L'industrie 4.0 mise en pratique

Le 01/06/2014 à 14:00  
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ue se passe-t-il quand vous réunissez dans une même pièce M+W Q ProcessAutomation, un spécialiste des automatismes industriels, la filiale allemande d'IBM, un contrôleur Siemens (Simatic S7 PLC), un robot Fanuc, un système de RFID Balluff et des logiciels édités par SAP ? Vous obtenez une démonstration de ce à quoi pourraient bien ressembler les chaînes de fabrication de demain. À l'occasion de la foire de Hanovre, du 7 au 11 avril 2014, M+W ProcessAutomation et IBM ont réussi à interconnecter tous ces équipements en utilisant les bus de communication IBM Integration Bus et Profibus, puis en les reliant au Progiciel de gestion intégré de SAP. L'objectif était de faciliter la transmission automatique des ordres de production depuis le progiciel de gestion SAP, mais aussi l'analyse en temps réel de chaque tâche et l'envoi d'alertes en cas d'anomalie…

Analyse des données de production

Dans le même esprit –et c'est bien le signe que les géants du secteur sont déjà en train de composer leurs équipes pour s'octroyer une part du gâteau le moment venu–, un autre trio de choc a profité du même événement pour présenter sa vision de l' open integrated factory , autrement dit de l'usine intégrée et ouverte. Il réunissait l'éditeur SAP, le spécialiste des équipements de mesure et de sécurité Elster Kromschröder, et le fabricant de composants industriels Festo. Ensemble, ils ont fait la démonstration d'une usine où les commandes seraient enregistrées dans un progiciel de gestion SAP,avant de générer des consignes de production exécutées par SAP Manufacturing, puis de coordonner tous les équipements pour qu'ils soient bien disponibles et prêts à l'instantT.

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Mais dans l'industrie, où les cyclesderenou-vellement des machines restent longs, les exemples de ce type ne sont pas encore légions. « Nous avons coutume de dire que nous n'en sommes encore qu'au stade de l'industrie 3.8 », plaisanteVincent Jauneau, directeur du secteur Industry de Siemens France, avant de préciser toutefois qu' « un certain nombre de briques se mettent en place ». On peut citer notamment l'exemple du groupe allemand Harting, spécialiste des connecteurs industriels, qui a déjà conçu une Smart Factory permettant d'équiper des containers avec des puces RFID et des capteurs de température détaillant respectivement les étapes à accomplir par la machine et les seuils de température à ne pas dépasser…

Les objets connectés offrent un panel d'évaluation permanent aux opérateurs de ces objets. ” Cédric Hutchings, directeur général et cofondateur de Withings

Festo, SAP et Elster Kromschröder présentent ensemble le prototype d'une ligne intégrée, ouverte et communicante, sur la foire de Hanovre.

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Les progrès sont particulièrement évidents dans l'analyse des données remontant des machines et permettant de mieux orchestrer les processus. Entre autres exemples, Parexlanko, spécialiste français des mortiers industriels, s'est équipé de la solution d'analyse des données Qlikview (de l'éditeur suédois Qlik), afin de sonder toutes les informations émanant de son progiciel de gestion (JD Edwards) et des systèmes de production de ses six usines. Bilan ? L'entreprise se félicite de sa capacité à mieux optimiser ses approvisionnements, en fonction des « rythmes de consommation des matières premières » sur chaque poste de production…

Développement de nouveaux services 4.0

C'est aussi pour optimiser la gestion des stocks et des approvisionnements que Faurecia, sixième plus gros équipementier automobile,a décidé en 2013 d'investir dans la plateforme d'analyse In-Memory HANA, éditée par SAP et connue pour sa capacité à gérer de très gros volumes de données. Ce qui lui permet aujourd'hui, dixit SAP, de « calculer [ses] plans de production et d'approvisionnement ainsi que [ses] MRP [planification des ressources de production] en quelques minutes seulement », à partir de ses propres stocks et des plans d'approvisionnement de ses clients (il lui fallait précédemment jusqu'à vingtdeux heures pour réaliser cette même tâche).

