Avec une demande croissante de produits toujours plus uniques et personnalisés, le consommateur est plus que jamais impliqué dans les processus de création. L’industrie 4.0, portée par la quatrième révolution industrielle, nait de la convergence des technologies numériques, des moyens de fabrication conventionnelle (ce qu’on appelle un système cyber-physique) et de l’influence directe du consommateur sur les moyens de fabrication.

 Qu’est-ce que l’industrie 4.0 ?

L’industrie 4.0 est un système cyber-physique mettant en réseau :

  • d’un côté les capteurs, logiciels,  intercommunications et les nouvelles technologies du numérique (Cloud Computing industriel, cobotique, intelligence artificielle, Big Data),
  • de l’autre de nouveaux procédés et machines de fabrication (Impression 3D) ainsi qu’une nouvelle interface homme-machine basée sur la réalité virtuelle.

Elle débouche sur la création d’un Internet Industriel permettant un pilotage automatisé et en temps réel de la fabrication.   

L’objectif final est d’optimiser le processus de fabrication par différents axes :

  • Amélioration du rendement économique
  • Flexibilité et personnalisation
  • Sobriété énergétique
  • Minimisation de l’intervention humaine
  • Gestion automatique des pannes et anticipation des maintenances
  • Simulation et modélisation de la production

Industrie 4.0, quels bénéfices ?

Une usine plus flexible et une production plus personnalisée.

                            Composante majeure de l’industrie 4.0, l’Internet Industriel est un réseau interne relié à l’extérieur. Il permet la création de base de données en temps réel comprenant  l’ensemble des informations provenant des différents acteurs de la fabrication du produit (consommateur, sous-traitant, fournisseur, etc.). L’automatisation permet une modification du processus de fabrication en temps réel en prenant en compte la demande, le désir de personnalisation client et l’ensemble de informations provenant des datas récupérées par le réseau. Par exemple, l’analyse des données sur les comportements des consommateurs permet d’anticiper un futur pic de demande et ainsi adapter automatiquement la production à l’instant T afin de répondre un une demande client à T+1.

Optimisation des flux logistiques et de la gestion des stocks

                            L’unicité du réseau mettant en relation l’ensemble des sites logistiques rentrant en jeu dans le processus de fabrication permet une optimisation en temps réel du flux et des stocks. De plus l’automatisation du système permet une gestion rapide et autonome des problèmes d’approvisionnement pouvant venir de n’importe quel fournisseur. Les conséquences directs de l’industrie 4.0 est la fiabilisation et la fluidification de l’ensemble de la supply chain. Par exemple, un problème d’approvisionnement chez un fournisseur A peut être automatiquement compensé par une augmentation de la production chez un fournisseur B afin de limiter au maximum l’impact de l’incident sur la supply chain.

Simulation

              La simulation de l’ensemble de la supply chain, grâce aux données recueillies, permet la création d’une « usine virtuelle ». Cet outil offre les capacités de tester virtuellement des modifications sur la supply chain afin d’optimiser en amont le processus de fabrication et limiter l’influence de la mise en place de la modification sur le processus de fabrication réel. De plus, « l’usine virtuelle » permet de modéliser de A à Z une nouvelle supply chain. La simulation permet de débuter un nouveau processus de fabrication ou une nouvelle activité en ayant en amont optimisé son fonctionnement. Par conséquent, la supply chain est opérationnelle et optimisée dès sa mise en service. Par exemple, une usine possédant une ligne de production A et voulant créer une ligne B peut utiliser la simulation grâce aux data recueillies sur la ligne A afin de dimensionner en amont et de manière très précise la ligne B. 

Optimisation des ressources

              La gestion automatique de l’ensemble de la production permet une optimisation énergétique de l’ensemble de la « Chain ». La gestion précise des flux de transport permet de minimiser leur nombre. Connectée avec le réseau électrique, l’usine 4.0 permet d’adapter la cadence de fabrication aux variations de la demande en électricité ou à un pic de production.  Par exemple, on peut imaginer faire tourner une chaine de production au maximum lors d’un pic de production photovoltaïque ou de façon à lisser et exploiter à 100% les capacités du parc nucléaire.

Optimisation des gains

                 L’automatisation et l’optimisation de l’ensemble des processus de production permettent un gain de productivité général et une meilleure efficience économique. C’est l’essence même de chaque révolution industrielle : diminuer toujours plus les coûts de production tout en proposant le produit final le plus apte à conquérir un marché et à combler la demande du consommateur. Mais alors, quelles limites pour l’industrie 4.0 ?

Les limites de l’industrie 4.0

              La quatrième révolution industrielle questionne un peu plus la place de l’Homme dans nos usines. La disparition d’emplois peu qualifiés au profil d’automates connectés ne fait aujourd’hui plus débat. En revanche, le bilan global final de l’industrie 4.0 sur l’emploi est nettement plus nuancé. L’avènement du numérique dans nos usines réinvente les emplois de demain : cybernéticien, ingénieur en conception additive, technicien de maintenance prédictive ou encore coach de robot et pilote d’intelligence artificielle, sont autant de profils amenés à se développer rapidement pour gérer à la fois les nouveaux procédés technologiques qui franchissent les portes des usines ainsi que la quantité colossale de données dégagées par le système. Ces emplois, tous qualifiés, demanderont de nouvelles compétences. Il est aujourd’hui nécessaire de mettre en place une politique scolaire afin de préparer nos étudiants aux métiers de demain. Au final, personne ne peut réellement affirmer quelles seront les réelles conséquences socio-économiques de l’industrie 4.0 tant les variables à prendre en compte pour avoir un vison globale du problème sont nombreuses et complexes.

Arts et Métiers et Industrie 4.0

L’industrie 4.0 trouve déjà une place importante dans l’enseignement aux Arts et Métiers. La formation dispensée s’appuie sur le désir des industriels de décider comment et quand intégrer les nouvelles technologies dans leurs entreprises. L’école des Arts et Métiers est membre fondateur de la communauté FactoryLab. Issue d’une initiative portée par l’Alliance Industrie du Futur, FactoryLab répond à des problèmes partagés par les industriels et illustrés par des cas d’usages autour des trois axes suivants : l’usine digitale flexible, l’automatisation de la fabrication et son contrôle et enfin, les assistances physiques et cognitives aux opérateurs.

De plus, dans le cadre de leur cursus, chaque élève du programme « Grande Ecole » reçoit les clefs afin de répondre aux problématiques de « l’usine du futur ».

Tous les élèves exécutant les missions confiées par L’Arts et Métiers Junior Entreprise peuvent se rendre sur le campus afin de bénéficier de toutes les possessions matérielles et logicielles de l’école. Le but étant de pouvoir mener à bien une étude en utilisant l’ensemble des compétences acquise durant leur cursus scolaire « Grande Ecole » aux Arts et Métiers.

Conclusion :

              L’industrie 4.0 va petit à petit se généraliser dans le paysage industriel français. Ses performances et ses avantages tendent à en faire un élément incontournable de « l’usine du futur». La France a aujourd’hui les moyens techniques et humains pour devenir un leader du secteur. Reste à mettre en place une politique nationale industrielle ambitieuse avec une vision à long terme.

Léo Eschapasse, Vice-Président AMJE Aix-en-Provence

Avec la participation de Erwan Brau, Développeur Commercial

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