Usine du futur, c’est quoi ? Définition et exemples

Usine du futur, usine connectée, usine 4.0, ou encore usine intelligente, sont des expressions dont vous avez certainement déjà entendu parlé… Mais que se cache-t-il réellement derrière ces termes qui désignent l’usine de demain ?

L’usine du futur : une réalité d’aujourd’hui

le contexte d’une 4ème révolution industrielle

 

Usine du futur

Replaçons-nous un instant dans le contexte de l’industrie et de son évolution. Nul n’est sans savoir aujourd’hui que l’industrie a subi plusieurs révolutions industrielles :

  1. ère révolution au 18ème siècle : l’arrivée du charbon et de la machine à vapeur permettant la production mécanique.
  2. ème révolution au 19ème siècle : la production de masse grâce à l’arrivée de l’électricité.
  3. ème révolution au milieu du 20ème siècle : la production automatisée grâce à l’arrivée des automates et des robots.

Nous vivons aujourd’hui une 4ème révolution industrielle basée sur le rapprochement des usines avec le monde de l’Internet au sens large. Cette révolution est très souvent appelée “Industrie 4.0”.

Pourquoi le rapprochement entre Internet et les usines ? Tout simplement parce que les technologies digitales, Internet et les usages du numérique que nous connaissons dans notre vie privée arrivent maintenant dans le monde professionnel. Pour parler de ce phénomène incontournable du 21ème siècle, nous parlons de “transformation numérique ou digitale“. Plus que jamais, la transformation numérique dans l’industrie est en marche !

Ceci se traduit concrètement par différentes technologies fondamentales, que l’on pourrait assimiler à une « mosaïque technologique ».

DES technologies clés pour l’usine du futur

  • La réalité augmentée : technologie permettant, grâce à de lunettes numériques, de visualiser des éléments et informations numériques en « surcharge » de la réalité. L’intérêt est par exemple de guider un opérateur de maintenance lors des opérations effectuées sur une machine, ou bien encore d’accompagner des collaborateurs dans des processus d’apprentissage.
  • La fabrication additive : technologie aujourd’hui relativement démocratisée permettant de réaliser dans des temps records, et avec de plus en plus de précision, des pièces en simplifiant tout le processus de fabrication. Son application est directe pour des prototypes de validation ou pour des pièces de rechanges ou de maintenance.
  • L’internet des objets (aussi appelé IOT ou objets connectés) : technologie embarquée sur des pièces ou sur des machines pour effectuer des relevés d’information en temps réel, afin de pouvoir analyser leurs comportements. Les objets connectés sont par exemple de plus en plus utilisés pour suivre en temps réel les cadences d’utilisation des machines, afin de prévoir les opérations de maintenance (réaliser de la maintenance prédictive et minimiser ainsi les taux d’arrêt des machines et outils de production).
  • Le Big Data : technologie purement numérique ayant pour but d’analyser d’énormes volumes de données dans des temps de plus en plus courts. Le Big Data prend tout son sens avec les objets connectés. En effet, plus les relevés de mesures sont fréquents et importants, plus les données sont précises et plus les actions pourront être efficaces. Mais cela entraîne des volumes d’informations collectées importants qu’il faut être capable d’analyser rapidement.
  • Le Cloud computing : technologie déjà très répandue et utilisée dans la gestion des logiciels et des données. Elle apporte des avantages évidents sur la suppression des infrastructures lourdes dans les entreprises, sur la suppression des opérations de mises à jour et de maintenance, etc…
  • La simulation : technologie souvent basée sur la modalisation 3D, elle permet de bénéficier du numérique pour simuler des comportements. Elle permet aussi bien de mesurer la résistance d’une pièce ou d’une machine dans son fonctionnement avant même qu’elle ne soit conçue, que de tester et vérifier une ligne de production et les cadences de fabrication.
  • La cybersécurité : technologie directement induite de l’arrivée du numérique, elle a pour objectif d’assurer la sécurité et l’intégrité de l’ensemble des données qui peuvent transiter sur les différents systèmes. On pense tout de suite aux objets connectés avec le transfert des données mesurées vers les serveurs de stockage et de calcul, ou bien encore aux données et instructions utilisées pour piloter les automates et robots d’une chaîne de fabrication afin de conserver le plein contrôle des actions effectuées.

