Internet Industriel des Objets IIOT : Neo Factory: l'état de l'industrie 4.0

La transformation numérique de la fabrication est en cours depuis plus d'une décennie. À mesure que l’industrie 4.0 (I4.0) se mettait au point, une révolution dans une gamme de secteurs manufacturiers était prévue. Des changements majeurs ont eu lieu à mesure que de nouvelles technologies ont été mises en œuvre dans de nombreux processus. Cependant, pourquoi I4.0 a-t-il ralenti?
Une étude de Deloitte prévoyait que d'ici 2025, 85% des fabricants américains utiliseraient des usines intelligentes pour fournir la majorité de leur avantage concurrentiel.
Cependant, l'industrie 4.0 a-t-elle rencontré des problèmes d'évolutivité? PTC conclut: «Pourquoi tant d’initiatives I4.0 dans les usines d’aujourd’hui ne parviennent-elles pas à évoluer? En un mot: la connectivité. Le plus grand défi de nombre de ces initiatives consiste à essayer de collecter des données à partir d'environnements complexes et hétérogènes dans un atelier typique, qui peuvent aller des systèmes hérités vieux de plusieurs décennies aux derniers API. Comment connecter tous ces systèmes disparates tout en permettant une architecture système standard qui brise les silos de données? »
Et McKinsey rapporte que 70% des entreprises qui ont testé des composants I4.0 dans leurs processus n'ont pas mis à l'échelle ces implémentations pour générer des gains d'efficacité. Ce que McKinsey appelle de manière colorée le «purgatoire pilote».
S'adressant à Silicon UK, Bernd Gross, directeur technique de Software AG, a expliqué: «Le développement de l'industrie 4.0 a été incohérent du fait que les entreprises ont été poussées dans des directions différentes. Ils doivent trouver un équilibre entre la croissance à long terme et les solutions à court terme. Pour rouvrir les usines, des technologies telles que des badges de distanciation sociale intelligents et des outils de surveillance à distance ont été introduites pour aider à maintenir le fonctionnement le plus fluide possible.
«D'un autre côté, de nombreux fabricants ont également interrompu les initiatives de l'Industrie 4.0 dans un souci de réduction des coûts. Cela signifiait que les solutions qui nécessitaient des dépenses d'investissement importantes, telles que les jumeaux numériques ou les systèmes d'automatisation plus avancés, ont été retenues. Mais loin de freiner l'industrie 4.0, la pandémie a établi un argumentaire solide en faveur de la nécessité de numériser. Alors que nous continuons à regarder vers l'avenir, les nouvelles technologies aideront à terme les fabricants à s'adapter à de nouvelles méthodes de travail et à renforcer leur résilience en cas de crise future. »
Avec Rafi Billurcu, associé et responsable de la fabrication au Royaume-Uni, Infosys Consulting commente également: «Actuellement, le développement de l'Industrie 4.0 peut sembler ralenti dans des secteurs verticaux spécifiques, en raison de l'impact économique de la pandémie qui dissuade certains fabricants d'investir dans de nouvelles technologies. Bien que l'industrie ait encore un long chemin à parcourir pour rattraper les niveaux pré-COVID, ce serait une erreur de se retenir des développements de l'industrie 4.0. L'innovation, l'automatisation et l'intelligence artificielle sont la voie à suivre – les fabricants devraient utiliser cette fois-ci pour exécuter une preuve de concept afin de déterminer ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas. Cela aidera les opérations à se dérouler de manière plus fluide, plus précise et plus rentable à l'avenir. »
À l'aube de 2021, il est clairement essentiel de remettre toutes les initiatives I4.0 sur les rails. À mesure que le paysage commercial se rétablira, les entreprises qui ont poursuivi leur transformation numérique seront prêtes à répondre à ce qui est susceptible d'être une forte augmentation de la demande à mesure que le commerce reviendra à des niveaux normaux.
Vérification de la réalité
Dans son rapport, IDC déclare succinctement: «Chaque industrie est différente et même les segments qui composent une industrie auront des priorités différentes. Il est important d'identifier ce que signifie la transformation pour votre entreprise et de construire une feuille de route pour atteindre cet objectif. »
Cette appréciation des aspects uniques de chaque fabricant tout au long de son processus est une base vitale sur laquelle I4.0 évoluera rapidement. Rafi Billurcu d'Infosys Consulting a poursuivi: «2020 a été une expérience d'apprentissage majeure pour l'industrie manufacturière, et l'un des principaux points à retenir de l'épidémie de coronavirus est de penser que ces risques sont inévitables. Les organisations doivent devenir plus agiles en termes de fabrication et de chaînes d'approvisionnement, et l'adoption de technologies numériques telles que l'impression 3D, la blockchain et l'IA peut certainement aider à atténuer la douleur lorsque des événements similaires imprévus se produisent à l'avenir.
