INDUSTRIE 4 .0 – L’USINE DU FUTUR

La quatrième révolution industrielle correspond à la généralisation des capteurs et agents intelligents permettant de connecter entre eux les machines, pièces, processus et opérateurs. On l’appelle l’usine digitale ou bien l’industrie 4.0. Elle suggère un système global de communication efficace entre les différents modules de la prise de commande jusqu’à la livraison. Le monde 4.0 fera interagir les produits, les machines et même les machines entre elles. Le produit fini, qui sera personnalisé, pourra également communiquer avec les machines dans sa phase de réalisation. On parle alors de Smart Product.

L’utilisation de capteurs communicants apporte à l’outil de production
– Capacité d’autodiagnostic
– Contrôle à distance
– Détection rapide des variations de production
– Anticipation des dysfonctionnements et une recherche plus rapide de correctifs
– Meilleure intégration dans le système productif global

Les objectifs sont
– Gain de temps
– Réduction des coûts
– Amélioration de la qualité
– Adaptation de l’outil productif au vieillissement de la population active
– Construction d’unités de production compétitives (relocalisation ?)

ENJEUX DE LA NUMÉRISATION DE L’USINE

Augmentation de la flexibilité de l’usine et personnalisation de la production
– Intervention directe des consommateurs et des différents partenaires dans le processus de production
– Modification de leurs caractéristiques en fonction des demandes ou des difficultés rencontrées par les fournisseurs : coordination des besoins et des disponibilités

De nouveaux outils logistiques
– Processus logistique capable d’échanger rapidement et en une seule fois les informations de l’entreprise productrice avec l’ensemble de ses prestataires (système RFID)

Des outils de simulation
Le recueil des données produites par les différents éléments de la chaîne de production permet la production d’une réplique virtuelle de cette chaîne qui présente plusieurs fonctions :
– Familiarisation des futurs ouvriers et techniciens avec des outils de travail et des procédures complexes
– Facilité des réparations et la maintenance pour des non-spécialistes.
– Simulation de procédés et crash-tests

Une usine économe en énergie et en matières premières
– Coordination des besoins et disponibilités de chaque élément du système de la façon la plus efficiente possible
– Nouveaux gains de productivité

Technologies utilisées
L’objectif est de transformer le « flot matériel » en « flot d’informations » pour rendre le processus de décision beaucoup plus rapide et flexible.
– Le Cloud Computing pour faciliter la gestion de l’informatique
– Le Big Data pour la gestion des millions de données émises et reçues
– Les réseaux sociaux pour renforcer le lien avec les clients
– L’imprimante 3D pour rapprocher les lieux de production des consommateurs finaux
– Les technologies RFID ou d’identification optique pour faciliter les échanges

Les différents composants d’une Smart Factory
– « Social Machines » capables de communiquer entre-elles, mais aussi de traiter l’information émanant des processus et des opérateurs
– « Global Facilities », places de marché mondiales interconnectées pour limiter au maximum les stocks (Build-to-Order)
– « Augmented Operators » équipés d’outils de communication pour interagir avec les autres membres de l’équipe, surveiller la chaine de production et repérer un défaut
– « Smart Products » qui évaluent leur niveau d’obsolescence et communiquent avec les autres acteurs
– « Virtual Production Units » permettant de virtualiser une production pour en affiner les étapes et optimiser la productivité avant même d’être mis en place.

EXEMPLES
– L’usine miniature présentée par le Centre de recherche allemand sur l’intelligence artificielle (DFKI) au Cebit de Hanovre en 2013
– Le projet « SecurePLUGandWORK » de l’Institut Fraunhofer d’optronique, technologie des systèmes et exploitation de l’imagerie (IOSB) de Karlsruhe.
– Le projet européen VALERI (Validation of advanced, collaborative robotics for industrial applications) vise à développer des robots pour l’industrie aéronautique.

ENJEUX POLITIQUES
L’Industrie 4.0 est un projet clé du gouvernement allemand qui encourage la révolution numérique des industries à l’horizon 2020.
L’idée a été reprise dans le rapport sur la transformation numérique de l’économie que Philippe Lemoine, président du Forum d’Action Modernités et de la Fondation Internet nouvelle génération, a remis en janvier à E. Macron, ministre de l’Economie, de l’Industrie et du Numérique.

ANTICIPER LES EMPLOIS DE DEMAIN
– Besoin d’individus dotés de compétences transversales, entre la mécanique et les technologies de l’information, et de bonnes qualités relationnelles.
– Révision des approches de l’organisation du travail novatrices (participatif ?) et généralisation l’apprentissage continu.

RESSOURCES POUR APPROFONDIR

L’observatoire FIVES propose un dossier très complet sur l’usine du futur dans l’industrie française :
http://dk8mx37zdr9bp.cloudfront.net/corporate/PublishPaper/cahier_observatoire_2/index.htm

Le Monde : http://www.lemonde.fr/economie/article/2014/11/14/la-france-doit-s-inspirer-du-projet-industrie-4-0-allemand_4523865_3234.html
Dossier payant de Industrie et technologie qui propose une infographie synthétique : http://www.industrie-techno.com/usines-intelligentes-la-quatrieme-revolution-industrielle.28373
Wikipedia: http://fr.wikipedia.org/wiki/Industrie_4.0
L’usine nouvelle : http://www.usinenouvelle.com/article/cebit-l-usine-4-0-se-construit-en-allemagne.N193123
L’Agefi : http://www.agefi.com/une/detail/archive/2013/march/artikel/allemagne-un-apercu-de-lusine-intelligente-que-le-gouvernement-veut-promouvoir-a-lhorizon-2020-est-propose-au-salon-cebit-de-hanovre.html
Challenges: http://www.challenges.fr/high-tech/20130305.CHA6937/demain-des-usines-pilotees-par-internet.html
Entreprise 2.0 : http://www.entreprise20.fr/2013/04/24/les-objets-connectes-et-agents-intelligents-amorcent-la-quatrieme-revolution-industrielle/
Bulletin électronique : États des lieux et des financements
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/72817.htm
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/75168.htm
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/75635.htm
GE : http://www.ge.com/docs/chapters/Industrial_Internet.pdf
Usine Digitale : http://www.usine-digitale.fr/article/l-usine-du-futur-du-plan-allemand-industrie-4-0-s-esquisse-au-cebit.N192937
L’Atelier : http://www.atelier.net/trends/articles/usine-digitale-tiendra-t-promesses_424457