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Industrie 4.0 : anticiper le monde industriel de demain

De la machine à vapeur aux systèmes de production cyber-physiques

L’industrie 4.0 tire son nom de la quatrième révolution industrielle, soit celle dont nous serions aux prémices. Pour rappel, la première révolution industrielle remonte au 18ème siècle, déclenchée par l’introduction d’installations de production mécaniques alimentées par l’eau et la vapeur. Suit au début du 20ème siècle la seconde révolution, amenée par l’introduction de la production de masse, sur la base de la division du travail et alimenté par l'énergie électrique. Vient enfin la troisième révolution industrielle, celle de l'électronique et des technologies de l'information, permettant une avancée dans l'automatisation de la production.

La quatrième révolution est liée à l’arrivée des systèmes de production cyber-physiques (c'est-à-dire combinant le matériel – moyens de production - et l’immatériel - logiciel), des objets connectés et du big data.

La connectique au cœur du système

Les aspects de connectivité, de réactivité et de dynamique, caractéristiques des systèmes cyber-physiques (ou CPS), sont au cœur du concept d’industrie 4.0, qui repose sur un nouveau type de chaine de production. Celle-ci va de la conception du produit à la fabrication, la distribution, le service client et jusqu’au recyclage, liant étroitement opérateurs, machines et données.

Ce nouveau mode de fonctionnement, où l’information en temps réel joue un rôle central, permet une coordination et une flexibilité beaucoup plus importante. Les machines peuvent par exemple adapter quasi-instantanément leur production d’après les corrections proposées par les systèmes de contrôle ou les évolutions de la demande. Des produits « sur mesure », en petite série, sont également beaucoup plus facilement réalisables, à moindres coûts.

Dans certains cas, l’objet produit reste lui-même connecté à cette chaîne d’information. C’est par exemple le cas des moteurs d’avions fabriqués par General Electrics. Grâce aux capteurs qui leurs sont intégrés, ceux-ci envoient directement à leur constructeur une foule d’information, liées notamment à leur maintenance. Au-delà des gains potentiels découlant d’une telle innovation, c’est surtout une révolution du modèle d’affaire liée à la commercialisation de la production qui est engendrée : le groupe ne vend plus seulement un produit, mais également les informations qui y sont liées, donc potentiellement un service sur le long terme.

La récolte massive de données, trop souvent absente de l’industrie traditionnelle, joue donc elle aussi un rôle central. La croissance exponentielle de ces données demande la mise en œuvre de moyens toujours plus important pour leur traitement et leur stockage. Des efforts qui payent, car la mise en réseau des systèmes et l’utilisation de ce « big data » permet d’accroître l’efficacité et de réduire les défauts au niveau de la production.

Pour prendre un exemple helvétique, une entreprise comme Tornos récolte l’intégralité des informations relatives aux paramètres numériques et physiques de ses machines lorsque celles-ci sont en phase de test. Tout est ensuite agrégé et corrélé, permettant la consultation des données en temps réel et sur un seul tableau.

La robotique, déjà l’un des facteurs centraux de la troisième révolution industrielle, sera également amenée à occuper une place centrale, avec des robots toujours plus intelligents et polyvalents, adaptés à un nombre de tâches toujours plus important. Il en va de même pour les opportunités générées en matière d’efficience, à une époque ou les coûts des matières premières et de l’énergie augmentent régulièrement.

Des opportunités aussi pour les PME

Au vu des exemples cités plus haut, on pourrait penser que l’arrivée du numérique dans l’industrie n’ouvre des portes qu’aux grandes entreprises. Ce n’est de loin pas le cas. Des solutions de connectivité à moindre coût existent déjà, en passant notamment par le cloud. Elles sont de plus en plus employées dans des domaines tels que celui du décolletage, où même des ateliers de taille modeste, travaillant exclusivement sur des petites séries, peuvent gagner à avoir en main tous les paramètres de leurs machines et de leur pièces.

Le jurassien stemys.io propose justement ce type de service, offrant une plateforme de connectivité et de gestion de matériel à distance accompagnée de solutions de visualisation des données adaptées aux petites PME comme aux poids lourds du secteur.

4.0 : L’avenir de l’industrie en Europe ?

Au même titre que l’industrie 4.0 offre de potentielles opportunités à l’industrie traditionnelle, elle représente également un certain nombre de défis. Des défis techniques tout d’abord, comme celui de la sécurité. Dans l’industrie connectée comme dans le monde de l’internet des objets, la mise en réseau représente autant de risques de hacking et de prises de contrôle non souhaitées.

Toujours sur le plan de la connectivité, la multiplicité des protocoles et la « guerre des standards » annoncée représentera certainement aussi un casse-tête pour de nombreuses entreprises. Enfin, le big data lui-même constituera assurément un challenge de poids, avec des volumes de données à traiter évoluant souvent de manière exponentielle.

Mais au-delà de ces aspects, la révolution numérique pourrait avant tout être pour le secteur secondaire européen une formidable opportunité de regagner sa place sur l’échiquier mondial.

En effet, au cours des dernières décennies, l’industrie européenne (à quelques exceptions près, Allemagne en tête) a perdu de nombreux marchés et de nombreux emplois industriels au profit de ses concurrents, et notamment des BRICS. A titre d’exemple, la création de richesse due à l’industrie en Europe à augmenté de 17% seulement sur les 20 dernières années, alors qu’elle explosait de 179% dans les pays émergents .

Cette désindustrialisation qui menace est problématique sur plusieurs plans : au-delà des emplois directs et indirects qu’elle représente, l’industrie est également l’un des principaux vecteurs d’innovation et de recherche. Elle est par ailleurs essentielle au maintien d’une balance commerciale équilibrée. Ainsi, au final, c’est la compétitivité même de l’économie européenne qui est en jeu.

Positivement ou négativement, l’arrivée de l’industrie 4.0 va redistribuer les cartes, comme l’a déjà fait l’arrivée du numérique dans d’autres secteurs. L’industrie européenne doit saisir cette opportunité pour rebondir.

La Suisse bien placée pour jouer les premiers rôles

Notre pays semble idéalement positionné pour tirer le meilleur parti de ces changements. Doté d’une industrie moderne et d’un secteur digital innovant, il ne connait pas les problèmes de désindustrialisation et de pertes d’emplois de certains de ses voisins. Il fait cependant face à nombre d’autres défis, à commencer par ceux liés au coût et à la disponibilité de la main d’œuvre.

Or, sur ce plan, l’industrie 4.0 peut représenter une réelle valeur ajoutée pour la Suisse. Le développement de l’imprimante 3D et les évolutions continues en matière de robotisation permettront d’être plus flexibles et moins dépendants d’une force de travail que notre pays a, pour des raisons bien différentes, du mal à former ou à recruter.

Parallèlement, l’arrivée du big data et son exploitation va permettre de voir émerger de nouveaux business models, intégrant la notion de service à la seule production, ce qui représente un atout potentiel non négligeable pour une industrie misant sur la haute valeur ajoutée.

Ces deux exemples, qui ne sont de loin pas isolés, montrent combien notre industrie peut gagner à préparer l’arrivée massive et annoncée du numérique. A l’inverse, dans d’autres secteurs tels que l’hôtellerie ou le transport, nombreux sont ceux qui payent aujourd’hui leur manque d’anticipation.

 

Philip Maguire, chargé de communication     

 

Sources:

Industry 4.0: The role of Switzerland within a European manufacturing revolution, Roland Berger Startegy Consultants
The internet of Things: Industry 4.0 vs the Industrial Internet, Krzysztof Bledowski

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