«Par exemple, l'intelligence artificielle peut aider à obtenir des informations automatisées en une fraction de seconde sur la gestion du réseau logistique, le réacheminement de la flotte et la livraison. À l'avenir, les organisations de fabrication devraient donner la priorité à l'adoption des développements de l'industrie 4.0 tels que l'intelligence artificielle, l'automatisation et la blockchain, afin d'accélérer la mise sur le marché et de réduire les coûts causés par des écosystèmes informatiques lents, rigides et obsolètes. »
Alan Prior, VP Industry Consultant, EuroNorth, Dassault Systèmes souligne également que la fabrication a peut-être mis du temps à tirer parti de l'avantage de I4.0, mais qu'il est maintenant temps d'accélérer leurs implémentations. «Nous devons accepter que le secteur manufacturier n'ait pas ouvert la voie à l'adoption de la transformation numérique. Malgré une multitude de technologies disponibles, les implémentations sont souvent considérées comme des projets tactiques, dépourvues de la vision transformationnelle stratégique et laissant l'entreprise faire face aux problèmes persistants de silos fonctionnels, de données déconnectées et de processus inefficaces.
«Cependant, les changements économiques et sociaux d’aujourd’hui obligent le secteur à s’attaquer à ces problèmes. Depuis les premiers mois de 2020, il est clair que pour qu'une entreprise prospère, elle doit repenser sa façon d'innover et de concevoir des produits, améliorer le processus d'approvisionnement en composants et matériaux et, en particulier, relever de manière proactive les nouveaux défis de la distribution et de la logistique. . »
Futures usines intelligentes
Décoder l'ADN de l'Industrie 4.0 s'est avéré être un défi pour certaines entreprises qui développent leurs initiatives I4.0 depuis plusieurs années. La bande passante de connectivité nécessaire pour réaliser certaines de leurs ambitions vient tout juste de se mettre au point avec le déploiement de la 5G. Cependant, même avec les technologies de connectivité existantes, l'IIoT a mis du temps à mûrir dans certains secteurs.
Kim Bybjerg, vice-président de Tata Communications, déclare: «La fabrication ne consiste plus seulement à produire des produits et à les envoyer dans les ateliers – il s'agit de maintenir la productivité des équipes, d'accélérer la croissance et les délais de commercialisation, d'améliorer l'expérience des utilisateurs et d'améliorer l'efficacité des processus. Alors que certains fabricants ont rencontré des difficultés pour adapter les systèmes existants à un seul réseau connecté, beaucoup constatent maintenant que cela peut être fait facilement avec le bon investissement dans les talents et la technologie. La prochaine évolution de l'IoT consistera à garantir que les fabricants disposent du bon cadre pour connecter tous les appareils disparates de l'usine. La connexion de ces appareils fournira une rétroaction essentielle qui informera le développement de nouveaux produits et analysera la façon dont les consommateurs les utilisent. »
Et pour remettre I4.0 sur les rails, Dan Farrell, Industry X Technology Lead pour Accenture au Royaume-Uni et en Irlande, conseille: «Le moment est venu de répondre aux attentes commerciales de l'Industrie 4.0 et ces analyses de rentabilisation doivent être concrètes. Nous assistons à l'expérimentation et à la preuve de concepts depuis plusieurs années maintenant et s'il est nécessaire d'expérimenter dans certains domaines, par exemple lors de l'entrée de nouvelles géographies ou installations, la preuve de concepts ne doit pas être faite isolément. Une analyse de rentabilisation bien développée est impérative avec une approche d'hypothèse, de test et d'apprentissage pour s'assurer que l'expérimentation est toujours axée sur la valeur et industrialisée efficacement; sans ces ingrédients, les projets et le passage à l'Industrie 4.0 peuvent facilement s'arrêter. »
Avec Sumair Dutta, analyste sectoriel et directeur principal de la transformation client mondiale chez ServiceMax, concluant: «Selon le rapport PWCs Digital Factories 2020, 91% des entreprises industrielles investissent dans des usines numériques, mais seulement 6% estiment que leurs usines sont entièrement numérisées. Sur les 91%, près de la moitié ont des investissements numériques axés sur des solutions autonomes et l'autre moitié, ce qui indique que l'utilisation de la technologie numérique est plus large.
