OPINION. La numérisation de l'industrie a déjà fait passer les méthodes traditionnelles basées sur le papier à des solutions numériques ce qui a permis d'augmenter leur productivité, à réduire leurs coûts et ainsi à devenir plus efficaces sur le plan opérationnel. Cela été obtenu par une automatisation du « passé ». Par Xavier Dalloz, consultant spécialisé dans les nouvelles technologies.
Il ne faut plus automatiser le passé. Il faut le réinventer. Pour cela, les entreprises doivent disposer d'une infrastructure qui puisse prendre en charge la nouvelle vague d'innovations digitales. Cela va aller très vite. Tout va s'accélérer.
Ces innovations sont en effet destinées à façonner l'infrastructure numérique pour la prochaine décennie. Cet empilement de technologies se compose de plusieurs couches comprenant de nouveaux équipements, de logiciels intégrés, d'éléments de connectivité, un ensemble d'outils pour l'autonomie, le pilotage, la sécurité, etc. Résultat : les entreprises devront changer radicalement de modèles économiques. L'objectif est d'avoir un modèle qui améliore l'efficacité de l'utilisation du capital fixe, circulant et humain (le ROCE) et une surface financière plus importante que ce qu'elle est réellement.
Quatre transformations majeures
Rappelons que l'industrialisation a déjà subi 4 transformations majeures :
Industrie 1.0 : la mécanisation de la production
La première révolution industrielle a émergé dans les années 1700, les humains ont commencé à exploiter la puissance de la vapeur pour améliorer considérablement la productivité industrielle.
Industrie 2.0 : Production de masse
À la fin des années 1800 et au début des années 1900, des innovations telles que l'électricité et la production à la chaîne ont permis de produire des biens plus rapidement, à plus grande échelle et à moindre coût. C'était aussi l'ère « des avions, des trains et des automobiles ».
Industrie 3.0 : Automatisation industrielle
À partir des années 1970, des développements tels que les automates programmables ont permis de réaliser certains processus industriels sans assistance humaine.
Industrie 4.0 : la généralisation des systèmes cyber-physiques (CPS) et Internet industriel des objets (IIoT)
La numérisation de la fabrication misent sur l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique.
La première révolution industrielle a émergé dans les années 1700, les humains ont commencé à exploiter la puissance de la vapeur pour améliorer considérablement la productivité industrielle.
À la fin des années 1800 et au début des années 1900, des innovations telles que l'électricité et la production à la chaîne ont permis de produire des biens plus rapidement, à plus grande échelle et à moindre coût. C'était aussi l'ère « des avions, des trains et des automobiles ».
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À partir des années 1970, des développements tels que les automates programmables ont permis de réaliser certains processus industriels sans assistance humaine.
La numérisation de la fabrication misent sur l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique.
Exploitation de la créativité humaine
La nouvelle étape de la transformation de l'industrie est fondée sur l'exploitation de la créativité humaine permettant une fabrication de produits plus personnalisés, durables, résilients et décentralisés. Cela va se traduire par :
Un environnement de travail plus sûr et plus efficace, ainsi que par des exigences accrues en matière de compétences des personnes impliquées dans le processus de fabrication des produits.
Une optimisation des processus de fabrication en déléguant les tâches répétitives ou prévisibles à une automatisation de tout.
La nouvelle vague d'innovations digitales qui va être au cœur de l'industrie 5.0 comprend notamment :
La connectivité globale sans fil
De la 5G et du Wi-Fi 6 à Bluetooth 5.0 et aux protocoles de réseau étendu à faible consommation (LPWAN) seront un élément clé de la nouvelle infrastructure
L'arrivée d'une communication ultra-fiable à faible latence (URLLC) avec une multitude d'améliorations en termes de mobilité, de consommation d'énergie et d'efficacité spectrale par rapport à la version actuelle.
Les capteurs
Les capteurs répartis tout au long du processus de fabrication créent des signaux qui permettent au jumeau de capturer des données opérationnelles et environnementales relatives au processus physique dans le monde réel.
