Le travailleur augmenté : Comment la technologie numérique peut dynamiser votre personnel

L'histoire de l'industrie manufacturière pourrait facilement être racontée comme celle de l'automatisation. Des métiers à tisser aux chaînes de montage automatisées en passant par les cobots intelligents, les fabricants ont trouvé pendant des siècles des moyens de reproduire le travail humain à grande échelle.

Mais penser strictement en termes d'automatisation n'explique pas tout. Plus souvent, les nouvelles technologies ont travaillé aux côtés des humains pour leur donner les moyens de travailler de manière plus efficace, plus sûre et plus précise. Cela est particulièrement vrai pendant l'industrie 4.0, lorsque les nouvelles technologies numériques améliorent tous les aspects du travail de fabrication.

Ce processus d'amélioration des travailleurs humains est appelé " augmentation". Étant donné que la recherche et l'expérience ont montré à maintes reprises que les meilleures solutions sont celles qui amplifient les capacités des travailleurs de l'industrie manufacturière, ce point est clair :

L'avenir de la fabrication est l'augmentation.

Ce guide vous présentera l'augmentation dans l'industrie manufacturière - ses technologies, ses cas d'utilisation et ses principes. Nous définirons ce que signifie l'augmentation dans le contexte de la fabrication, nous expliquerons pourquoi la fabrication a besoin d'augmentation aujourd'hui et nous passerons en revue les différentes technologies et applications qui augmentent les travailleurs dans l'atelier en ce moment même.

Qu'est-ce que l'augmentation du nombre de travailleurs ?

Dans le contexte de l'industrie manufacturière, le "renforcement des capacités des travailleurs" fait référence à l'utilisation de la technologie pour améliorer la façon dont les travailleurs effectuent leur travail. Les technologies d'amélioration sont intégrées et assistées.

Par intégrés, nous entendons qu'ils constituent une partie naturelle et discrète de l'environnement d'un travailleur. Et par assistance, nous entendons qu'elles simplifient ou contrôlent certaines des variables contribuant à une mauvaise performance humaine. En fin de compte, les technologies d'assistance permettent aux travailleurs d'effectuer des tâches plus spécialisées avec un degré de soin plus élevé.

Il existe une grande variété de types d'augmentation, et les technologies augmentatives peuvent aider au travail physique et mental. Dotées d'interfaces plus intelligentes et plus intuitives, les technologies d'augmentation actuelles se caractérisent par une intégration transparente dans l'environnement de fabrication.

Les technologies augmentatives peuvent prendre un certain nombre de formes. L'exemple que la plupart des fabricants associent à l'augmentation est celui des casques de réalité augmentée - des affichages visuels qui utilisent Apprentissage machine, l'IA et d'autres formes d'analyse du contexte pour superposer de nouvelles informations dans le champ de vision de l'utilisateur.

Mais ce sont loin d'être les seules technologies augmentatives

Parmi les autres exemples, citons les capteurs environnementaux et bioinformatiques qui surveillent les conditions ambiantes et la santé des travailleurs en temps réel, les alertant en cas de danger potentiel. Il existe des systèmes Vision par ordinateur qui interagissent avec les opérateurs pendant qu'ils travaillent. L'augmentation peut également se référer à des technologies qui allègent la charge cognitive d'un travailleur, comme l'agrégation et l'analyse de données en temps réel ou des instructions de travail interactives. Le renforcement peut être aussi simple que des contrôles de qualité en ligne connectés à IoT , ou aussi complexe que la réalité artificielle.

Lorsque nous parlons d'augmentation, nous parlons de toutes ces technologies et de bien d'autres encore. Nous parlons de tout système d'assistance externe qui permet aux fabricants de mieux faire leur travail, de manière plus efficace et plus sûre.

L'augmentation des effectifs fait évoluer le travail

Une autre façon de définir le travail augmenté est d'intégrer les technologies numériques dans le processus de fabrication afin de faire évoluer la façon dont ce travail est effectué. Dans ce cas, l'utilisation de nouvelles technologies numériques modifie réellement la nature du travail de fabrication.

Que les technologies numériques aident les travailleurs ou modifient leur façon de travailler, les fabricants utilisent déjà l'augmentation pour obtenir des avantages concurrentiels significatifs. Vous pouvez mesurer les gains de performance d'un point de vue humain : une meilleure attention, des conditions plus confortables, une pensée plus innovante, le bien-être des travailleurs à long terme. Ou en termes d'objectifs de production et d'indicateurs clés de performance. Moins d'erreurs. Meilleure qualité. Rendement plus élevé. Changements plus rapides. Moins de temps d'arrêt.

La philosophie directrice de l'augmentation est que l'amélioration des performances humaines se traduira par une amélioration des performances de fabrication.

Pourquoi une augmentation maintenant ?

