L'Industrie 4.0
Résumé des avantages de l’Industrie 4.0:
L’intention de l’industrie 4.0 est d’apporter de la flexibilité aux opérations de fabrication afin de répondre aux exigences émergentes de clients locaux. Cela est possible car une large palette de produits peut être fabriquée en lots, sans avoir à sacrifier la performance en comparaison à de plus gros volumes ou des scénarios de production plus spécifiques. Dans l’Industrie 4.0, l’attention a été principalement portée sur la technologie requise afin de connecter les machines et les systèmes ensemble. Il en a résulté des solutions numériques qui utilisent les données pour optimiser la production et activités attenantes, en particulier pour les petits volumes aux spécificités très variables. On utilise souvent la phrase suivante pour résumer la dite 4ème révolution industrielle : “construire à la demande avec l’efficacité de la production de masse”.
Qu’est-ce que l’Industrie 4.0?
Il y a diverses tendances qui ont progressivement influencé l’industrie lors des dernières décennies. En particulier l’augmentation du nombre des produits et leurs personnalisations, le coût des stocks de produits finis, et le besoin qui en a découlé d’une production de petits volumes aux spécificités variables, ont radicalement changé la façon dont la production d’assemblage fonctionne. Le gouvernement allemand a alors décelé la nécessité et aussi l’opportunité de soutenir les PME afin que celles-ci puissent mieux se préparer en termes de compétitivité. En effet, les coûts réels de la production de masse réalisée à des endroits très éloignés dans le monde, en termes de coûts de distribution, d’investissements et de risques de dépréciation de prix tout comme l’augmentation rapide des stocks et les problèmes environnementaux sont devenus un enjeu majeur. Lorsque des outils d’automatisation intelligents et flexibles deviennent disponibles, les coûts fixes de la main d’œuvre peuvent être réduits. Comme le coût du personnel est un élément déterminant pour choisir entre une production locale et délocalisée, la balance représentant la compétitivité penche du côté d’une production locale dès que de tels outils d’automatisation peuvent être concrètement mis en place.
Toutefois, le premier effet réel de l’Industrie 4.0 a été observable du côté des équipementiers qui ont précipité leur communication en faveur de l’Industrie 4.0 afin de démontrer leur longévité et celle de leurs produits. Cela a prêté à de nombreuses confusions sur le marché, des réinterprétations de ce que l’Industrie 4.0 représente. En particulier lorsque que les clients se sont rendu compte que ce qu’ils achetaient était finalement peu différent de ce dont ils disposaient jusqu’alors, un simple mélange de technologies et de données d’origine. Les technologies telles que l'IIoT, le stockage de données et l’informatique sur le cloud, etc. étaient vues comme nécessaires alors que la majorité d’entre elles n’offrait qu’un packaging nouveau d’un produit déjà existant.
Ensuite s’est perdue également la compréhension que l’Industrie 4.0 n’est pas un simple changement de technologie, et ne cible initialement pas l’augmentation de l’automatisation opérationnelle, qui est, elle, plutôt reliée à l’Industrie 3.0. Il s’agit en fait d’un niveau d’intelligence supérieur à l’automatisation existante en charge de la gestion, l’organisation et l’optimisation des opérations, afin de combler les attentes des clients en termes de délai de réaction à une demande changeant rapidement. L’Industrie 4.0 est donc essentiellement une question de logiciel. Aegis est un moteur clé de l’industrie et contribue aux normes et technologies procurant interopérabilité des flux de données entre les équipements d’automatisation et les autres processus manuels de l’atelier de production.
L’importance de mettre en contexte les données pour l’Industrie 4.0
Contrairement aux autres solutions dédiées à la fabrication proposées sur le marché, FactoryLogix a été conçu à partir de principes logiciels modernes. C’est une plateforme unique, intégrée à l'IIoT et procurant un grand nombre d’interfaces permettant d’exploiter au mieux les informations provenant des machines en format d’origine, qui prend en charge les derniers standards d’échange de données de l’IIoT.
