La transformation numérique a apporté dans sa besace de nombreux changements dans divers secteurs. Celui de la fabrication n’y a pas échappé. L’un des concepts clés qui a émergé est celui de la fabrication intelligente, également connue sous le nom de smart manufacturing. Le temps d’un article, attardons-nous sur ce concept. Nous vous proposons une définition et un bref retour en arrière pour connaitre ses origines. Dévoilons bien sûr ses principes fondamentaux et ses avantages. Enfin, creusons un peu plus afin de comprendre la nuance entre la notion d’Industrie 4.0 et la fabrication intelligente.
Qu’est-ce que la fabrication intelligente ?
La fabrication intelligente est tout simplement la traduction de l’expression smart manufacturing, très utilisée aux États-Unis notamment. Industrie 4.0 est une des expressions sous laquelle la fabrication intelligente est aussi connue. Elle désigne l’utilisation des technologies numériques avancées pour améliorer l’efficacité, la flexibilité et la productivité des processus de fabrication. Elle intègre des éléments tels que l’internet des objets (IdO), l’intelligence artificielle, l’analyse des données, l’automatisation, la robotique et la connectivité pour créer un environnement de production plus agile et efficient.
Le Smart Manufacturing Leadership Consortium en donne la définition suivante : « la capacité de résoudre les problèmes actuels et futurs grâce à une infrastructure ouverte qui permet de mettre en œuvre des solutions à la vitesse de l’entreprise tout en créant une valeur ajoutée. »
Le terme lui-même de fabrication intelligente est relativement récent ; il a été introduit pour la première fois en 2011 par le gouvernement allemand dans le cadre de sa stratégie de haute technologie. Mais les principes et les technologies qui la sous-tendent sont apparus il y a déjà quelques décennies. L’automatisation des processus de fabrication a commencé dès l’introduction des machines à commande numérique dans les années 1950 et 1960.
Au fil des décennies, des progrès supplémentaires ont été réalisés dans les domaines de la robotique industrielle, de la gestion de la chaîne d’approvisionnement, de la collecte de données en temps réel et de l’analyse des données. Le concept de fabrication intelligente a ensuite atteint son apogée avec l’avènement de l’Internet des objets, qui favorise la connectivité entre les machines et les systèmes, ainsi qu’avec les avancées de l’IA et de l’apprentissage automatique, qui ont amélioré les capacités de traitement et d’analyse des données.
Les principes fondamentaux de la fabrication intelligente
On en relève 4 principaux :
1. La connectivité : la fabrication intelligente repose sur une infrastructure de communication robuste qui permet la connexion de différents équipements, machines et systèmes. Cela facilite la collecte de données en temps réel et favorise la collaboration entre les acteurs impliqués.
2. La collecte et l’analyse des données : le smart manufacturing utilise des capteurs pour collecter des informations tout au long du processus de production. Elles sont ensuite analysées à l’aide de techniques d’intelligence artificielle et d’analyse avancée pour prendre des décisions éclairées et optimiser les performances.
3. L’automatisation et la robotique : les technologies de fabrication intelligente automatisent les tâches répétitives et les processus de production dans le but d’accroître l’efficacité, la précision et la vitesse des opérations.
4. La flexibilité et la personnalisation : la fabrication intelligente est capable d’adapter facilement la production en fonction des demandes changeantes du marché. Elle facilite la personnalisation des produits et la production en petites séries, répondant ainsi aux besoins des clients de manière plus agile.
Les avantages du smart manufacturing
La fabrication intelligente offre de nombreux avantages pour les entreprises manufacturières. Retenons les principaux :
- L’amélioration de l’efficacité et de la productivité grâce à une utilisation optimisée des ressources. Les machines sont autonomes et génèrent une grande quantité de données qui sont analysées en temps réel.
- La réduction des coûts de production évite les gaspillages et les inefficacités et favorise la précision des prévisions.
- L’amélioration de la qualité des produits grâce à un contrôle et une surveillance plus précis des processus.
- La réduction des temps d’arrêt et des temps de cycle grâce à une maintenance prédictive et à une gestion proactive des équipements. Les coûts opérationnels sont ainsi largement diminués.