«La poussée vers la numérisation consiste à créer une agilité et une orientation client dans la fabrication et les processus de livraison associés. En ce qui concerne les différentes technologies, les niveaux d'intérêt varient en fonction de l'approche, mais ce qui est cohérent, c'est que la plupart des organisations estiment qu'elles ne disposent pas de la culture, des compétences ou de la préparation des employés nécessaires pour vraiment tirer parti des initiatives numériques. En outre, 52% des répondants à l'enquête sur les motomarines estiment qu'ils n'ont pas la culture d'entreprise numérique nécessaire et qu'il s'agit d'un défi majeur à surmonter. »
À mesure que des technologies telles que la 5G et l'informatique de pointe deviennent plus répandues et facilement disponibles, les usines doivent adopter ces nouveaux services pour poursuivre leur parcours de numérisation. L'industrie 4.0 a peut-être ralenti pour diverses raisons, mais le moment est venu d'insuffler une nouvelle vie à ces stratégies et de vous assurer que votre usine est apte à tirer parti des opportunités commerciales qui s'annoncent.
Silicium en bref
Salman Chaudhary, PDG, Empiricai.
Salman Chaudhary, PDG, Empiricai.
Le développement de l'Industrie 4.0 est-il au point mort?
«Avant la pandémie COVID-19, l'adoption des technologies de l'Industrie 4.0 prenait de l'ampleur dans le monde entier. La pandémie a provoqué des verrouillages nationaux, affectant la demande des clients et perturbant les chaînes d'approvisionnement mondiales, soulevant des problèmes de sécurité des employés et provoquant des fermetures de lieux de travail. Il aurait été naturel de s’attendre à un ralentissement du développement de l’Industrie 4.0. Pourtant, l'adoption de l'Industrie 4.0 s'est accélérée.
«L'accès limité au lieu de travail, le personnel réduit et le respect des nouvelles réglementations en matière de sécurité ont obligé les entreprises industrielles à adopter rapidement les technologies numériques pour survivre à la pandémie. Les technologies de l’industrie 4.0 ont permis aux fabricants et aux usines de numériser leurs opérations, d’augmenter leur efficacité et d’optimiser les processus. »
Pouvez-vous citer des innovations actuelles qui illustrent la façon dont l'Industrie 4.0 continue de se développer?
«En réponse à la pandémie, l'industrie a mis en œuvre des technologies pour permettre aux employés de rester productifs avec une main-d'œuvre réduite, améliorant les processus et la production globale. Enquête McKinsey sur l’industrie 4.0 [https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/industry-40-reimagining-manufacturing-operations-after-covid-19 ] a constaté qu'environ un quart des chefs de file de l'industrie mettent en place des programmes d'automatisation accélérés pour endiguer les pénuries de travailleurs résultant du COVID-19.
«De nombreux fournisseurs de technologies ont également modifié leurs offres pour répondre aux besoins de l'industrie afin de résister à la tempête. Empiricai a intégré la surveillance à distance et la collaboration en ligne dans son produit d'analyse industrielle pour aider les ingénieurs de processus et de performance à surveiller à distance les performances de l'usine et à exploiter les usines avec un personnel minimal. Et Empiricai a tiré parti de l'IA de la vision par ordinateur et de l'analyse avancée pour aider ses clients à réduire le risque de Covid-19 et à garder les lieux de travail ouverts en surveillant la distance sociale, la conformité des EPI et les niveaux d'occupation. Ces initiatives ont non seulement permis aux usines industrielles de rester opérationnelles, mais ont également accéléré l'adoption des pratiques de l'Industrie 4.0 qui se poursuivront après la pandémie.
Pourquoi tant d’initiatives de l’industrie 4.0 dans les usines d’aujourd’hui ne parviennent-elles pas à évoluer?
«Les initiatives de l’industrie 4.0 ne progressent souvent pas au-delà du stade de la preuve de concept. Trop d'organisations sont coincées dans la preuve d'un état d'esprit conceptuel, essayant de prouver qu'un concept fonctionne techniquement, plutôt que de résoudre un problème réel ou d'obtenir un résultat commercial tangible. De nombreuses entreprises n’ont pas réfléchi à ce qui est nécessaire pour réussir dans un environnement de production naturel.
«Pour faire évoluer les initiatives de l'Industrie 4.0 et de l'IA numérique, les entreprises doivent investir dans les données, les équipes et la culture. Tout d'abord, les organisations doivent investir dans la mise en place de la base de données, en garantissant l'accessibilité et la qualité des données. Ensuite, ils doivent passer des équipes fonctionnelles cloisonnées au profit d'équipes multidisciplinaires interfonctionnelles composées de personnel commercial, opérationnel, d'analyse de données et d'informatique pour pouvoir résoudre les défis actuels avec des solutions significatives conjointement.
