Architecture digitale : Comprendre l'industrie 4.0 et son environnement

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Industrie 4.0 définition

✍️ Mention : Cette article à été coécrit en partenariat avec l’équipe ATS Global France, merci à eux pour la contribution !

Vous avez sûrement entendu parler de l’Industrie 4.0, ce concept incontournable dans l’industrie d’aujourd’hui. Pourtant, beaucoup d’entreprises hésitent encore à se lancer. Si vous faites partie de celles qui souhaitent comprendre comment cette révolution peut concrètement transformer vos opérations, cet article est fait pour vous. Nous allons passer en revue ce qu’est l’architecture 4.0, ses technologies essentielles, et surtout pourquoi il est temps de franchir le pas.
Sommaire
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✍️ Mention : Cette article à été coécrit en partenariat avec l’équipe ATS Global France, merci à eux pour la contribution !

Vous avez sûrement entendu parler de l’Industrie 4.0, ce concept incontournable dans l’industrie d’aujourd’hui. Pourtant, beaucoup d’entreprises hésitent encore à se lancer. Si vous faites partie de celles qui souhaitent comprendre comment cette révolution peut concrètement transformer vos opérations, cet article est fait pour vous. Nous allons passer en revue ce qu’est l’architecture 4.0, ses technologies essentielles, et surtout pourquoi il est temps de franchir le pas.

0. Qu’est-ce que l’Industrie 4.0 ?

L’Industrie 4.0, c’est bien plus qu’un simple concept à la mode. C’est la quatrième révolution industrielle qui vise à connecter les machines, les systèmes, les processus et les Hommes pour optimiser la production. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, elle ne se limite pas à l’automatisation.
L’objectif est de créer des usines intelligentes, capables d’analyser des données en temps réel, d’améliorer les processus de manière autonome et de s’adapter rapidement aux nouvelles demandes du marché.
💡 Petite histoire : Le terme “Industrie 4.0” est né en Allemagne, lors du salon de Hanovre. On y parlait de la transition de l’automatisation vers une production flexible, connectée et intelligente. Les entreprises qui ont embrassé cette révolution se distinguent aujourd’hui par leur capacité à réagir rapidement aux fluctuations du marché. Si vous voulez rester compétitif, il est temps d’y penser sérieusement.

1. Les bases de l'architecture 4.0

L’architecture 4.0, c’est la colonne vertébrale de l’Industrie 4.0. Elle repose sur l’interconnexion de plusieurs systèmes, chacun jouant un rôle spécifique dans l’organisation des flux de production.
Couches de l'industrie 4.0
Les systèmes de l’industrie 4.0 travaillent ensemble pour garantir une optimisation continue des processus de production. Vous voulez savoir comment ? Poursuivez la lecture.

2. Pourquoi se lancer maintenant dans l'architecture 4.0 ?

La question n’est pas de savoir si vous devez vous lancer dans l’Industrie 4.0, mais quand.

L’adoption de l’architecture 4.0 est en plein essor, et ceux qui tardent à s’y engager risquent de se retrouver dépassés. Que ce soit pour gagner en flexibilité, réduire vos coûts ou améliorer la qualité, l’Industrie 4.0 est l’avenir. En fait, les entreprises qui ne digitalisent pas leurs processus risquent non seulement de perdre en compétitivité, mais aussi de manquer des opportunités de croissance majeures.

3. Les outils de l’Industrie 4.0

Si l’on reprend les niveaux affichés dans la pyramide de l’automatisation en industrie 4.0, les outils logiciels qui composent l’industrie 4.0 sont présentés ci-dessous :
Schéma représentant les principaux modules technologiques de l'architecture 4.0, incluant MES, ERP, PLM, SCADA, IIOT, et autres briques clés de l'Industrie 4.0.

Les outils essentiels, importants à connaitre de l'industrie 4.0

Passons en revue les outils indispensables pour une transformation réussie vers l’Industrie 4.0 :
  • ERP (Enterprise Resource Planning) : La gestion centralisée des ressources d’entreprise.
  • MES (Manufacturing Execution System) : L’outil qui assure la supervision et l’optimisation de la production en temps réel.
  • SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) : Ce système pilote les équipements en temps réel puis collecte et analyse les données des capteurs associés aux machines.
  • PLM (Product Lifecycle Management) : Le gestionnaire du cycle de vie des produits, de la conception jusqu’à leur fin de vie.

