IOT et industrie : L'ERP à l'ère de l'industrie 4.0

Le logiciel de planification des ressources d'entreprise devient intelligent et sensible aux données

La réalité augmentée et mixte tire parti d'un autre composant important de l'Industrie 4.0, le jumeau numérique. Dans cet exemple de Microsoft, un technicien est guidé à travers les étapes nécessaires pour assembler un système d'injection de carburant

Comme pour bien d'autres secteurs de la fabrication, le logiciel de planification des ressources d'entreprise (ERP) est un sous-produit de la troisième révolution industrielle. Là où l'électronique a commencé à transformer les tours manuels et les fraiseuses en machines-outils CNC il y a environ 60 ans, les ordinateurs et les technologies de l'information nous ont également donné la CFAO, l'ERP, le PLM et bien plus encore. Au risque de ressembler à Captain Obvious, tout cela a changé notre façon de travailler, de partager des informations et, surtout, de faire les choses. Ce qui n’est pas si évident, cependant, c’est la direction que prend l’industrie.
Des termes comme le cloud computing et le big data ont commencé à s'insinuer dans le lexique de la fabrication, laissant beaucoup de gens réagir comme nos arrière-grands-parents l'ont fait en voyant le premier tube à vide: «Qu'est-ce que c'est que ça?» Que vous soyez à l'aise avec le changement technologique ou non, cependant, il devrait être clair pour tout le monde maintenant que l'Internet industriel des objets (IIoT) et l'Industrie 4.0 sont sur le point de perturber la fabrication telle que nous la connaissons. Les deux donneront aux magasins plus d'informations, des capacités de prise de décision améliorées et une plus grande visibilité de leurs processus que jamais auparavant. Les deux rendront également la fabrication beaucoup plus compliquée, mais en même temps plus facile et plus productive.
Amélioration continue avec les données
La question devient alors, comment les systèmes ERP vont-ils gérer exactement le Big Data? Les systèmes traditionnels de collecte de données et d'exécution de la fabrication disparaîtront-ils face aux machines-outils intelligentes et aux systèmes interconnectés? Et quels outils les fournisseurs d'ERP proposeront-ils aux boutiques souhaitant exploiter l'IIoT? Ce sont toutes d'excellentes questions, et si vous êtes prêt à faire le prochain pas en avant, il y a aussi une bonne nouvelle: vous aurez beaucoup de conseils, à commencer par quelques prédictions de Rose of Sharon DeVos, consultante en amélioration continue chez Global Shop Solutions Inc., The Woodlands, Texas.
«Les systèmes ERP tels que Global Shop Solutions ont déjà l'infrastructure en place pour accepter les données de nombreuses entrées différentes, puis utiliser ces données pour augmenter la productivité et la visibilité dans différents domaines de l'entreprise, qu'il s'agisse de planification, d'inventaire, de finances ou d'autres domaines, " dit-elle. «L'industrie 4.0 améliorera tout cela. Au lieu que les employés effectuent une saisie manuelle des données, cette activité sera à la fois automatique et en temps réel, ce qui vous fera gagner un temps précieux. La qualité des données sera également meilleure, avec la granularité nécessaire pour voir où et quand certains événements se produisent. Non seulement les gens pourront prendre de meilleures décisions plus rapidement, mais les machines-outils, les personnes et les systèmes logiciels feront tous partie d'un vaste écosystème basé sur les données. C’est la valeur ultime derrière l’industrie 4.0 et l’IoT. »

Pioneer Service Inc. à Addison, Illinois est une femme-propriétaire sous-traitante et cliente de Global Shop Solutions. Comme beaucoup de ces magasins, l'entreprise devrait gagner en visibilité et en efficacité grâce à l'Industrie 4.0.