«Enfin, les organisations doivent changer leur culture et passer d'un état d'esprit d'ingénierie traditionnel d'aversion au risque, consistant à ne pas procéder tant que toutes les informations ne sont pas disponibles, être agiles et disposées à expérimenter, échouer rapidement, mais aussi apprendre rapidement et faire avancer les choses.»
De nombreuses technologies doivent s'intégrer pour tenir les promesses faites pour l'Industrie 4.0. Attendons-nous toujours le niveau d'intégration qui nous donnera l'écosystème dont l'Industrie 4.0 a besoin pour prospérer?
«L'intégration à grande échelle est nécessaire pour réaliser le plein potentiel de l'Industrie 4.0. Cependant, il existe de nombreux domaines dans lesquels les organisations peuvent commencer à acquérir une valeur réelle à mesure que les initiatives d'intégration se multiplient au sein de leurs organisations et dans l'ensemble du secteur. Par exemple, la numérisation des processus manuels peut être effectuée un processus à la fois, et des gains de productivité très importants peuvent être obtenus en déployant des outils d'analyse avancés qui sont couramment utilisés dans d'autres industries.
«La plupart des usines sont fortement censurées et riches en données, mais les données ne sont utilisées qu'en mode réactif – pour résoudre les problèmes. Les usines industrielles doivent commencer à utiliser les données de manière plus proactive – pour améliorer les performances, économiser de l'énergie et d'autres coûts de production, optimiser la maintenance, éviter les temps d'arrêt et maintenir la qualité des produits. »
La transformation numérique (DX) de l'usine a-t-elle mis du temps à adopter les initiatives DX?
«La transformation numérique des usines a été plus lente que dans de nombreux autres secteurs. Cependant, la pandémie actuelle a considérablement accéléré la transformation numérique des usines, obligeant dans de nombreux cas les usines à adopter des initiatives DX pour survivre et rivaliser.
«Bon nombre de ces initiatives DX, qui permettent le travail à distance, l'automatisation et la numérisation des processus manuels, ont non seulement amélioré la productivité et réduit les coûts opérationnels, mais fournissent également des données et des renseignements qui serviront de base à de nouvelles améliorations d'efficacité. Celles-ci seront intégrées dans les opérations quotidiennes d'une usine. »
Avec autant de technologies qui se combinent pour fournir l'Industrie 4.0 de l'IA à l'informatique de pointe, cela peut-il souvent entraîner une paralysie empêchant les usines d'aller de l'avant avec la planification et la mise en œuvre de l'Industrie 4.0?
«Évaluer et mettre en œuvre un trop grand nombre de nouvelles technologies peut être décourageant et cela empêche souvent leur adoption, ce qui retarde à son tour la valeur promise à atteindre par elles. Pour éviter cela, les usines doivent ajouter les bonnes compétences techniques au sein de leurs équipes et développer une culture d'agilité et d'expérimentation dans leurs organisations. L'industrie 4.0 et l'IA peuvent fournir une valeur commerciale et des résultats réels, mais pour y parvenir, les organisations doivent commencer à travailler dans des équipes multidisciplinaires qui comprennent les opérations, les données et les systèmes informatiques de l'usine. »
Pour que la transformation manufacturière se généralise, avons-nous besoin de plus d'investissements et de preuves de concepts?
«Le problème de la transformation numérique de la fabrication n'est pas que les usines et les usines sont incapables de lancer des pilotes et des preuves de concepts, mais plutôt de faire progresser cette transformation dans leurs processus de production. Pour obtenir de réels résultats commerciaux grâce à la transformation de l'Industrie 4.0, les usines doivent investir davantage dans leurs bases de données, en complétant les compétences pertinentes et en formant les personnes, et en changeant leur culture organisationnelle et leur style de travail.
«Le COVID-19 a accéléré l'adoption des technologies numériques dans les usines. Ils n'ont plus la possibilité de retarder les initiatives de transformation numérique ou de ne pas adopter Advanced Analytics et AI. En fait, les usines qui adoptent et exploitent les technologies numériques et d'IA deviendront des leaders dans leurs industries. L'étape la plus importante qu'une usine peut franchir est d'investir dans des systèmes qui rendent les données facilement accessibles dans toute l'organisation. Les données, sous toutes leurs formes, sont essentielles pour assurer l'avenir. »

Image de Pixabay via Pexels.

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