Les exemples et cas d'usage des outils l'industrie 4.0

Voici les cas d’usages les plus fréquents de ces outils :
  • ERP : Comptabilité, Finance, gestion de la supply chain avec les achats, les approvisionnements, etc …
  • PLM : Suivi des évolutions de conception d’une pièce aéronautique critique, suivi du cycle de vie d’un dispositif médical, etc …
  • MES : Calcul de TRS de ligne de production, gestion de la qualité au poste de travail, Guidance opérateur par rapport à une gamme de fabrication, etc…
  • SCADA : Monitoring de machine en temps réel, suivi des usinages, TRS machine, historisation des données des capteurs de température, affichage sous formes de courbes des données. Pilotage d’une machine ou d’un ensemble de machines avec une interface graphique.

Les outils plus spécifiques de l'industrie 4.0

Passons en revue les outils indispensables pour une transformation réussie vers l’Industrie 4.0 :
  • LIMS : Le Laboratory Information Management System est un logiciel permettant la gestion et l’échantillonnage des données de laboratoire. Il permet de répondre aux besoins de qualités des entreprises qui souhaitent suivre des échantillons pendant et après la production (on parle d’IPC pour In Process control et d’EPC pour End Process Control).

    Lorsqu’il est interfacé avec le MES, le LIMS reçoit automatiquement les demandes d’échantillonnage issues de la production, retournant par la suite les valeurs mesurées par le laboratoire et éclairant ainsi le MES sur le chemin à suivre (si résultat OK, happy flow, si NOK, rework ou scrap).

    « Historiquement » présent dans l’industrie de type « Process » (pharmaceutique, alimentaires, …) le LIMS se fait peu à peu une place dans l’univers de la production discrète.

  • APS : L’ordonnancement de production est une fonction intimement liée à l’ERP. La plannification de production est souvent confondue avec l’ordonnancement. Le premier consiste à s’assurer de l’adéquation charge capacité, tandis que le second, une fois les fabrications planifiées suite au calcul des besoins nets s’assure de positionner les opérations dans un tems court sur les postes adaptés.

    L’APS intervient lorsque l’ERP n’a pas le niveau de finesse suffisant pour gérer ce niveau de séquencement. Malheureusement de nombreuses entreprises utilisent Excel (macro VBA) pour gérer l’ordonnancement. Là où Excel dépend grandement de la qualité des données fournies en input, les logiciels APS permettent d’avoir des résultats beaucoup plus déterministes en tenant compte de contraintes telles que la capacité finie, les ressources primaires, etc …
Que les outils que vous choisissez soient communs ou spécifiques, ils doivent vous permettre de passer à une gestion plus agile et intelligente de vos opérations, en maximisant vos ressources et en réduisant les erreurs.
Plus une erreur est détectée tôt dans la chaine de valeur, moins elle est couteuse pour votre entreprise.
Malgré la diversité des industries et des clients, de nombreux abaques existent pour réaliser des premiers calculs de ROI pour valoriser la mise en place de solutions de digitalisation.

5. Comment l'architecture 4.0 révolutionne la production ?

La magie de l’Industrie 4.0 réside dans son interconnexion. En connectant ERP, MES, SCADA et PLM, vous créez une boucle continue d’amélioration. Cette synergie permet d’ajuster la production en temps réel, d’anticiper les pannes avec des capteurs intelligents, et même d’adapter vos processus en fonction des retours clients.
Par exemple, avec une architecture 4.0 bien en place, vous pouvez non seulement suivre l’avancée d’une commande à chaque étape de sa fabrication, mais aussi ajuster instantanément les lignes de production en cas de changement de demande. C’est ce qu’on appelle une production flexible, capable de répondre aux besoins du marché avec une rapidité sans précédent.

6. Quels sont les bénéfices à long terme ?

Les bénéfices de l’architecture 4.0 sont multiples, et ils se manifestent sur plusieurs fronts :
  • Flexibilité : L’Industrie 4.0 permet d’adapter rapidement vos lignes de production aux nouvelles demandes du marché.
  • Amélioration continue : Grâce à la collecte et à l’analyse de données en temps réel, vous pouvez ajuster vos processus en permanence.
  • Réduction des coûts : L’automatisation et l’optimisation des ressources réduisent considérablement les coûts de production.

En somme, l’Industrie 4.0 est l’investissement stratégique pour toute entreprise cherchant à rester compétitive et innovante dans un environnement de plus en plus exigeant.

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