Certes, les données brutes provenant des machines peuvent être directement utiles pour certains types de machine learning et d’applications de machine à machine en circuit fermé. Mais les données de chaque machine ont très peu d’intérêt lorsqu’elles sont évaluées de manière isolée au niveau de l’usine, aussi pour le MES. Les machines ne peuvent référer que de ce qui les concerne directement, sans aucun élément à propos des causes initiales, des prévisions ou des effets. Le moteur de calcul basé sur des règles prédéfinies de FactoryLogix procure une compréhension totale des événements en les mettant en contexte au moyen de divers points d’information provenant de différentes sources et mises en relief vis-à-vis des conditions opérationnelles. On combine alors les connaissances à propos des postes de travail, cellules, lignes et configurations d’espaces, des informations de produits et spécialement les actions et activités relatives à une station ou des informations de matériaux spécifiques, avec tous types de données disponibles en temps réel en provenance des machines. Cela permet d’obtenir des informations concrètes et exploitables concernant les tendances et les évènements à mesure qu’ils se produisent.
Exemples d’évolution des fonctionnalités relatives à l’Industrie 4.0 inhérentes à FactoryLogix:
Bénéficiant d’une visibilité unique des opérations passées, actuelles et de projections pour le futur, FactoryLogix possède de nombreuses fonctions spécifiques à l’Industrie 4.0 et qui font partie de la plateforme depuis son origine. Cela inclut :
L’Ingénierie à la demande:
Dans ce mode, FactoryLogix conserve un “double digital” neutre de chaque produit, qui est indépendant de toute configuration de fabrication. FactoryLogix permet ainsi à l’usine de fabriquer les produits via n’importe quel guidage de production, selon les besoins, afin d'obtenir la configuration requise. Guidage et traitement sont alors effectués en “juste-à-temps”, ce qui procure la flexibilité nécessaire à l’ingénierie à la demande, tout en maintenant le même niveau de traçabilité des processus et de documentation que l’on pourrait attendre d’un mode de fabrication traditionnel et davantage préétabli.
Configuration à la demande:
Contrairement à d’autres solutions de pilotage de production, FactoryLogix n’a pas besoin d’entretenir un nombre infini de nomenclatures relatives aux variations de produits pour pouvoir accomplir une configuration à la demande. Ainsi, FactoryLogix conserve une configuration de base à partir de laquelle des options peuvent être choisies. Par exemple, en impliquant l’ERP, non seulement il est possible de modifier le contenu du produit à assembler, mais cela change aussi automatiquement le guidage et même les instructions visuelles de travail, de façon complètement automatique sans intervention des ingénieurs ou des opérateurs. Cette capacité rend possible l’adaptation totalement automatique à un nombre infini de variables des nomenclatures jusqu’à pouvoir réaliser des pièces uniques si on le souhaite. De cette manière, l’entretien des données du produit est beaucoup plus simple lorsqu’on doit réaliser des produits avec de multiples variables. Ceci est fondamental pour permettre à la production de répondre assez rapidement aux exigences changeantes des clients.
Automatiser à la demande:
Pour une fabrication complètement individualisée et personnalisée, FactoryLogix procure une automatisation totale à cet environnement complexe, et ce au moyen d’une solution parfaitement prête-à-l’emploi. Automatiser à la demande permet par exemple de définir une mesure, une découpe précise, ou toute autre action pertinente à chaque unité individuelle de production et/ou matériau devant être défini. Ces spécifications de travail faites sur mesure sont générées automatiquement au moyen des instructions de travail et l’automatisation de la solution. Cela permet d’intégrer des processus de fabrication à la demande à l’environnement habituel de production.
Instructions de travail sans support papier et réalité augmentée:
FactoryLogix met aussi bien l’accent sur les opérations manuelles que les opérations automatisées. L’opérateur, l’humain, est ainsi la ressource la plus flexible de l’usine. Avoir des instructions de travail numériques et totalement interactives est absolument indispensable dans les cas où les opérateurs doivent passer de l’assemblage d’un produit à un autre de façon fréquente et à très court terme, sans avoir besoin de perdre du temps pour de nouveaux apprentissages. La solution de réalité augmentée FactoryOptix fonctionne avec exactement les mêmes informations que les instructions de travail interactives, et amène l’opérateur à un tout autre niveau. Les opérateurs d’assemblage travaillent en mode “mains-libres”, sans distraction, et peuvent même se voir attribuer divers rôles en fonction des besoins, comme par exemple des tâches logistiques. Cela apporte des gains de flexibilité considérables, tout comme une performance améliorée, non compromise.
