L’industrie 4.0 correspond à la digitalisation de l’industrie. Elle vise à converger le numérique, le virtuel et le monde réel et correspond à une 4ème révolution industrielle. Cette notion a pour la première fois été mise en avant en 2011 au Hannover Messe, le plus grand salon de la technologie industrielle au monde.
Cette nouvelle manière de travailler s’inscrit dans la continuité de la transformation digitale de notre monde. Elle est présente tant dans notre quotidien que dans le monde du travail.
Au travers de cet article, nous allons voir son histoire, les technologies qu’elle inclut et leur utilisation, mais aussi ses avantages et inconvénients.
Tout d’abord, voici un bref historique des révolutions industrielles, afin de replacer l’industrie 4.0 dans son contexte.
Les différentes révolutions industrielles
1ère (1765)
La première révolution industrielle correspond à l’invention de la machine à vapeur. Elle fut inventée par le mécanicien anglais Thomas Newcomen en 1712 puis perfectionnée en 1769 par l’écossais James Walt.
La période entre 1780 et 1880 fut donc fortement marquée par cette invention. Elle permettait notamment que les machines ne soient plus directement actionnées par des hommes ou des chevaux. Cette avancée technologique a aussi permis la création de nouveaux emplois conduisant à l’exode rural.
2ème (1880)
Avec la découverte et surtout la maîtrise de l’électricité, notamment par Thomas Edison, une seconde révolution industrielle se met en place. Edison construit alors plusieurs centrales électriques à travers le monde, à Manhattan, Paris, Londres et Berlin. Peu après sont introduites les chaînes de montage, l’utilisation du gaz, du pétrole ainsi que l’avancée majeure des communications par téléphone et télégraphe. Cette période est marquée par la constante évolution des technologies, l’invention du moteur a explosion, les échanges internationaux, le début de l’automatisation des usines et ainsi la production de masse.
3ème (1970)
La période des années 1970 à 2000 se voit marquée par des innovations majeures : les nouvelles technologies liées à la communication et à l’information ainsi que les énergies renouvelables. Une vision se développe alors : celle d’une 3ème révolution industrielle, portée par Jeremy Rifkin. S’ajoutent alors les ordinateurs, les télécommunications ainsi que la récolte et l’analyse des données pour converger et améliorer les processus de fabrication.
Aujourd’hui, cette ère évolue de plus en plus et commence a être révolue : l’intelligence artificielle, l’automatisation et l’utilisation des données se sont développées ces dernières années et font partie intégrante du monde de l’industrie.
4ème (aujourd’hui) – Industrie 4.0
Nous sommes donc actuellement dans ce que l’on appelle “industrie 4.0”, soit la 4ème révolution industrielle définie par l’ère du digital 4.0. Elle se caractérise notamment par l’usage des nouvelles technologies, l’utilisation des outils digitaux et l’automatisation des usines (devenant aujourd’hui des usines intelligentes ou « smart factory« ).
Cette révolution présente de nombreux atouts, spécifiquement sur l’amélioration de la qualité de la production. Elle offre aussi une meilleure réponse aux attentes des clients ainsi qu’une meilleure prise de décision au sein de l’usine du futur.
Qu’est-ce que l’industrie 4.0 ?
Les caractéristiques et technologies de l’industrie du futur
L’industrie 4.0 s’inscrit parfaitement dans le contexte actuel : les habitudes de consommation changent constamment, les délais de production exigés sont toujours plus courts et la compétition des entreprises est exacerbée. La smart factory utilise donc de nombreuses technologies actuelles telles que :
L’Internet of Things (IoT)
Aujourd’hui plus que jamais, cette technologie fait partie intégrante de notre quotidien. Appareils électroménagers, voitures, téléphones, alarmes, montres … la quasi-totalité de nos objets est connectée. L’IoT est aussi amplement utilisée dans l’industrie, et ainsi nommé IIoT (Industrial Internet of Things). Cette technologie s’appuie sur les serveurs cloud et autres systèmes interconnectés pour permettre des utilisations dans la collecte et l’analyse de données, l’instrumentation automatisée, la prise de décision…
Le jumeau numérique ou maquette numérique
Ce concept caractérise le modèle 3D couvrant le cycle de vie d’un produit, service ou processus, mis à jour avec des données en temps réel. Utilisés dans des logiciels spécialisés, les jumeaux numériques intègrent d’autres technologies telles que l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle. Ainsi, ils apprennent et se mettent à jour eux-mêmes en utilisant par exemple des données provenant de capteurs, d’autres machines similaires ou l’intervention des ingénieurs.
