L’INDUSTRIE 4.0, DE QUOI S’AGIT-IL ?

Le terme “industrie 4.0” est omniprésent dans les secteurs de l’automatisation et de la production industrielle. Mais qu’est-ce ça veut dire exactement et comment ce principe est-il appliqué ?

Le ministre allemand de l’enseignement et de la recherche a inventé ce terme en 2006, c’est-à-dire avant l’apparition de l’iPhone. Ce n'est cependant qu'en 2011 que le concept est formalisé et que le terme se popularise. « 4.0 » fait référence à la quatrième révolution industrielle : la première révolution est la mise au point de la machine à vapeur et la mécanisation ; la deuxième est la production de masse et les machines électriques ; la troisième est l’invention des ordinateurs et l’ère de l’automatisation ; et la quatrième, ce sont les systèmes cyber-physiques.

Les quatre principes de l’industrie 4.0 :

1.     Interopérabilité – Les personnes et les machines sont connectés et communiquent entre elles

2.     Transparence des informations – Virtualisation/simulation du monde réel à l’aide d’informations

3.     Assistance technique – Automatisation des tâches grâce à la collecte de données pertinentes

4.     Décisions décentralisées – Prise de décision, pertinente pour la tâche, au niveau du système avec possibilité de déléguer toute décision externe à un niveau de contrôle supérieur

L’interopérabilité est exemplifiée par les robots collaboratifs, la réalité augmentée, les scrutateurs de sécurité ou la production en flux tendus. Les robots collaboratifs, ou cobots, sont les éléments principaux de ce principe. L’interaction homme-robot permet de faire un pont entre l’automatisation intégrale et les tâches qui nécessitent la dextérité et l’adaptabilité d’un opérateur humain. Les cobots sont parfois considérés comme la seule technologie de l’industrie 4.0, mais ils fournissent en réalité un avantage minime par rapport aux autres technologies de la quatrième révolution industrielle.

La transparence des informations est en général associée aux systèmes SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) et MES. Les systèmes SCADA existent depuis des années, bien avant l’utilisation du terme « industrie 4.0 ». Grâce à l’Internet des objets et les nouveaux protocoles comme IO-Link par exemple, les systèmes SCADA ont un important rôle à jouer dans l’industrie 4.0 en raison de la quantité de données collectée par le système et les capteurs intelligents.

Les capteurs intelligents transmettent beaucoup de données qui ne sont pas toujours utiles séparément mais dont l’accumulation peut être exploitée de différentes manières. Les calculs de taux de rendement synthétique (TRS/OEE) et la maîtrise statistique des procédés (MSP/SPC) sont en général utilisés pour traiter ces données, mais la maintenance prédictive et la production en flux tendus (JIT) sont également des domaines clés qui utilisent ces données dans l’industrie 4.0. Grâce à la collecte des données brutes transmises par un servo, un algorithme de maintenance prédictive peut anticiper une panne de servo avant même qu’elle ne se produise. Cela réduit les temps d’arrêt imprévus et peut même réduire le stock de pièces de rechange nécessaire puisqu’un servo peut être commandé dès que les données indiquent une panne imminente.

L’assistance technique automatise les tâches répétitives ou dangereuses comme la génération de rapports ou la manutention de matériel lourd. Pour remplacer l’enregistrement manuel des données ou l’utilisation d’Excel pour créer un rapport, le système SCADA peut être utilisé pour imprimer des rapports de contrôle qualité à la suite du passage de chaque pièce dans une station CQ. Les robots collaboratifs peuvent également être utilisés pour le transfert de pièce jugée trop lourde à porter par une personne ou même pour tenir des outils pendant qu’une personne déplace le robot vers la zone où ils seront utilisés.

Avec les décisions décentralisées, la machine est en charge du traitement. Laisser la machine prendre des décisions dans son environnement immédiat permet d’exploiter cette autonomie pour réduire le cycle temps. Par exemple, un véhicule à guidage automatique (AGV) programmé pour prendre en compte des décisions décentralisées peut choisir lui-même la meilleure façon d’éviter un obstacle. Rendre un AGV intelligent permet de réduire les temps d’arrêt causés par des personnes se trouvant sur sa trajectoire ; au lieu de s’arrêter et d’attendre, l’AGV continue à se déplacer en toute sécurité.

Il existe de nombreuses nouvelles technologies, mais la recherche, les partenariats avec des fournisseurs et entreprises technologiques et la collaborations avec ses clients ont permis depuis des années à JR Automation de créer des machines pour l’industrie 4.0. Nous avons la capacité nécessaire pour intégrer les systèmes SCADA et MES dans nos machines sur mesure ou dans des machines existantes. Notre pratique standard est de fournir un système qui indique au client l’efficacité de performance de la machine et qui peut localiser le problème si nécessaire. L’équipe d’intégration logicielle de JR Automation peut également fournir des solutions de machines qui permettent au client de programmer de nouveaux types de pièces hors ligne ou d’ajouter automatiquement de nouvelles séquences en fonction du chargement d’un fichier CAO pour une machine adaptable et flexible. Alors que l’industrie dans son ensemble est toujours en phase d’étude du nombre d’applications associées à ce niveau de connectivité et de collecte des données, JR s’est engagé à investir dans les technologies et pratiques d’excellence de l’industrie 4.0. 

Voici un aperçu des technologies disponibles et de leur relation avec les principes de l’industrie 4.0 :

 « Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution ». Vdi-nachrichten.com (en allemand). 2011-04-01.

Hermann, Pentek, Otto, 2016: Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios, accessed on 4 May 2016