« Un panel d'évaluation permanent »

«Tout le monde parle des impacts que vont avoir les objets connectés en termes de consommation», lance Cédric Hutchings, directeur général de Withings, l'un des pionniers français des objets communicants, à l'origine du premier pèse-personne connecté. «Mais on s'intéresse beaucoup moins à leurs effets sur les métiers industriels et sur les chaînes de fabrication», s'empresse-t-il d'ajouter. On a tort. Et pour plusieurs raisons. La première est que l'émergence des chaînes de fabrication connectées permet à de relativement petits acteurs, comme Withings, «d'avoir très rapidement une portée internationale», explique-t-il. «Tout simplement parce qu'une partie importante de l'objet peut être personnalisée sur le terrain, par un logiciel qui n'est installé qu'une fois que le produit est commercialisé et installé dans un pays donné.» Ce qui permet, précise-t-il, «d'adapter très facilement le produit aux réglementations locales». Au Japon, par exemple, un pèse-personne ne doit afficher que le système métrique. «Il suffit d'adapter le logiciel en conséquence, tandis que nous aurions dû auparavant, dans une chaîne de fabrication non-connectée, concevoir une nouvelle version du produit sans le bouton permettant d'afficher le poids en livres». Pour ce spécialiste, les objets connectés ont surtout pour avantage « d'accélérer la boucle de retour sur l'impact du produit sur le terrain », en offrant un panel d'évaluation permanent aux opérateurs de ces objets. «Il nous est déjà arrivé de constater qu'une nouvelle version du logiciel accélérait les courbes de consommation de la batterie. Nous avons immédiatement effectué une mise à jour pour remédier au problème», poursuit-il. Enfin, l'enregistrement du chemin complet du produit dans une base de données, permet à Withings de «détecter des épidémies, par exemple l'utilisation d'un mauvais composant sur un lot…» Et donc de procéder au plus vite aux ajustements sur les chaînes de fabrication des sous-traitants…

Les fabricants d'objets connectés sont quant àeux particulièrement enclins àdévelopper leurs offres de services et de maintenance prédictiveàpartir de l'analyse des données collectées. «Lesuivi des données enregistrées par les capteurs de température nous aide àidenti-fier un capteur présentant une anomalie, qui passe par exemple de 20 à15° en cinq minutes et doit donc être remplacé », témoigne Aymeric Barthes, cofondateur de Naïo Technologies, une entreprise française opérant dans l'« agrobotique » (elle fabrique des robots autonomes de désherbage,des boîtiers communicants pour se renseigner à distance sur les conditions météorologiques sur une surface cultivée…).

Avec sa Smart Factory, Harting décrit sur la puce RFID les étapes àaccomplir par une machine. Des alarmes se déclenchent dès lors que la machine n'est pas en mesure de suivre le processus.

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Avec son offreWorkSight,Deere&Company (John Deere) va plus loin. Désormais connectés au Webmobile,les équipements de travail de la terre qui sortent des usines du groupe sont en mesurederemonter en temps réel des données delocalisation et d'utilisation qui sont agrégées dans des tableaux de bord. Premier bénéfice pour le constructeur: «les rapports JDLink et les recommandations aux clients permettent l'analyse de l'utilisation des machines,deladisponi-bilité et de la charge moyenne du moteur », indique John Deere sur son site Internet. Deuxième avantage: il apurenforcer sa capacité de diagnostic et de maintenance proactiveetn'hésite plus àenvoyer,par l'intermédiairedeses concessionnaires, un technicien réparer une machine avant même que le problème n'ait été remarqué ou signalé par un conducteur.

Un robot sensitif

Le LBR iiwa (intelligent industrial work assistant)pourrait bien modifier en profondeur la façon dont collaborent les hommes et les robots dans les usines. Selon Kuka, son concepteur, ce robot sept axes très léger aeneffet «été conçu pour reproduire la physionomie du bras humain» et bénéficie, grâce àses capteurs, d'une sensibilité suffisante pour réaliser des assemblages délicats. Il peut être programmé par démonstration (il reproduit alors «lemouvement que l'opérateur lui afait réaliser pendant la phase d'apprentissage») et peut en toute sécurité travailler aux côtés d'êtres humains. En se chargeant par exemple «detâches de travail ne pouvant pas être automatisées jusqu'alors et ayant une ergonomie défavorable pour le travail manuel»...