Trois facteurs contribuent à la nécessité d'une augmentation à ce moment précis.

Tout d'abord, l'industrie manufacturière est confrontée à une pénurie croissante de main-d'œuvre. Au cours de la prochaine décennie, les cabinets d'études prévoient que 2,2 millions d'emplois ne seront pas pourvus dans l'industrie manufacturière. Cette situation s'explique en grande partie par ce que les chercheurs appellent le déficit de compétences, c'est-à-dire le manque d'adéquation entre les compétences requises pour un travail moderne dans l'industrie manufacturière et les compétences présentes sur le marché de l'emploi.

Deuxièmement, le travail manufacturier évolue à un rythme accéléré. Toutefois, les outils de travail n'ont pas évolué assez rapidement pour aider les travailleurs à suivre le rythme. L'évolution du travail a abouti à une situation où la complexité des tâches augmente les risques de mauvaises performances humaines. C'est le cas des opérateurs de première ligne, qui sont chargés des assemblages et de la maintenance des machines, trop complexes ou variables pour être automatisés. C'est également vrai pour les ingénieurs de fabrication, qui sont de plus en plus souvent amenés à effectuer des tâches auparavant confiées à des ingénieurs en logiciel, à des informaticiens ou à des scientifiques des données.

Enfin, l'automatisation n'est pas encore possible pour de nombreuses applications de fabrication. Le coût de l'automatisation peut être prohibitif. Elle est difficile à mettre à l'échelle. Et, ironiquement, elle nécessite beaucoup de main-d'œuvre. (Quelqu'un doit gérer, programmer et entretenir tous ces bras robotisés). Comme l'a récemment souligné Forbes, "la complexité, le volume et la marge se combinent de différentes manières pour exclure l'utilisation de robots dans de nombreuses applications".

Les tentatives d'automatisation totale nous rappellent que, malgré tous leurs défauts, les humains restent de magnifiques machines. Ils sont intelligents, créatifs, flexibles, adaptables et capables d'apprendre et d'innover. Si vous les placez côte à côte avec des solutions automatisées, vous aurez du mal à trouver des pinces mieux articulées, une vision "informatique" (que sont nos cerveaux si ce n'est des ordinateurs mous ?) et une véritable intelligence.

Tous ces facteurs (un déficit croissant de compétences, des systèmes de travail sujets aux erreurs et les défis de l'automatisation) ont abouti à une situation dans laquelle les fabricants devront renforcer leur main-d'œuvre pour obtenir de meilleurs résultats.

En d'autres termes, la solution à ces défis est l'augmentation.

L'augmentation reconnaît que les humains sont au cœur de la fabrication et qu'ils le resteront dans un avenir prévisible. Ils auront toutefois besoin d'aide pour fonctionner de manière optimale.

L'augmentation de la main-d'œuvre est possible parce que l'industrie manufacturière a atteint un point d'inflexion dans le développement technologique.

Si le potentiel de cette technologie est énorme, elle n'est souvent pas assez souple pour permettre aux fabricants de s'adapter à leurs défis particuliers. Il n'est donc pas rare de voir des formulaires papier et des chronomètres dans les ateliers, même à une époque où le potentiel numérique est fantastique.

Il existe quelques avancées fondamentales qui, en travaillant de concert, ont rendu possible une large gamme d'augmentations. Cette section passe en revue les technologies habilitantes qui sous-tendent les augmentations et suggère des moyens par lesquels les fabricants pourraient les déployer de manière flexible et personnalisable.

IoT

La plupart des stratégies augmentatives fonctionnent parce qu'elles permettent aux humains de travailler en conjonction avec des machines de manière intelligente. Elles réagissent aux sorties et aux conditions des machines en temps réel et transmettent ces signaux aux opérateurs de manière à ce qu'ils puissent prendre des décisions en connaissance de cause. IoT La connectivité a rendu cette communication possible.

Vous avez peut-être même entendu le terme "travailleur connecté" utilisé comme synonyme de "travailleur augmenté". Cette connectivité IoT est précisément ce à quoi elle fait référence.

Pour les fabricants qui envisagent d' augmenter leur main-d'œuvre, une infrastructure IoT (wifi, cloud et sécurité) est un bon moyen d'intégrer la flexibilité et la communication dans les fondements d'une stratégie d'augmentation de la main-d'œuvre.

Capteurs

L'une des caractéristiques des technologies augmentatives modernes est l'intégration transparente dans l'environnement de fabrication. Cela n'est possible que parce que les capteurs ont diminué en taille tout en augmentant leur potentiel. Ces capteurs souples et réactifs peuvent être intégrés dans des vêtements, sur le corps ou à des dizaines de points d'une station de production pour interpréter l'environnement et enregistrer les événements au fur et à mesure qu'ils se déroulent. De plus en plus, ces capteurs peuvent calculer à la périphérie. Les données collectées par les capteurs sont communiquées sur IoT, ce qui donne une usine où les humains et les objets sont en constant "dialogue".