Ashwin Dsouza, chef de produit pour l’amélioration continue chez Global Shop Solutions, a ajouté aux commentaires de DeVos, en mettant l’accent sur le terme «automatisation» d’une manière différente de la définition traditionnelle des robots et autres systèmes de manutention. Dsouza a déclaré que les logiciels ERP qui réduisent la saisie de données et d'autres interactions humaines suscitent un grand intérêt dans l'ensemble du secteur. Comme vous vous en doutez, cela signifie une intégration avec des machines-outils CNC, CAO / FAO et autres systèmes logiciels, ainsi que des équipements tels que des prérégleurs hors ligne et des distributeurs automatiques d'outils. Mais cela signifie aussi avoir un moyen de séparer le bon grain de l'ivraie, pour ainsi dire, dans le déluge de mégadonnées que l'IIoT est capable de générer.
Apprivoiser le Far West
Pour cela, Global Shop Solutions, comme les autres personnes interrogées pour cet article, fournit des tableaux de bord, des rapports et des alertes déclenchées par des événements, dont chacun peut être modifié (ou créé à partir de zéro) pour répondre aux besoins spécifiques d'une boutique. Pourtant, la collecte, le filtrage, puis l'analyse des quantités potentiellement énormes de données nécessaires pour remplir ces outils de veille stratégique nécessitent souvent une étape supplémentaire, qui inclut l'intégration avec des plates-formes tierces (dont la plupart sont basées sur le cloud) ainsi que la familiarité avec protocoles tels que SOAP (protocole d'accès aux objets simples) et REST (transfert d'état de représentation).
C’est d’après le directeur de la technologie de Global Shop Solution, Chris Okamuro, qui a expliqué qu’une industrie entière a vu le jour au cours des cinq dernières années environ pour répondre à ce qui est devenu le «Far West» en termes de normes de communication. «Outre les protocoles mentionnés ci-dessus, il existe également OPC (Open Platform Communications), MTConnect, XML et autres», a-t-il déclaré. «Donc, même si cela peut être fait, cette diversité signifie qu'il n'est généralement pas logique de prendre des données directement à partir d'une machine-outil ou d'un autre équipement de fabrication. Ce qu'il faut à la place, c'est une sorte de middleware qui rassemble les données volumineuses en un seul endroit, et une fois qu'elles sont là, donne aux fournisseurs d'ERP un moyen d'extraire ce qui est nécessaire pour l'analyse et la création de rapports. C’est ce que ces fournisseurs tiers apportent. »

L'IIoT donne aux magasins la possibilité de surveiller l'état des équipements et les paramètres de fonctionnement en temps réel, comme illustré dans cet exemple.

Epicor Software Corp., Austin, Texas, adopte une approche similaire, s'étant associée à Microsoft et à sa plate-forme Azure pour collecter des informations dans l'atelier et les diffuser dans le cloud à des fins d'analyse et de visualisation. Andrew Robling, chef de produit principal, a offert un exemple simple: la surveillance du fluide de coupe dans une machine-outil, où des mesures doivent être prises si le niveau tombe en dessous d'un certain seuil.
«Pour nous, nous pouvons gérer cela avec une règle de BPM (gestion des processus métier), qui peut déclencher une alerte ou éventuellement générer un ordre de travail de maintenance», a-t-il déclaré. «La même chose peut être faite avec tout événement lié à l'équipement, que ce soit la température de la broche, la durée de vie de l'outil, la charge de l'axe, le nombre de pièces, etc., s'il est surveillé, nous pouvons établir des règles pour envoyer une notification, mettre à jour un tableau de bord, déclenchez un rapport ou faites lever quelqu'un la nuit. »
Les données sont égales à des dollars
Comme mentionné précédemment, la plupart des fournisseurs ERP offrent des capacités de reporting et de visualisation dans leur logiciel. Dans le cas d'Epicor, l'un de ces outils serait Epicor Data Discovery pour visualiser les événements de l'atelier, ou Epicor Data Analytics, utilisé pour analyser les données historiques et les tendances. Les deux surveillent le Microsoft Azure IoT Hub, a expliqué Robling, puis prennent des décisions sur les informations à importer dans Epicor lui-même.
Une prise de décision automatisée comme celle-ci est nécessaire pour contrôler la quantité de données collectées, ainsi que le coût de leur collecte. Étant donné qu'Azure est un service d'abonnement basé sur le cloud, le montant qu'un client paie par mois est directement lié au nombre et à la fréquence des points de données surveillés. Robling a déclaré: «Dans notre exemple de niveau de fluide, il n'y a aucune raison de le vérifier toutes les minutes; une fois par heure, c'est probablement bien, voire tous les jours. Être stratégique à cet égard contribuera à rendre tout ce qui concerne l’IIoT plus gérable. »
Deux experts Azure sont le directeur général Manoj Swaminathan et le directeur principal du programme Lachlan Cash, chacun membre de l'équipe de gestion de la chaîne d'approvisionnement et de fabrication Dynamics 365 de Microsoft Corp., basé à Redmond, Washington. Tous deux ont suggéré que les fabricants regardent au-delà des fonctions ERP traditionnelles pour les outils cela les aidera à tirer parti des vastes quantités de données que l'industrie 4.0 met à leur disposition.
«Pour soutenir cela, notre dernière version de Dynamics 365 contient un certain nombre de fonctionnalités liées à l'industrie 4.0, dont beaucoup tirent parti d'Azure IoT Hub», a déclaré Swaminathan. «Il s'agit notamment de la prise en charge de la fabrication connectée, de l'intégration IIoT, de la visibilité en temps réel des processus d'atelier, des outils de réalité mixte à des fins de formation et des outils qui donnent aux superviseurs, aux planificateurs et aux opérateurs de machines une meilleure compréhension et une plus grande capacité de décision.
Notez le terme réalité mixte. Vous en entendrez beaucoup parler dans les années à venir, avec ses homologues, la réalité virtuelle et augmentée. Chacune de ces technologies peut être amenée à interagir avec une autre création de l'Industrie 4.0, le jumeau numérique. Une représentation virtuelle 3D de pratiquement n'importe quel objet électromécanique – tracteurs, stations de pompage, moteurs à réaction et, oui, machines CNC – les jumeaux numériques permettent de nombreuses fonctions importantes qui étaient, jusqu'à récemment, impossibles ou du moins peu pratiques à exécuter.