Nous comprenons très bien que ces différentes technologies vont apporter de réels gains au sein d’une entreprise, chacune dans un domaine ou sur un sujet particulier, permettant ainsi d’améliorer le système productif. Et l’usine connectée dans tout ça ?

L’usine du futur est une usine connectée qui dialogue

Prenons maintenant un peu de hauteur pour observer ces différentes technologies pouvant être implémentées dans une entreprise. Une composante supplémentaire apparaît alors, composante permettant d’apporter un niveau de performance supérieur : l’interconnexion de toutes ces nouvelles technologiques liées au numérique.

En effet, l’interconnexion de ces technologies va permettre de mettre en place un « système de dialogue » entre les outils et postes de travail. Ceux-ci vont donc pouvoir échanger des informations entre eux, mais aussi avec l’extérieur, et ainsi être encore plus efficaces en tenant compte de leur environnement.

Exemple d’une usine connectée. Il s’agit de la Phygital platform for Rapid Manufacturing du groupe Visiativ.
Elle propose une chaîne de valeur complète de la conception 3D jusqu’à la fabrication de pièces.

De façon globale cela va permettre d’optimiser l’outil de production, et de répondre ainsi à des enjeux incontournables pour les industriels :

  1. Produire plus rapidement
  2. À meilleur coût
  3. Avec une agilité plus importante

Des gains et des leviers de performance incontestables

Dans ce contexte, l’entreprise industrielle devient donc une “usine connectée”, apportant ainsi des gains évidents parmi lesquels nous pouvons noter :

  • Une plus grande flexibilité pour répondre aux variations dans les demandes clients (volumes, types de produits…)
  • Une traçabilité plus poussée, pour réagir plus vite en cas de dysfonctionnement
  • Une réactivité et une adaptabilité plus importantes, avec des machines capables de déclencher un appel de support, ou d’être pilotées à distance pour améliorer leur fonctionnement
  • Une optimisation des cycles de production, grâce à la simulation numérique de l’organisation de la fabrication en fonction de la demande client pour la personnalisation d’un produit

Vidéo : visite de l’usine pilote BCG qui associe aux chaînes de montage classiques
des éléments de nouvelles technologies destinées à optimiser la productivité des entreprises
et les conditions de travail des employés. Exemple sur la fabrication d’un scooter électrique.

Un suivi et un pilotage global de l’usine via une plateforme connectée

 

plateforme connectée moovapps

Un dernier point, et non des moindres dans le concept d’usine connectée : le suivi et le pilotage de l’ensemble de ces technologies fondamentales et de la globalité de l’entreprise. Encore une fois pour répondre à ça, le numérique va apporter des solutions, grâce par exemple à des plateformes numériques regroupant l’ensemble des éléments liés au fonctionnement de l’industrie. Ces plateformes peuvent remonter et/ou prendre en charge toute ou partie des systèmes numériques de l’entreprise, pour disposer par exemple :

– D’une plateforme de gestion du support et du service client
– D’un ensemble global de suivi et pilotage de la production
– D’un système de commande en ligne et de suivi de fabrication/livraison…

Le groupe Latécoère construit sa 1ère usine connectée : lire le témoignage

De l’usine connectée à l’écosystème connecté ?

Voilà donc ce que nous pouvons aujourd’hui considérer derrière le terme “usine connectée”. Mais ce terme, qui a plutôt tendance à être centré sur l’entreprise industrielle elle-même, ne devrait-il pas évoluer comme évoluent les entreprises aujourd’hui ? A savoir s’ouvrir sur l’ensemble de l’écosystème de l’entreprise, en intégrant les acteurs extérieurs tels que les clients, partenaires, fournisseurs, etc…

Nous parlerons alors peut-être très rapidement plutôt « d’écosystème connecté » que « d’usine connectée »…

 

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Éditeur de plateformes web collaboratives et intégrateur de solutions logicielles, Visiativ accompagne depuis 30 ans les entreprises dans leur transformation digitale. Le pôle Visiativ Industry du groupe Visiativ accompagne les PME et ETI industrielles dans leur mutation vers l’Industrie du Futur : solutions pour les enjeux du bureau d’études : conception 3D, visualisation, simulationgestion des données techniquescommunication techniqueconception électrique, et solutions métiers pour la transformation numérique des entreprises industrielles via sa plateforme collaborative Moovapps.


Auteur de l’article

Pascal Bonnard, Business Development Innovation pour le groupe Visiativ

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