Comment l'industrie 4.0 transforme la production allégée

À l'instar des précédentes révolutions industrielles, de nouveaux développements technologiques font progresser l'industrie 4.0. Les plus pertinentes de ces nouvelles technologies pour les fabricants allégés sont les systèmes cyber-physiques (CPS) et l'internet industriel des objets (IIoT).

La peur de l'automatisation et d'autres problèmes liés à la main-d'œuvre dans le secteur manufacturier font qu'il est facile de négliger l'impact culturel positif potentiel de ces technologies.

Pour les fabricants en flux tendu, cette nouvelle technologie est l'occasion d'accéder aux objectifs fondamentaux de la fabrication en flux tendu : donner aux personnes les moyens d'apporter des améliorations.

Téléchargez notre guide ultime de la production allégée →

Wagner, Hermann et Thiede définissent les systèmes cyber-physiques comme "le résultat d'une boucle fermée d'acquisition physique basée sur des capteurs Données process combinée à un traitement cybernétique des données et à un contrôle autonome des processus basé sur des actionneurs connectés à l'internet, à ses données et à ses services".

En termes simples, les systèmes cyber-physiques (CPS) facilitent la connexion et la collecte de données de production via un réseau - généralement le cloud. Dans un système cyber-physique, il y a trois façons principales de collecter des données : de l'homme à la machine, de la machine à la machine, et l'acquisition et le traitement des données.

De l'homme à la machine

La collecte de données entre l'homme et la machine s'effectue principalement auprès des opérateurs par le biais d'une interface numérique. Le CPS peut collecter des informations par le biais de la saisie traditionnelle de données, de méthodes telles que la saisie sur ordinateur ou la sélection d'options sur une tablette. Les opérateurs peuvent également partager des informations grâce à des technologies avancées. Par exemple, Vision par ordinateur peut collecter des données à partir de gestes ou de mouvements spécifiques auxquels une signification a été attribuée.

Le monde de la consommation s'est numérisé beaucoup plus rapidement que le monde industriel. Bon nombre de ces méthodes de saisie d'informations sont déjà familières aux opérateurs. Les principes communs de conception UI/UX facilitent l'adaptation aux nouvelles technologies IHM. Par exemple, choisir des "boutons" numériques rouges pour un retour d'information négatif et des "boutons" numériques verts pour un retour d'information positif.

Machine à machine

Historiquement, la communication de machine à machine signifiait qu'une machine transmettait des données à une autre machine. Ces machines étaient généralement reliées par une connexion Ethernet. Le plein potentiel de la communication M2M était limité par des technologies propriétaires et cloisonnées.

IoT transforme la communication de machine à machine de deux manières importantes. Tout d'abord, elle implique souvent une communication dans les deux sens, au lieu d'une simple poussée d'une machine à l'autre. Deuxièmement, l'ajout du nuage permet de multiplier les possibilités entre les machines. Avec IoT, les acheteurs veulent plus d'options de connexion, ce qui entraîne un changement de la communication point à point intégrée dans le matériel vers des communications ouvertes entre les appareils.

Les possibilités d'intégration sont donc potentiellement illimitées. Ces changements se traduisent par des informations et des options supplémentaires pour les fabricants.

Acquisition et traitement des données

De nombreux fabricants préparent et collectent déjà des données dans d'autres systèmes logiciels. Ils utilisent des logiciels de planification des ressources de l'entreprise (ERP) pour gérer les achats, la planification financière, les employés et d'autres aspects de leur activité. Ils utilisent des systèmes d'exécution de la fabrication (MES) pour assurer le suivi et la traçabilité des matériaux, des ressources, etc.

Ces systèmes contiennent souvent des données critiques pour la production, mais ils sont massifs, cloisonnés et souvent difficiles d'accès ou de manœuvre. Le CPS peut restituer les données accéder à ces systèmes et à d'autres, ou en extraire des données essentielles à la production.

En fin de compte, ces données peuvent se combiner pour fournir une vision holistique et interconnectée de la production.

La valeur de la production allégée réside dans le fait qu'elle aide les fabricants à réduire la complexité opérationnelle, à éliminer les déchets et à améliorer la productivité en donnant aux travailleurs de l'atelier les moyens de procéder aux ajustements nécessaires et continus.

L'élément humain est un principe clé de la production allégée. L'analyse et la flexibilité humaines sont à l'origine de la majeure partie de l'efficacité de ces principes.

Une boîte à outils traditionnelle peut comprendre une variété de méthodes et de principes. Les fabricants ne devraient pas nécessairement appliquer chaque outil dans chaque usine. Cependant, la boîte à outils offre des options pour toutes les usines. Ensemble, elles peuvent être combinées et appliquées pour obtenir Amélioration continue.

Les technologies habilitantes de l'industrie 4.0 sont des outils qui peuvent rendre les fabricants plus flexibles, plus efficaces et plus rentables.

Des ajustements simples, comme la conversion des instructions de travail sur papier en instructions de travail numériques, peuvent générer des économies avec peu ou pas d'ajustement culturel. Les fabricants génèrent des améliorations d'efficacité de 10 à 15 % en incorporant le travail numérique et la robotique dans leurs lignes de production. Il s'agit d'un projet autonome de l'industrie 4.0.

