En atteignant le cap des mille milliards de dollars en 2022¹, le marché mondial de l’Internet des objets (IoT) a pratiquement doublé de taille en un an. Étonnamment, ce n’est pourtant pas la technologie ni même les services basés sur le web qui débouchent sur l’adoption de la technologie connectée. En effet, d’après une étude menée par HFS Research, le taux d’adoption est le plus élevé dans l’industrie manufacturière, où 85 % des entreprises interrogées de ce secteur ont déjà franchi le pas.

Ce secteur a au fil du temps su tirer parti des avantages que présente l’IoT en mettant en œuvre des améliorations fonctionnelles autonomes telles que l’optimisation de la capacité de production et l’augmentation des données collectées en vue d’améliorer la compréhension des opérations. Mais, à mesure que l’industrie manufacturière adopte une approche plus holistique de l’intégration des technologies opérationnelles (OT) à l’infrastructure IT pour créer l’usine intelligente, les fabricants peuvent réaliser tous les avantages que présente cet Internet des objets industriel (IIoT) pour l’avenir de leur industrie.

En dépit de quelques défis résiduels, l’IIoT ouvre plusieurs pistes vers la concrétisation de l’usine intelligente. Cependant, et avant d’explorer ces pistes plus avant, il est intéressant de passer en revue les caractéristiques qui différencient une usine intelligente d’une usine traditionnelle.

Caractéristiques d’une usine intelligente

L’usine intelligente se distingue avant tout par la confluence d’informations numériques et d’actifs physiques, dont le but est d’en augmenter la capacité de production. Ces systèmes cyber-physiques (CPS) intègrent des capteurs supplémentaires et automatisent les contrôles dans les processus de fabrication, ce qui donne lieu à trois caractéristiques importantes: la connectivité des actifs, la visibilité sur les performances/tendances et l’autonomie des opérateurs.

Des outils numériques et physiques intégrés relient les opérateurs à l’équipement. Cette connexion permet d’afficher en temps réel sur un moniteur une image dématérialisée de l’état de l’équipement. En enrichissant les informations sur le déroulement du processus en cours d’exploitation, les opérateurs peuvent suivre les processus de plus près tout en passant moins de temps à surveiller le fonctionnement des machines et gagnent ainsi en autonomie.

Une autre spécificité de l’usine intelligente réside dans la collecte de données et l’analyse dont les ingénieurs ont besoin pour décoder le fonctionnement des processus. De plus, traiter et héberger un volume plus conséquent de données nécessite de disposer de serveurs sur site ou dématérialisés, ce dont les anciennes infrastructures n’avaient pas besoin.

Les avantages de l’usine intelligente

Si l’IIoT a déjà séduit 85 % des acteurs de l’industrie manufacturière, c’est avant tout en raison des nombreux avantages de cette technologie. La première couche est constituée par les gains historiques que les fabricants réalisent en utilisant l’IA et l’apprentissage automatique (machine learning) dans le cadre de leur processus:

• Amélioration du contrôle des stocks – l’enregistrement d’informations dans le flux de production permet de bénéficier à la fois d’une réduction des stocks (historiquement, un indicateur clé de performance (KPI) prioritaire) et d’une plus grande résilience/disponibilité des composants (un inconvénient connu de la production à flux tendus, JIT). L’analytique peut optimiser l’équilibre tout en réduisant les risques liés à l’approvisionnement. Cette amélioration permet de réduire les coûts de gestion des commandes et de manutention.

• Diminution des coûts de production grâce à une meilleure efficacité globale des équipements (OEE) – grâce aux données collectées et à l’IA, l’usine intelligente adapte le flux de production pour optimiser le temps de fonctionnement, identifier des modèles et prévoir les variations de la demande. Cette approche optimise également les actifs pour améliorer la production et l’efficacité énergétique.

• Amélioration de la qualité et réduction du gaspillage – la collecte de données importantes pendant la production permet aux opérateurs de se faire une bonne idée du cycle de vie des équipements de façon à pouvoir dégager des tendances concernant l’usure des outils et prévoir le prochain point de défaillance (probable). De plus, la maintenance prédictive nécessite des temps d’arrêt plus courts et permet de réduire les coûts de réparation. Résultat: un avantage non négligeable en matière de taux d’exécution et de réduction du gaspillage dans les processus par le biais d’initiatives LEAN.