Le module JobBoss 'Job Entry représente l’une des nombreuses étapes du workflow «quote-to-cash» commun à la plupart des systèmes ERP.

Un technicien de maintenance, par exemple, peut utiliser le jumeau numérique d'une machine-outil pour prédire quand elle nécessitera un entretien. Les données des capteurs d'une chaîne d'assemblage pourraient être transmises à un jumeau numérique et comparées à un ensemble de mesures de qualité prédéfinies, réduisant ainsi le temps nécessaire à l'inspection physique. Les jumeaux numériques offrent aux concepteurs un moyen d'optimiser les produits et de suivre leurs performances sur le terrain. Et ils sont utilisés pour former les opérateurs de machines, simuler les processus de fabrication et aménager les usines, le tout de manière virtuelle.
C’est pour ces raisons que le jumelage numérique pourrait bientôt devenir un élément essentiel du système ERP actuel (ou futur) de votre entreprise. «Tout comme un système ERP peut lire les signaux IIoT, un jumeau numérique peut également recevoir ces entrées», a déclaré Lachlan Cash, l’homologue de Swaminathan. «Cela permet d’offrir une plus grande visibilité à l’atelier tout en présentant les informations nécessaires pour déterminer les indicateurs clés de productivité (KPI) d’une entreprise. Associées à des plates-formes telles que Azure IoT Hub, qui sert à démocratiser les données de l'atelier quelle que soit leur source, ces technologies représentent le cadre de toute stratégie Industrie 4.0 à long terme. »
N'oubliez pas le cloud, a suggéré Fred Tillman, vice-président du développement produit chez ECI Software Solutions Inc., Fort Worth, Texas. Pour activer l'Industrie 4.0, vous avez besoin de capacités de traitement de données robustes, d'une excellente connectivité et d'un grand volume de stockage de données. Le cloud computing utilise de grandes banques de serveurs hébergés dans des installations sécurisées, entretenus par des informaticiens hautement qualifiés et reliés au monde extérieur via des lignes Internet à haut débit. Il supprime donc les obstacles auxquels sont confrontées les petites et moyennes entreprises manufacturières qui souhaitent adopter une approche de fabrication numérique.
«Le cloud répond à une grande partie de ce qui est nécessaire en termes d’infrastructure informatique», a déclaré Tillman. «De plus, ces ressources sont disponibles à un prix de plus en plus économique, mais elles vous donnent toujours la possibilité d'évoluer rapidement à mesure que l'entreprise ou ses besoins en matière de collecte de données se développent, des événements qui vont souvent de pair. C'est pourquoi nous déployons des efforts concertés pour transférer tous nos produits dans le cloud, et en particulier ceux qui prennent en charge les initiatives de l'industrie 4.0. »

Toutes les entreprises utilisent (ou devraient utiliser) des indicateurs de performance clés pour suivre leurs activités et favoriser l'amélioration. Avec des tableaux de bord comme celui vu ici d'Oracle Netsuite, cela devient beaucoup plus facile.