La gestion logistique en mode Lean:
Ce qui empêche d’être réactif et flexible pour répondre aux exigences changeantes des clients, ce sont les difficultés de gestion de nombreux kits de matériaux devant être préparés à l’avance et correspondant à un projet et un planning de production qui doit alors être redéfini. La gestion des matériaux mise en place via FactoryLogix utilise le système Lean en mode “pull”, qui commande les matériaux de façon dynamique seulement lorsque ceux-ci sont requis par les machines ou d’autres processus d’assemblage. Lorsqu’un changement est effectué au plan de production, seule une petite quantité de matériaux qui étaient déjà utilisés doit être retournée à l’entrepôt. Tout ce processus est automatisé par FactoryLogix quant aux tâches logistiques qui en résultent ou bien la répartition du travail. Cela permet de réduire fortement la quantité de matériaux dans l’atelier, en éliminant les kits, et donne lieu à des changements beaucoup plus rapides dans l’usine, sans pour autant augmenter les coûts ou les délais.
Planification adaptative:
Intégrant l’IIoT depuis sa base, FactoryLogix bénéficie d’une connaissance parfaite des informations provenant des machines et fournit ainsi un planning montrant exactement et en direct où en est la production en termes de performance et de réalisation. Les modifications de planning peuvent être envisagées et réalisées en considérant les effets précis sur d’autres produits étant fabriqués en même temps, et les délais de livraisons de ceux-ci. Les dépendances concernant la disponibilité des matériaux, tout comme la prise en compte de la hiérarchie complète des sous-assemblages préalables, sont confirmées avant même que la décision concernant la modification ne soit prise. Ainsi, il n’y a pas de risque d’échec sur des bons de commande existants. Cela assure de pouvoir répondre plus rapidement aux modifications des exigences provenant du client, sans conséquences inopinées, ni pertes, ni coûts supplémentaires.
Gestion de la qualité et traçabilité:
Dans l’Industrie 4.0, le volume des commandes et lots diminue à mesure que le nombre de modifications augmente, mais on manque de temps pour résoudre les problèmes de qualité comme auparavant. La gestion de la qualité de FactoryLogix inclut la gestion des actions correctives et préventives (CAPA) et un système de notification, d'analyse et d'action corrective des défaillances (FRACAS). Il s’agit d’un mécanisme crucial pour éviter que les problèmes n’apparaissent ou ne se reproduisent, permettant ainsi que la qualité soit maintenue à un haut niveau, peu importe comment évolue le processus de production.
La portabilité des données de site en site :
Les entreprises cherchent souvent à associer leurs sites de façon à répondre aux exigences des clients. Cela signifie souvent que la fabrication de certains produits doit se déplacer de site en site, soit doublée sur plusieurs sites, ou bien faite en partie sur un site puis expédiée vers un autre pour être terminée. FactoryLogix permet de transférer les données produit, pour l’ingénierie aussi bien que pour la production, de sorte que la fabrication puisse se déplacer tout en souplesse entre les sites, tout en assurant cohérence et exhaustivité des opérations tout comme la traçabilité, ce dans tous les cas.
Le reporting au niveau de l’entreprise:
La gestion de la production nécessite absolument de comprendre la performance des opérations ainsi que de découvrir les opportunités d’amélioration. Les outils existants de BI peuvent être utilisés efficacement lorsqu’il existe un stockage de données pour les informations de production qui reflètent des données totalement qualifiées et mises en contexte. Même si les solutions de cloud peuvent répondre à des exigences extrêmes, les coûts de stockage et de traitement sont considérables pour les entreprises, autant d’un point de vue financier qu’en termes de pertes liées au délai de réaction. La contextualisation procurée par FactoryLogix, cumulée avec le flot solide, constant et sécurisé de données clés arrivant dans le dispositif de stockage, représente une solution très pratique. Celle-ci nécessite la plupart du temps beaucoup moins d’investissement qu'avec des systèmes se contentant de stocker des données brutes et spécifiques aux machines. Le même mécanisme s’applique aux opportunités analytiques de l’intelligence artificielle, qui montrera bientôt sa compétitivité dans le monde de l’Industrie 4.0.