Intelligence artificielle
L'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) dans toutes les industries manufacturières devrait croître à un taux annuel de 57,2 % au cours des cinq prochaines années, créant un marché d'une valeur de plus de 14,02 milliards d'euros d'ici 2026.
Les jumeaux numériques
Les jumeaux numériques peuvent créer des versions virtuelles d'installations, de processus et d'applications du monde réel. Ceux-ci peuvent ensuite être testés de manière robuste pour prendre des décisions décentralisées rentables. Ces copies virtuelles peuvent ensuite être créées dans le monde réel et liées, via l'Internet des objets, permettant aux systèmes cyber-physiques de communiquer et de coopérer entre eux et avec le personnel humain pour créer un processus d'échange de données et d'automatisation en temps réel pour l'industrie.
La consumérisation de tout
La consumérisation est le processus qui transforme les biens et services uniquement accessibles en B2B en biens accessibles par les consommateurs ou les communautés de consommateurs en utilisant les ruptures technologiques de l'électronique grand public
L'objet d'interaction est le point d'entrée vers un bot personnel, une IA capable de comprendre l'attente du consommateur et de déterminer la meilleure façon d'y répondre.
A cette fin, le bot personnel contactera via une place de marché un bot métier chargé de traduire la demande en réalité industrielle ou servicielle. Un dialecte universel interbot est une nécessité pour atteindre cet objectif.
Dans l'usine, les bots sont incarnés sous forme de robots, d'imprimantes 3D qui seront en charge de l'industrialisation, de la fabrication des objets. Une fois cette étape terminée, place à la chaîne logistique plus ou moins robotisées qui va délivrer l'objet en question ou le service à la personne là où la personne souhaite.
Les robots
Les solutions robotiques avancées comprenant des robots mobiles autonomes, des cobots et des robots en essaim, ainsi que le développement de logiciels robotiques sont également un élément majeur des tendances de l'industrie 4.0.
La réalité augmentée et virtuelle
Alors qu'en Réalité Augmentée (AR), l'utilisateur observe des objets virtuels qui complètent le monde réel, la Réalité Virtuelle (VR) plonge l'utilisateur dans un environnement purement virtuel.
La transformation des données en connaissances
Les domaines verticaux ont besoin de données appropriées et fiables pour tirer le meilleur parti de la connectivité omniprésente. Il est essentiel que les données soient suffisamment intelligentes pour fournir une utilisation efficace en termes de temps et de contenu dans le domaine vertical. Une approche efficace pour l'extraction des connaissances peut être à la fois distribuée et économe en énergie.
L'IoT
Une connectivité entre les humains et les robots, avec des objets clés de l'environnement industriel environnant et opérationnel sera au cœur de l'amélioration de la productivité, la qualité et la sécurité de l'usine.
Le LiFi
Le LiFi (ou Light Fidelity) est une technologie de communication sans fil basée sur l'utilisation de la lumière visible, contrairement au Wi-Fi qui occupe la bande de fréquence radio du spectre électromagnétique. Cette technologie présente de nombreux avantages : la lumière ne perturbe pas les fréquences radio, ce qui assure la compatibilité du LiFi avec les technologies radio (Wi-Fi, 3G, 4G, etc.).
Des nouveaux matériaux
Les innovations dans les sciences des matériaux sont au cœur de l'industrie 5.0 car les matériaux de nouvelle génération comme le graphène et les matériaux 2D, les nanoparticules de bisulfure de molybdène, les nanomatériaux et une gamme de matériaux intelligents, réactifs et légers permettent de nouvelles fonctionnalités et des performances améliorées dans l'industrie.
Les avantages de l'industrie 5.0
Les avantages de l'industrie 5.0 peuvent se résumer de la façon suivante
Amélioration de la qualité globale
Une maintenance pro-active
Compréhension de la configuration actuelle des équipements sur le terrain pour être en mesure d'assurer un service plus efficace
Détermination de manière proactive et plus précise les problèmes de garantie et de réclamation afin de réduire le coût global de la garantie et d'améliorer l' expérience client .