L’Intelligence artificielle (IA)
C’est possiblement l’une des technologies les plus spectaculaires. En englobant un ensemble de concepts, algorithmes et techniques, son but est de permettre à des machines et ordinateurs de simuler l’intelligence humaine.
Elle est aujourd’hui au centre de toutes les technologies, car elle constitue la base de l’apprentissage d’un ordinateur et aide à prendre des décisions. Elle englobe aussi le machine learning et le deep learning, deux technologies nécessaires à sa création.
Plus d’informations sur ces deux technologies ici.
L’informatique de périphérie (ou edge computing)
Ce modèle fait référence au stockage des données à proximité, en opposition au cloud computing. Il permet donc de traiter les informations directement sur les objets connectés, qui vont alors les gérer eux-mêmes. Elle permet notamment de gérer les latences de traitement des informations qui peuvent être présentes lors de stockage dans des clouds/data centers, une meilleure sécurité et surtout une meilleure maîtrise de la chaîne de valeur pour l’entreprise.
La cybersécurité
Souvent au cœur de l’actualité, la notion de cybersécurité regroupe l’ensemble des lois, dispositifs, technologies, concepts, politiques et autres méthodes de gestion des risques ayant pour but de garantir la sécurité sur le Web et dans toutes ses utilisations. Elle doit donc occuper une importante partie de l’industrie 4.0, dans laquelle tout est connecté.
La cobotique
Cela désigne le domaine de la collaboration ente l’homme et le robot, désigné par le mot “cobot”. Ce modèle place en son centre la coopération et se distingue par l’intervention humaine. Le cobot est alors considéré comme un véritable assistant. Ainsi, il peut apprendre des tâches, assister la production, aider à rendre les tâches moins pénibles, et laisser l’opérateur humain s’adonner à des tâches à plus forte valeur ajoutée.
La fabrication additive ou impression 3D
Elle constitue les procédés permettant de fabriquer des objets physiques à partir de leur version numérique, en utilisant l’ajout de matière. Les imprimantes 3D, inventées par Charles Hull (qui avait d’ailleurs déposé le brevet dès 1983), sont aujourd’hui en pleine explosion. Cette technologie permet dans l’industrie d’étendre les champs d’application, et de concevoir des pièces, des prototypes, et bien d’autres, car les possibilités sont quasi infinies !
Les enjeux et utilisations de l’industrie 4.0
Toutes ces nouvelles technologies marquent donc un tournant dans les procédés de fabrication ainsi que dans le fonctionnement des industries.
Des nouveaux métiers
Avec ces avancées, le quotidien des ouvriers change petit à petit. Il laisse apparaître de nouveaux métiers ainsi qu’une transformation de leurs tâches quotidiennes. Les métiers de l’industrie 4.0 seront par exemple : cybernéticien, ingénieur en conception additive, chef digital officer, data protection office, spécialiste cloud, architecte de données, technicien de capteur, statisticien de maintenance prédictive … En clair, des métiers en lien direct avec les nouveaux services où l’humain sera essentiel malgré la digitalisation.
L’utilisation de ces technologies
Le champ d’application de toutes ces technologies est vaste et permet un changement global des usines. Cela permet de les rendre toujours plus performantes.