Fort de ces trois améliorations concrètes, l’IIoT renforce l’usine intelligente en favorisant la décentralisation. Lors des récentes turbulences qui ont frappé la chaîne d’approvisionnement mondiale, les entreprises se sont tournées vers un modèle plus intégré verticalement afin de réduire le temps de qualification des fournisseurs et de mieux contrôler la qualité et la livraison des composants. Alors que de plus en plus d’entreprises déploient des outils IIoT en aval de la chaîne d’approvisionnement, le fait qu’un fournisseur ait ses actifs connectés à un réseau partagé peut représenter des avantages pour une usine intelligente sans intégration verticale.

Ce faisant, le fournisseur s’ouvre de nouvelles perspectives de collaboration avec d’autres entreprises en permettant à de nouveaux partenaires d’appréhender eux-mêmes les capacités des processus, sans audits de qualité ou d’examens de processus chronophages. L’intégration accrue de l’IIoT à tous les échelons de l’industrie manufacturière facilite également la création de normes industrielles qui garantissent aux entreprises qu’un nouveau partenaire a adopté correctement les nouvelles capacités.

L’IIoT aide également les entreprises à créer de nouveaux flux commerciaux, tels que des offres et des produits plus personnalisés ou des solutions de fabrication en tant que service (MaaS). L’augmentation de la collecte de données et de l’analytique permettra d’améliorer la qualité grâce à une amélioration continue à tous les niveaux du processus de fabrication, quelle que soit l’application.

Enfin, l’intégration de solutions informatiques (IT) aux technologies opérationnelles (OT) rationalise le développement de produits ou les initiatives d’amélioration ou de dépannage des processus en exploitant des simulations virtuelles pour accélérer les changements itératifs avant d’agir sur une pièce physique.

Les défis de l’usine intelligente

En dépit des nombreux avantages de l’usine intelligente s’appuyant sur l’IIoT, plusieurs défis attendent toutefois les entreprises.

Le premier est le coût initial de l’ajout d’outils de collecte de données et de traitement numérique. Cependant, comme nous l’avons mentionné, ces améliorations peuvent entraîner des réductions de coûts dans d’autres pans de la chaîne de fabrication et d’approvisionnement, de sorte que l’analyse de rentabilité doit tenir compte de l’impact total de l’investissement, y compris la modularisation des outils de collecte et de traitement des données, ainsi que la réduction des stocks et des temps d’immobilisation.

Un autre défi réside dans l’intégration de la nouvelle technologie à l’infrastructure existante. Si mettre en place une nouvelle architecture intégrée semble plus aisé, ce n’est pas forcément la solution la plus pratique. La modernisation (rétrofit) d’une usine avec des outils IIoT doit tenir compte d’éléments non négociables comme la connectivité, la résilience du réseau et la cybersécurité. Chacun de ces aspects est tant d’autant plus essentiel qu’une usine connectée ne peut s’en dispenser.

Enfin, il importe d’ajouter ou de contractualiser les ensembles de compétences pour déployer la technologie de manière appropriée, y compris la projection des augmentations de l’utilisation du réseau et de la capacité de traitement des données.

Conclusion

Alors que les entreprises doivent toujours relever des défis lors de l’introduction d’un changement disruptif au sein d’un secteur, la fabrication industrielle sprinte vers l’industrie 4.0 à la faveur de l’adoption quasi universelle de l’IIoT. Par conséquent, les fabricants peuvent optimiser leurs stocks, réduire leurs coûts d’exploitation et renforcer leur qualité grâce à l’amélioration de la connectivité, de la visibilité et de l’autonomie. Qui plus est, l’IIoT permet d’évoluer vers une chaîne d’approvisionnement normalisée, décentralisée et connectée. Parallèlement aux améliorations plus rapides du développement des produits et des processus, cet état final a créé un tournant passionnant pour la fabrication industrielle.

Source

• 1. « Internet of Things (IoT) Spending Worldwide 2023. » Statista. Lionel Sujay Vailshery, 28 juin 2022. https://www.statista.com/statistics/668996/worldwide-expenditures-for-the-internet-of-things/.