Les efforts de numérisation isolés permettent de réduire les coûts opérationnels de 10 à 15 % en moyenne. Cependant, ces projets doivent être mis en œuvre et conçus correctement afin de produire ces améliorations. En outre, ils peuvent être difficiles à modifier s'ils sont fortement personnalisés.

Si les fabricants adoptent à la fois une méthodologie allégée et les outils de l'industrie 4.0, ils peuvent accomplir davantage que s'ils essayaient ces initiatives séparément. Les CPS et le site IoT peuvent rendre un atelier vraiment allégé. Les données en temps réel et la communication entre les personnes, les machines et les systèmes offrent une vision holistique de la production et permettent aux travailleurs de première ligne de procéder à des ajustements en temps réel.

Le BCG indique que les entreprises qui combinent le lean et l'industrie 4.0 peuvent obtenir une réduction des coûts de 40 %. Cela signifie qu'en combinant le lean et l'industrie 4.0, on obtient une augmentation de 100 % des économies par rapport à l'application de chacun de ces éléments séparément.

Mieux avec un cas d'utilisation

Malgré les meilleures intentions, 84 % des projets transformation numérique échouent. Les causes varient, mais elles incluent de longues périodes de validation du concept, des coûts de mise en œuvre élevés et une ambiguïté générale des données sur les performances avant le projet et les objectifs d'amélioration.

Compte tenu de ces chiffres, les fabricants devraient se méfier des projets de numérisation complets. Ils peuvent réduire les risques en commençant par une application spécifique de la technologie qui a un objectif commercial clair et un délai de rentabilisation court.

Convertir un processus analogique en processus numérique peut s'avérer contre-productif.

La superposition de nouvelles technologies peut rendre l'exploitation d'une chaîne de production plus coûteuse. L'ajout d'un logiciel personnalisé peut nécessiter une requalification. Il peut également être nécessaire d'embaucher de nouveaux membres de l'équipe disposant d'une plus grande expertise technique.

Il s'agit d'une préoccupation majeure pour les fabricants, car nombre d'entre eux ont du mal à recruter des employés dans le domaine des STIM. Les fabricants doivent rivaliser avec d'autres entreprises technologiques pour le même bassin de talents rares. S'ils ne recrutent pas en interne, ils devront faire appel à une expertise externalisée pour maintenir ces systèmes. Dans les deux cas, les coûts associés sont élevés.

Les fabricants qui souhaitent adopter la méthode Lean 4.0 doivent commencer modestement. Reconnaissez que les ingénieurs, les directeurs d'usine et les dirigeants ne savent pas ce qu'ils ne savent pas - mais ce n'est pas grave !

Concevoir pour apprendre

La première étape consiste à concevoir un processus numérique qui permettra de collecter des données. Le processus de conception de Lean 4.0 est continu. L'analyse comparative des données pour mieux comprendre l'état actuel peut révéler des failles dans le processus existant.

C'est pourquoi le développement flexible est important pour les fabricants. En dehors d'une approche claire et fondée sur des données, les fabricants devraient commencer là où il y a une cas d'utilisation et des avantages clairs. Cette approche permet de mesurer de manière quantifiable si la mise en œuvre est une réussite ou non.

Tester et collecter des données

Passez le test initial en production. Comme pour tout test, essayez de contrôler les variables autant que possible. Veillez à collecter des données qui permettent de savoir quels éléments doivent être ajustés pour que le test soit couronné de succès. Par exemple, identifiez les défis culturels et conditionnels. Si les opérateurs ont du mal à s'adapter à la nouvelle technologie, cherchez à comprendre pourquoi et s'il s'agit d'un défi à long ou à court terme. Pour découvrir ce défi, vous devrez suivre la productivité d'un processus par l'opérateur.

Répéter et augmenter l'échelle

Avec Lean 4.0, les tests ne s'arrêtent pas. La technologie permet Amélioration continue, mais c'est l'itération qui rend le processus véritablement continu. Appliquez les enseignements tirés des tests à d'autres lignes et appliquez les enseignements conceptuels à d'autres domaines afin d'étendre les tests à l'usine pilote.

Une mise en œuvre axée sur cas d'utilisation, progressive, fondée sur des données et démontrant la valeur en cours de route facilitera l'adhésion des opérateurs et des autres parties prenantes internes. Cette adhésion diminue le risque d'échec de la mise en œuvre.

Avec l'industrie 4.0, les plus grands avantages sont obtenus en débloquant le pouvoir d'analyse du plus grand atout des fabricants : leur personnel.

Améliorer les résultats et l'engagement dans l'atelier

N'oubliez pas que la fabrication sans gaspillage est un cadre culturel centré sur l'humain. L'intégration d'outils de l'industrie 4.0 peut permettre à votre personnel de stimuler une efficacité et une créativité jusqu'alors insoupçonnées dans l'atelier en lui donnant des données et une visibilité en temps réel sur les machines, les processus et les personnes impliquées dans la production.

TulipLa plateforme Frontline Operations Platform offre un générateur d'applications sans code, des connecteurs de machines et de systèmes existants, et un site connecté en pleine expansion Bibliothèque d'équipements. Tulip combine l'esprit de la fabrication sans gaspillage - ascendante, outils et méthodes accessibles - avec le meilleur de l'industrie 4.0 - systèmes cyber-physiques, communication entre machines et appareils, et informatique en nuage (cloud computing).

Pour en savoir plus sur l'intégration de Tulip dans votre atelier, contactez-nous.