souhaiter être impliqués dans la création des produits qu’ils consomment. Les entreprises répondent donc à ces nouveaux types de demandes en élargissant leurs gammes mais aussi en développant des techniques de « personnalisation de masse » afin d’offrir des produits personnalisés à des prix et dans des délais comparables à ceux des produits fabriqués en série.

Face à ces nouveaux défis majeurs, il va falloir repenser plusieurs domaines et les systèmes de production industrielle, des adaptations qui vont se traduire par de nombreuses transformations conséquentes :

  • Le déploiement majeur des technologies numériques issues de différents domaines, depuis l’Internet jusqu’aux systèmes embarqués en passant par les jeux ou « serious game » ;
  • L’évolution des modèles d’organisation du travail et le rapprochement des métiers et des acteurs ;
  • Le développement d’une capacité d’adaptation des machines au besoin de production et une plus grande intégration au système de production, en intégrant l’Homme à ces systèmes
  • L’élargissement d’une vision du cycle de production incluant le recyclage et la gestion des ressources ;
  • La mise en place d’un principe d’assistance aux actions et interventions de l’Homme dans le système, que ce soit dans les phases de conception du produit (avec la virtualisation et l’immersion) ou dans la production avec un suivi et un guidage des actions orchestrées au plus juste ainsi que l’intégration de la connaissance et du retour d’expérience dans le système de production ;
  • L’évolution des technologies de la robotique.

Autant de transformations qui ne peuvent que s’appuyer sur quelques innovations technologiques majeures, supports inhérents à toute révolution industrielle.

Les nouvelles technologies clés de l’usine 4.0

Machine Learning

Ce sont des « machines intelligentes » qui, à partir de l’enregistrement de leurs actions passées, se montrent en mesure de « s’auto-perfectionner » afin de permettre à leurs actions futures de gagner en efficience et donc en productivité. Les avancées en termes d’intelligence artificielle permettent chaque jour un peu plus à ces « learning machines » d’initier des process innovants.
Robots et automates intelligents

Capables d’effectuer des tâches toujours plus complexes et précises dans un laps de temps toujours plus court, ils sont également à même d’interagir avec leur environnement et de définir à partir de celui-ci des actions autonomes. Ils peuvent ainsi se mettre en veille afin de réaliser des économies d’énergie ou même détecter des erreurs d’assemblage.

Maintenance et Contrôle

Bénéficiant tout autant de la digitalisation industrielle, les opérations de maintenance et de contrôle se font désormais en temps réel quand elles ne prédisent pas tout simplement les dysfonctionnements à venir. Des capteurs signalent en continu les anomalies annonciatrices d’une panne ou d’un quelconque danger ainsi que les défaillances techniques survenant dans l’outil de production ou sur le produit. Les équipes techniques n’interviennent donc non plus selon un agenda prédéterminé mais en fonction des informations fournies en temps réel par les machines. Certaines innovations comme les lunettes à réalité augmenté sont même apparues pour faciliter le travail des techniciens lors des opérations de maintenance classiques.

Fabrication additive

Venant se substituer aux coûteux prototypes physiques et résolvant une grande partie des problématiques de stockage, la fabrication additive, plus connue sous le nom “d’impression 3D” constitue indéniablement un des acteurs de premier plan de cette quatrième révolution industrielle. Cette nouvelle technique de design digital recèle de nombreux avantages, puisqu’il est dès lors possible pour les industriels d’échanger avec les fournisseurs en se basant sur des éléments plus significatifs, d’interroger la faisabilité en production, d’évaluer et de mettre à l’épreuve les contraintes de fabrication, ou encore d’avoir recours à des simulations pour adapter, améliorer ou même customiser le produit.

Ce nouveau pilotage de la performance industrielle, permis par ces innovations technologiques, reste cependant tributaire de la capture, de la reconnaissance, de l’exploitation et de l’analyse avancée des données clés fournies tout au long de la chaîne de production. Ces technologies du big data doivent donc impérativement être encadrées par une solution adaptée en termes de cybersécurité.

Les grands leviers de transformation de l’Industrie 4.0

Afin d’avoir une vue d’ensemble des grandes mutations dans le secteur industriel, drainées par l’avènement de l’Industrie 4.0, voici une liste de ses principaux leviers de transformation, des technologies qu’ils mobilisent et des avantages que celles-ci recèlent pour la production industrielle.

Conception de produit / process

  • Fabrication additive et prototypage : l’impression 3D permet la réalisation de prototypes visuels et fonctionnels sans limitation de forme
  • Usine virtuelle : les technologies d’usine numérique permettent d’éviter la majorité des aléas très coûteux survenant lors de la mise en route d’une ligne de production

Pilotage / Contrôle

  • Pilotage à distance : l’accès à distance permet de gagner en souplesse et de proposer de nouveaux services aux utilisateurs
  • Capteurs de conditions : l’emploi de ces capteurs permet de prévoir les dates d’interventions sur les machines en fonction de leur état réel afin de réduire les coûts et d’augmenter la disponibilité des machines
  • GPAO (Gestion Partagée des Approvisionnements) : le partage de l’information facilite la planification de la production et permet une meilleure objectivité dans la prise de décision des acteurs

Opérations de fabrication (outils de production)

  • Cobotique et robots intelligents : les robots intelligents et collaboratifs assistent l’homme sans le remplacer
  • Fabrication directe : la technologie permet d’obtenir des pièces à partir de leur définition numérique, sans outils ni outillage et dans des délais records

Services (Intégration, Maintenance)

  • Maintenance prédictive : la gestion prédictive de la maintenance s’accompagne à terme d’une disparition des arrêts de production pour causes de panne

Technologies Transverses

  • Internet Industriel des Objets : la possibilité d’amener l’intelligence au plus près des composants/cybers-systèmes, avec pour ces derniers une capacité de décision locale plus rapide
  • Cloud Computing : la possibilité d’utiliser des logiciels sans acquérir de licences mais aussi de collaborer entre sites et industriels
  • Big Data Analytics : un moyen de régler des problèmes jusqu’ici insolubles en s’appuyant sur des millions de données
  • Energy Harvesting : Dans une usine 4.0, il deviendra possible d’installer tout composant à l’endroit le plus pertinent, sans se soucier de son alimentation d’énergie

Pour protéger au mieux l’OT, il faut être en mesure de savoir de quelle manière il va évoluer, de déterminer les différents process qui, demain, seront à prendre en compte. C’est pour cela que Sentryo s’évertue au quotidien à analyser et à décrypter les diverses évolutions participant à l’essor de l’usine 4.0 et propose une solution adaptée à la cybersécurité, ICS CyberVision.