- L’augmentation de la flexibilité et de la réactivité pour répondre rapidement aux demandes du marché. Avec la fabrication intelligente, c’est la satisfaction client qui est en jeu (et l’enjeu aussi !).
Les technologies de la fabrication intelligente
Pas de fabrication intelligente sans technologies, vous vous en doutez bien (et en plus on l’a mentionné rapidement plus haut) !
Ce concept intègre en effet plusieurs technologies avancées pour améliorer les processus de production et la performance des systèmes industriels. Voici sans trop rentrer dans les détails quelques-unes de ces technologies :
- L’Internet des objets (IdO) : rencontré davantage sous son expression anglaise Internet of Things (IoT), cette techno consiste à connecter des objets physiques à Internet afin de collecter et d’échanger des données. Dans notre contexte précis de fabrication intelligente, elle joue un rôle majeur en connectant des machines, des capteurs et des dispositifs qui surveillent et contrôlent les processus de production en temps réel.
- L’Intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique (en anglais Machine Learning) : tous deux sont des technologies clés pour la fabrication intelligente. Elles aident les machines à apprendre à partir des données, à analyser des modèles complexes, à prendre des décisions autonomes et à optimiser les processus de fabrication.
- L’automatisation et la robotique : les robots industriels peuvent effectuer des tâches répétitives, complexes ou dangereuses avec précision et efficacité. L’automatisation améliore donc la productivité, la qualité et la sécurité des opérations de fabrication.
- La réalité augmentée est utilisée dans la fabrication intelligente pour améliorer les processus de formation, de maintenance et d’assemblage. Les travailleurs peuvent ainsi visualiser des informations numériques en temps réel, telles que des instructions de montage ou des données de diagnostic, superposées à leur environnement réel.
- Le cloud computing offre une infrastructure évolutive pour stocker, traiter et analyser de grandes quantités de données générées par les systèmes de fabrication intelligente. Il offre également un accès sécurisé aux informations et aux applications de fabrication depuis n’importe quel endroit et à tout moment. La donnée est si massive qu’on parle de Data Lakehouses.
Quelle est la différence entre smart manufacturing et industrie 4.0 ?
Avant de conclure cet article, il est intéressant de nuancer les concepts d’Industrie 4.0 et de smart manufacturing. Si ce sont des termes étroitement liés, et donc employés un peu de façon galvaudés, ils ont des nuances légèrement différentes. On vient de s’étendre sur la fabrication intelligente, voyons uniquement et brièvement l’industrie 4.0.
- L’industrie 4.0 est un concept plus large qui englobe l’ensemble de la transformation numérique des processus de fabrication. Elle met l’accent sur l’utilisation de technologies avancées, telles que l’Internet des objets (IdO), l’intelligence artificielle (IA) et l’automatisation, pour créer des usines intelligentes et connectées.
- L’industrie 4.0 se concentre sur l’interconnexion des machines, des systèmes et des acteurs. Une communication en temps réel et l’échange d’informations devient alors possible pour améliorer l’efficacité et la prise de décision.
- L’industrie 4.0 vise à créer une chaîne de valeur numérique intégrée, de la conception du produit à sa production, en passant par la logistique et les services. Elle utilise aussi des technologies telles que la réalité virtuelle (RV) et augmentée (RA), le cloud computing et l’analyse de données.
Retenez que l’industrie 4.0 est un large concept qui englobe la transformation numérique de l’ensemble de la chaîne de valeur, tandis que la smart manufacturing se concentre spécifiquement sur l’optimisation des processus de fabrication avec l’emploi de technologies avancées. La smart manufacturing peut être considérée comme une composante de l’industrie 4.0, en contribuant à la réalisation d’usines intelligentes et connectées.
La fabrication intelligente est une approche révolutionnaire qui permet aux entreprises industrielles de tirer parti des technologies numériques pour améliorer leur efficacité et leur compétitivité. En adoptant ses principes, les entreprises optimisent leurs processus de production, réduisent les coûts et fabriquent des produits de meilleure qualité, contribuant ainsi à façonner l’avenir de l’industrie manufacturière et à rester hautement compétitive.