Réduction du temps de mise sur le marché d'un nouveau produit
Réduction du coût global de fabrication d'un nouveau produit
Meilleure compréhension des délais de livraison et de l' impact à l' approvisionnement chaîne d'approvisionnement
Des processus et des organisations plus flexibles, plus personnalisés, plus efficients, plus économiques, plus sûrs et responsables.
La nouvelle création de valeurs de l'industrie 5.0 va reposer sur les principes de conception suivants :
Une autonomie fondée sur une décentralisation de tout
Les équipements de production se comporteront comme des robots
Il ne doit pas y avoir d'intelligence centrale contrôlant l'ensemble des équipements individuels de manière totalitaire. Au contraire, chaque équipement est en quelque sorte autonome et indépendant, avec la capacité d'être interrogé et d'interagir avec d'autres objets du réseau lorsque nécessaire.
Produits en tant que service
Plutôt que de payer des frais initiaux importants pour posséder quelque chose, les utilisateurs finaux paient simplement pour le temps qu'ils l'utilisent.
Les équipements de production se comporteront comme des robots
Il ne doit pas y avoir d'intelligence centrale contrôlant l'ensemble des équipements individuels de manière totalitaire. Au contraire, chaque équipement est en quelque sorte autonome et indépendant, avec la capacité d'être interrogé et d'interagir avec d'autres objets du réseau lorsque nécessaire.
Plutôt que de payer des frais initiaux importants pour posséder quelque chose, les utilisateurs finaux paient simplement pour le temps qu'ils l'utilisent.
La durabilité et le recyclage des déchets
Les processus circulaires permettent la réutilisation, la réaffectation et le recyclage des ressources naturelles, réduisent les déchets et les dommages environnementaux.
Interopérabilité:
La capacité des CPS, des humains et des usines à se connecter et à communiquer entre eux via l'Internet des objets et l'Internet de la valeur.
Virtualisation:
La virtualisation de tout est le processus qui construit des couches d'abstraction capables de décrire un système matériel ou logiciel.
Une jumeau numérique est créé en reliant les données des capteurs avec des modèles d'usine virtuels et des modèles de simulation.
Décentralisation:
La décentralisation signifie la capacité des CPS des usines à prendre leurs propres décisions
Capacité en temps réel:
La capacité de collecter et d'analyser des données et de fournir immédiatement les informations dérivées. Ainsi, l'usine peut réagir à la panne d'une machine et réacheminer les produits vers une autre machine.
Orientation services:
Au lieu d'essayer de vendre un produit, l'objectif est de miser sur la génération de valeur au fil du temps.
Une réelle empathie avec ses clients en apprenant à les connaître, en les impliquant, en identifiant leurs besoins, leurs motivations et les résultats qu'ils cherchent à obtenir à travers le produit acheté.
On parlera de plus en plus de Produits as a Service.
Modularité:
Une adaptation flexible des usines en remplaçant ou en développant des modules en fonction des besoins, notamment des modification des caractéristiques du produit.
Des temps de latence très faibles.
La capacité des CPS, des humains et des usines à se connecter et à communiquer entre eux via l'Internet des objets et l'Internet de la valeur.
La virtualisation de tout est le processus qui construit des couches d'abstraction capables de décrire un système matériel ou logiciel.
Une jumeau numérique est créé en reliant les données des capteurs avec des modèles d'usine virtuels et des modèles de simulation.
La décentralisation signifie la capacité des CPS des usines à prendre leurs propres décisions
La capacité de collecter et d'analyser des données et de fournir immédiatement les informations dérivées. Ainsi, l'usine peut réagir à la panne d'une machine et réacheminer les produits vers une autre machine.
Au lieu d'essayer de vendre un produit, l'objectif est de miser sur la génération de valeur au fil du temps.
Une réelle empathie avec ses clients en apprenant à les connaître, en les impliquant, en identifiant leurs besoins, leurs motivations et les résultats qu'ils cherchent à obtenir à travers le produit acheté.
On parlera de plus en plus de Produits as a Service.
Une adaptation flexible des usines en remplaçant ou en développant des modules en fonction des besoins, notamment des modification des caractéristiques du produit.
