La robotisation, la connectivité et la virtualisation bouleversent profondément les sites de production manufacturière et présagent de l'avènement et de l'essor d'une quatrième révolution industrielle.

 

Trecento AM a lancé, à la fin de l'année 2016, un fonds actions internationales sur le thème de la robotique et de l'intelligence artificielle, Trecento Robotique.

Le concept d'usine 4.0 ou usine du futur exprime l'idée que le monde se trouve aux prémices d'une quatrième révolution industrielle. Après le développement de la machine à vapeur et de la mécanisation à partir du 18e siècle, puis de l'électricité à la fin du 19e siècle et de l'automatisation au 20e siècle, la nouvelle révolution serait fondée sur l'usine intelligente, caractérisée par une interconnexion des machines et des systèmes au sein des sites de production mais aussi entre eux et l'extérieur (clients, partenaires, autres sites de productions). Le concept a été mis en évidence pour la première fois lors de la foire de Hanovre (salon de la technologie industrielle) de 2011. En 2013, un rapport décrivant le concept a été présenté par un groupe de travail transdisciplinaire à nouveau à la foire de Hanovre.

A la différence des premières révolutions industrielles qui se sont faites de manière linéaire (1 par siècle), avec une émergence dans des cénacles fermés puis une diffusion lente au reste de l'économie, la principale caractéristique de l'Industrie 4.0 est la diffusion rapide de cette 4e révolution technologique à l'ensemble de l'économie et de la population qui se l'approprie.

Après des années où les technologies du numérique se sont adressées à la gestion de l'entreprise, ces technologies s'adressent maintenant à l'industrie avec 4 angles majeurs (par ordre de maturité dans l'industrie) :

  • La transformation numérique des actifs industriels : apparition d'usines digitales truffées de capteurs, mises en réseau et connectées à internet/cloud, qui permettent leur pilotage à distance. Pour sa facilité, la première étape de la digitalisation de l'industrie a été l'intégration de capteurs et d'objets dans l'outil industriel et la réalisation (facile) de tests. La mise en réseau est plus complexe ; l'autonomisation via l'apprentissage automatique profond, l'IT ou l'analytics est à un stade très précoce.

 

  • Les nouveaux procédés de fabrication : notamment l'impression additive ou impression 3D (ex : des pièces de titane de 5m de long pour l'aéronautique sont fabriquées chez Safran ; pièces lourdes pour l'automobile). Cela va permettre de repenser toute la chaine de production. La demande est très forte mais la technologie ne suit pas toujours, elle bride encore un peu les industriels. Toutefois la progression de l'efficacité des machines est forte.

 

  • La robotique de deuxième génération : essor des robots collaboratifs (« cobots ») au sein des chaines de production, mais au lieu de remplacer l'homme, ils travailleront avec lui et seront multitâches. Le rôle des employés humains, aidés par des exosquelettes, sera de piloter et d'encadrer les cobots (comme cette employée de Volkswagen ci-après).

 

 

Source : SAE International

  • Après les outils de CAO et PLM, l'introduction de la réalité virtuelle et augmentée, pour concevoir de manière numérique une usine virtuelle, offre des possibilités infinies de simuler une chaine de production, des changements de cadence ou autres pour ensuite développer des sites de production réels. Ces technologies de réalité virtuelle ou augmentée sont beaucoup plus difficiles à maîtriser et à un stade encore précoce.

De nombreux défis doivent être considérés et résolus :

  • Il n'est pas aisé voire possible d'insérer des capteurs dans tous les actifs ou usines de production existants (or les temps de cycle donc de renouvellement de l'outil de production sont longs dans l'industrie). Certains sont en effet en environnement hostile ou complexe donc il faut designer des capteurs spécifiques.

 

  • L'utilisation du cloud soulève de nouvelles problématiques : stocker les données dans le cloud, permettre leur accès et surtout assurer leur sécurisation afin de préserver la propriété intellectuelle des industriels et assurer la sécurité de l'outil de production. La cybersécurité des données et du réseau est donc un enjeu critique.

 

  • La réussite de l'usine du futur, inéluctable, nécessite d'expliquer et de remporter l'adhésion des salariés industriels pour éviter la peur et le principe de précaution. Il faut expliquer que les cobots sont là pour aider les ouvriers dans la chaine de production et non pas pour les remplacer. Des expériences d'initiatives pour expliquer à des opérateurs les possibilités apportées par l'informatisation ou les robots réussissent et suscitent une adhésion forte dans les sociétés où ces initiatives/tests sont faits.

L'enjeu en vaut la chandelle : selon Roland Berger, la rentabilité sur capitaux employés (ROCE) d'une entreprise industrielle dans les pays développés sera améliorée de 25 points d'ici 2035 après la transition à l'Industrie 4.0.

  • En effet, la rentabilité de l'Industrie 4.0 est améliorée avec la réduction des coûts de main d'oeuvre et un taux d'utilisation d'actifs maximisé, qui compensent l'augmentation des amortissements liés à l'automatisation. Les marges sont également améliorées grâce à la valeur accrue des produits, du fait de leur personnalisation et de la flexibilité.

 

  • L'Industrie 4.0 permet aussi une meilleure utilisation des actifs (réduction du temps de changement des produits ; réduction des arrêts machine, des stocks et du temps de maintenance ), qui compense le surcoût de l'investissement nécessaire.

 

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