Qu’est-ce qui rend une usine intelligente ?

Le smart manufacturing est une étape naturelle de la « convergence numérique » déjà en cours entre d’une part les technologies de l’information (IT) et d’autre part les technologies opérationnelles (OT). (Lire notre article sur l’IT et l’OT) Elle se distingue par quatre caractéristiques essentielles.

L’usine intelligente est connectée et orientée données

La smart factory ou usine intelligente s’appuie sur les données et la connectivité IIoT pour faciliter l’adaptation et le contrôle, sur l’ensemble des sites, de tous les aspects des opérations en temps quasi réel et avec une automatisation quasi totale.

L’IoT et l’investissement numérique jettent les bases d’une exploitation, d’une maintenance et d’une innovation proactives pour une usine qui « pense et réagit par elle-même ». Adossés à une informatique et une connectivité en temps réel fiables, les machines équipées de capteurs et les systèmes ouverts et interopérables tissent un véritable réseau de machines et de systèmes dans tous les compartiments de la smart factory. L’ensemble des produits, matières premières, équipements et systèmes de contrôle disposent d’un potentiel suffisant pour collecter et partager des données. Ces données peuvent être analysées dans leur contexte et en temps réel en vue de livrer aux travailleurs des informations exploitables sur l’état des machines, les processus et l’output.

Dans tous les compartiments de l’usine, la sécurité de bout en bout, tant sur le plan matériel que logiciel, contribue à réduire les vulnérabilités au fur et à mesure que le nombre de machines connectées augmente.

Grâce au développement de produits fondé sur près de 40 années d’expérience dans les technologies opérationnelles (OT) et les technologies de l’information (IT), Advantech a toutes les cartes maîtresses en main pour relever les défis de la convergence OT/IT – le facteur clé d’une migration réussie des « îlots d’automatisation » d’hier vers la « smart factory » de demain.

Un « Système de systèmes » autonome et autogéré

L’usine fonctionne comme un réseau de systèmes individuels mais interconnectés, chacun affichant un haut degré de flexibilité, d’efficacité et d’autonomie.

À terme, les usines de l’avenir se caractériseront comme un vaste système comprenant des centaines de petits sous-systèmes opérants indépendamment les uns des autres, mais tournés vers le même but. Depuis la production et la maintenance jusqu’à la chaîne d’approvisionnement et la sécurité, chaque système et sous-système utilisera l’I.A., la vision industrielle (« machine vision »), l’apprentissage approfondi (deep learning) et l’analyse de  données au niveau périphérique (edge analytics) pour contrôler et communiquer avec tout ce que renferment les ateliers de l’usine.

Cet environnement de communication M2M (machine to machine) améliore l’efficacité opérationnelle tout en réduisant les temps d’arrêt non programmés. La production devient si réactive aux demandes personnalisées et aux variantes de matériaux que l’usine fonctionne essentiellement selon le principe des « economies of one » (production à l’unité) afin de concurrencer les économies d’échelle d’aujourd’hui.

Les équipements d’autosurveillance dotés de capteurs tels que le capteur de vibrations intelligent LoRaWAN d’Advantech (WISE-2410) sont capables de détecter les baisses de qualité éventuelles dues à la dégradation puis de programmer eux-mêmes la prochaine échéance de maintenance. Afin d’offrir la flexibilité requise pour répondre à une demande en constante évolution, les matériaux suivent le chemin le plus efficace et les charges de travail sont consolidées au niveau de toutes les couches de l’architecture. L’orchestration des applications et des services réalisés sur du matériel ouvert mais sécurisé permet d’agréger et de contrôler les données afin de délivrer de nouveaux niveaux de performance.

Vous souhaitez en savoir plus sur le WISE-2410 ? Découvrez le en Vidéo :

Un HUB collaboratif homme-machine

La smart factory met l’accent sur les activités collaboratives entre les humains, les machines et les systèmes de production – et ce, dans l’ensemble de l’écosystème de fabrication.

La collaboration entre les machines et les humains permet aux collaborateurs de travailler de manière plus sûre tout en leur donnant les moyens d’apporter des réponses plus rapides, plus évoluées et plus innovantes aux attentes des entreprises. La smart factory réduit la présence des humains en atelier : en contrepartie, les travailleurs sont aidés par des robots collaboratifs (« co-bots ») pour l’exécution des tâches complexes, tandis que les gestes répétitifs et préjudiciables à la santé sont confiés à des robots.

Les travailleurs utilisent la réalité augmentée et la visualisation de données pour superposer des informations utiles concernant la production, la maintenance et l’état des produits. Une culture numérique à l’échelle de l’entreprise encourage l’utilisation des données pour les tâches de travail quotidiennes, et offre ainsi aux collaborateurs une grande liberté en matière de créativité afin de résoudre les problèmes et de soutenir le succès de l’entreprise. Les technologies de pointe, les environnements de travail plus sûrs et les rôles mieux adaptés à la jeune génération permettent d’attirer une main-d’œuvre plus jeune.

« Ce qui me surprend le plus, c’est que les entreprises ne perçoivent pas l’imminence de la « disruption » que l’intégration des données et l’IdO engendrent dans tous les secteurs de l’industrie. Les fabricants, grands ou petits, ne sont en aucun cas à l’abri de cette disruption ».

– Greg Corlis, Managing Director, Advisory & Global IoT Leader, KPMG États-Unis

Autonomie et auto-adaptation

Par son autonomie et sa capacité d’auto-adaptation, la smart factory permet aux fabricants d’étendre les applications et la valeur de l’IIoT en vue d’accompagner l’évolution des stratégies entrepreneuriales.

Au fil du temps, la smart factory devient de plus en plus intelligente et autonome ; elle s’appuie pour cela sur les données afin d’optimiser l’allocation des ressources et de transformer toute l’activité de l’entreprise. À l’heure où un nombre croissant de machines et de systèmes se retrouvent étroitement connectés les uns aux autres, la fabrication évolue vers un modèle d’usine intelligente où l’OT et l’IT convergent et s’invitent dans les décisions stratégiques de l’entreprise.

L’I.A. et le deep learning génèrent des modèles numériques de plus en plus détaillés, précis et pertinents pour les équipements et les processus, favorisant ainsi une prise de décision et une planification davantage axées sur les données. Les appareils réagissent aux événements avec un niveau cognitif beaucoup plus élevé et acquièrent de l’intelligence au fil du temps. Les contrôles de la production deviennent autonomes et de nouvelles approches entrepreneuriales émergent.

Grâce aux enseignements tirés des données et aux capacités d’automatisation offertes par ces dernières, les principaux moteurs de l’industrie manufacturière ont grandement évolué, ajoutant à l’efficacité de la fabrication et de la qualité des produits – jadis les principaux objectifs – la flexibilité de la production. Dans cet environnement en constante mutation, l’usine et ses systèmes ne cessent de gagner en intelligence et en connaissance de soi, de même qu’en autonomie et en capacité d’autogestion. Enfin, l’usine et ses systèmes se révèlent de plus en plus coopératifs et « auto distributeurs » avec des systèmes externes.

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