L’une des utilisations dont on parle le plus aujourd’hui est la maintenance prédictive ou prévisionnelle. Il s’agit d’anticiper les défaillances d’une machine ou d’un équipement avant qu’elles ne se produisent. On utilise donc les concepts de l’IoT et du Big Data ainsi que des capteurs pour récolter les données nécessaires et les analyser. Elle vise à prévoir en amont afin d’éviter les dysfonctionnements, les pannes, et immobilisations et de garder une productivité constante. Mais les utilisations sont bien plus larges, comme pour la prise de décisions, l’amélioration de la production et de sa qualité, la personnalisation des produits en fonction des besoins des clients, et bien d’autres.
Les avantages et inconvénients de l’industrie 4.0
Les avantages
- Personnalisation des services aux clients, notamment avec l’IA et la fabrication additive (impression 3D)
- Un gain de productivité, et une productivité qui s’adapte à la demande réelle
- Une constante amélioration de la performance
- La réduction des délais et des erreurs dans la production
- L’automatisation des machines qui permet de passer moins de temps sur leur maintenance. Elles peuvent par exemple se mettre à jour toutes seules.
- Réduction des dépenses grâce aux capteurs qui permettent l’optimisation d’exploitation
Les inconvénients
- Les compétences des équipes qu’il faudra développer, il s’agira de les former sur les nouvelles techniques
- Dans une usine où tout est connecté, la cyber sécurité industrielle doit être au point pour lutter contre les nombreuses menaces
- La disparition de certains métiers et une possible hausse du chômage
- Un investissement de départ important dans du nouveau matériel et des technologies de pointe
- La constante évolution des technologies, difficile de toujours avoir du matériel dernier cri
- Une dépendance totale de la technologie qui sera omniprésente au sein de l’entreprise
Aujourd’hui, l’utilisation et l’omniprésence des nouvelles technologies fait débat quand à sa pertinence et à sa réelle utilité. Pour plus d’informations sur l’utilisation de l’intelligence artificielle, le machine learning, le deep learning, ou encore l’utilisation de robots « intelligents » dans notre quotidien, nous vous invitons à lire « L’intelligence artificielle n’existe pas » de Luc Julia.
Ancien vice-président de Samsung -par ailleurs co-fondateur de l’assistant vocal Siri et aujourd’hui directeur scientifique chez Renault-, Luc explique son positionnement sur l’intelligence artificielle. Il préfère d’ailleurs la nommer « intelligence augmentée ». Il considère l’IA comme un outil, comparable à un marteau, qui répond simplement aux commandes des hommes.
Le développement de l’industrie 4.0 aujourd’hui
Alors qu’elle paraissait impossible quelques années en arrière, l’usine connectée est aujourd’hui de plus en plus présente. Beaucoup s’accordent à dire que son développement est la suite logique de l’évolution de l’industrie.
Certains grands groupes ont déjà adopté ce concept et l’utilisent à merveille. On compte par exemple Siemens, avec son usine à Amberg (Allemagne). Sa production est automatisée et contrôlée par des robots et des machines à 75%.
Chez Airbus, les employés qui travaillent sur les chaînes de montage de l’usine de Blagnac utilisent des lunettes intelligentes. Elles leur montrent les tâches à effectuer pour réduire les potentielles erreurs ainsi que le temps d’assemblage.
Quand à SEAT, l’usine de Matorell (Espagne) utilise l’IA, les cobots, le big data et la réalité augmentée pour augmenter son efficacité.
Les événements à ne pas manquer
Global Industrie 2022
Du 17 au 20 mai 2022 à Paris Nord – Villepinte
Le salon à dimension internationale est de retour pour son édition 2022, plus d’infos ici.
Be40
Le salon des industries du futur se tiendra au Parc Expo de Mulhouse les 29 et 30 novembre 2022.
Plus d’informations ici.
L’industrie 40 – agenda
Pour ne rien manquer, voici l’agenda de l’Industrie 40.
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