Logan Paquin, directeur de la gestion des produits pour ECI, est d'accord. Il a noté que le logiciel ERP existe depuis de nombreuses décennies et que, depuis sa création, la quantité de données disponibles pour ses utilisateurs n'a fait qu'augmenter. L’IIoT porte cette prolifération à un tout autre niveau, cependant, presque au point de surabondance, et c’est aux fournisseurs ERP et à leurs partenaires de rendre cette surabondance de données gérable. À cette fin, ECI a uni ses forces avec le fournisseur de technologie Data Inventions Inc., Cincinnati, pour développer deux outils — Lojic Dashboards et Alora, une plate-forme d'intelligence artificielle — pour les utilisateurs du logiciel de gestion de boutique JobBOSS d'ECI.
Donner du sens aux données
«Il y a beaucoup de données là-bas et notre objectif est d'aider nos clients à en comprendre le sens», a déclaré Paquin. «C’est la raison pour laquelle vous avez acheté un système ERP en premier lieu: pour comprendre si vous êtes rentable ou non, comment vous pouvez augmenter votre efficacité et prendre de meilleures décisions dans l’ensemble. Cependant, y parvenir dans le contexte de l'Industrie 4.0 signifie utiliser les bonnes données dans les bonnes quantités. Les tableaux de bord configurables par l'utilisateur, l'intelligence artificielle et la surveillance automatisée des activités commerciales basée sur des règles, ou BAM, en sont une grande partie. »
David Gustovich voit les choses à peu près de la même manière que ses pairs. En tant que directeur principal du Global Manufacturing Center of Excellence d'Oracle NetSuite à Redwood Shores, en Californie, il a déclaré que l'ERP avait considérablement évolué. Les utilisateurs reconnaissent que plus de données signifie qu'ils peuvent prendre de meilleures décisions plus rapidement et obtenir une plus grande agilité. «Pour ce faire, vous avez besoin d'une solution ERP entièrement intégrée, offrant une visibilité complète à l'ensemble de l'entreprise, y compris les activités de l'atelier.»
Vous pourriez également avoir besoin d'une intelligence artificielle (IA). Gustovich a expliqué que, à mesure que la quantité de données augmente, le besoin d'apprentissage automatique augmente également. L'IA permet aux logiciels ERP de devenir plus prédictifs, capables de détecter des tendances que les humains pourraient ne pas avoir. «Nos clients nous demandent:« Comment pouvons-nous exploiter toutes les informations riches que l'IIoT met à notre disposition, sans tout le traitement papier et l'analyse manuelle des données qui seraient autrement nécessaires? »Notre réponse est simple: avec le bon logiciel systèmes, une grande partie de cela est automatique. »
Mais même avec une solution ERP entièrement intégrée et compatible avec l'IA, il y aura toujours des sources de données externes à gérer: CAO / FAO, logiciel de simulation d'usinage, programmes d'imbrication, systèmes de gestion d'outils, gestion du cycle de vie des produits et autres plates-formes d'ingénierie, logiciels de qualité, Et la liste continue. À quoi sert-il d'écouter une poignée de voix d'équipement à moins que vous n'entendiez tout le choeur?
Il s'agit de la dernière pièce du puzzle Industrie 4.0 et ERP, que Gavin Davidson, chef de produit NetSuite, glisse parfaitement en place. Sa solution? API ou interfaces de programmation d'application. Si vous êtes un fan de Star Trek, vous pourriez penser à une API comme au traducteur universel utilisé par le capitaine Kirk pour parler avec les Klingons. Il permet à des systèmes logiciels disparates de partager des informations, sans tout cet ennui d'import / export. Par exemple, un système ERP peut utiliser une API pour capturer une liste d'outils de coupe à partir du logiciel de programmation de l'atelier et la relayer au coffre à outils, ou savoir quels matériaux le service de conception vient d'entrer dans le système de CAO, puis le comparer avec l'inventaire disponible. . Sans API robustes et prises en charge par les fournisseurs, l'intégration de type Industrie 4.0 devient plus difficile et plus coûteuse.
«Nous constatons une demande accrue pour ce niveau d'interopérabilité», a déclaré Davidson. «Parce que de nombreux systèmes hérités sont autonomes, c'est-à-dire non intégrés, les fabricants ont souvent du mal à passer à l'étape suivante de leur parcours numérique. Une plate-forme ERP prête pour l'industrie 4.0 comme NetSuite, quant à elle, dispose d'API ouvertes afin que les magasins puissent collecter, organiser et comparer les données d'autres systèmes. Cela donne aux utilisateurs une vue à 360o de l'entreprise. Cela les aide à rationaliser leurs opérations et à s'améliorer continuellement. Et avec cela, cela leur permet non seulement de générer les indicateurs de performance clés appropriés, mais également d'utiliser ces mêmes outils pour se mesurer en temps réel et aller de l'avant. »

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