Pour les fabricants qui recherchent la flexibilité, ces capteurs doivent mesurer les performances de l'homme et de la machine.

Big Data

L'une des principales caractéristiques de la technologie augmentative est qu'elle peut réagir en temps réel aux actions d'un travailleur, aux conditions ambiantes ou aux données des machines. Ces systèmes regroupent les données collectées tout au long d'une opération de fabrication et aident à les organiser de manière à améliorer la capacité d'un être humain à produire des informations. L'IA, Apprentissage machine, et d'autres technologies algorithmiques prédictives et classificatrices peuvent améliorer la capacité des opérateurs et des ingénieurs à prendre des décisions.

Pour améliorer les performances humaines, il faut comprendre les causes profondes des défaillances humaines.

Selon le ministère de l'énergie, jusqu'à 80 % des erreurs de travail dans les contextes industriels sont imputables à l'erreur humaine.

Ce chiffre doit être replacé dans son contexte.

En examinant des décennies de recherche, le DOE a constaté que, parmi ces erreurs, seules 30 % étaient dues à des erreurs individuelles. Le reste était imputable à des structures de travail caractérisées par des "situations propices à l'erreur" ou des situations où "les exigences de la tâche dépassent les capacités de l'individu ou lorsque les conditions de travail aggravent les limites de la nature humaine".

Le DOE a conclu que "l'erreur humaine... n'est pas la seule cause de l'échec, mais plutôt l'effet d'un problème plus profond dans le système. L'erreur humaine n'est pas aléatoire ; elle est systématiquement liée aux caractéristiques des outils des personnes, aux tâches qu'elles accomplissent et à l'environnement opérationnel dans lequel elles travaillent".

Il s'agit là d'une constatation importante. Elle suggère que bon nombre des causes traditionnelles que nous attribuons à l'erreur humaine - la fatigue, les erreurs de concentration, une formation insuffisante, un mauvais environnement de travail - ne sont pas réductibles à la performance humaine. Au contraire, de bonnes performances sont le résultat d'une bonne conception du système.

Le rapport poursuit : "Quelle que soit l'efficacité des équipements, la qualité de la formation, de la supervision et des procédures, et la manière dont le meilleur ouvrier, ingénieur ou directeur s'acquitte de ses fonctions, les gens ne peuvent pas être plus performants que l'organisation qui les soutient".

Comment la technologie augmentative peut-elle créer les conditions d'une performance humaine optimale ? Comment les organisations peuvent-elles soutenir et responsabiliser leur personnel ? Examinons quelques causes courantes de problèmes de fabrication pour comprendre comment la bonne technologie peut aider.

Fatigue

Les travailleurs fatigués sont enclins à commettre des erreurs. Ils sont également susceptibles de se blesser au travail. Pour lutter contre la fatigue, les technologies augmentatives peuvent détecter le moment où un travailleur commence à montrer des signes de fatigue.

Dans l'industrie manufacturière, des capteurs portables intégrés aux équipements de protection peuvent détecter si un travailleur adopte une mauvaise posture lorsqu'il soulève une charge lourde (signe de fatigue). Pour les opérateurs chargés de l'assemblage, les instructions de travail numériques favorisent l'interaction et contribuent à améliorer l'engagement. Les dispositifs portables peuvent détecter les changements dans les fonctions corporelles d'un travailleur, caractéristiques de la fatigue, et l'alerter pour qu'il prenne une pause.

Concentration

Malgré toutes leurs vertus, les travailleurs humains sont toujours sujets à des pertes de concentration. Même les meilleurs travailleurs connaissent des jours difficiles. Ces baisses de régime sont souvent dues à la nature même de l'industrie manufacturière : longues heures de travail, tâches répétitives et travail mentalement épuisant.

Les technologies augmentatives peuvent contribuer à améliorer la concentration en maintenant les travailleurs engagés dans leurs tâches. Certains y parviennent en "gamifiant" le travail, ou en transformant certains aspects du travail répétitif en un jeu dans lequel on est constamment en compétition avec soi-même. D'autres remplacent les instructions statiques par des dispositifs interactifs.

Lorsque des erreurs se produisent, les contrôles de qualité en ligne assistés par IoT aident les humains à détecter les non-conformités avant qu'elles ne se répercutent en aval.

Formation

Les opérateurs doivent souvent apprendre de nouvelles tâches dans un délai très court. Les nouveaux embauchés disposent d'une courte période pour acquérir de nouvelles compétences et de nouveaux processus avant de commencer à travailler sur les lignes de production. Enfin, les collaborateurs expérimentés les plus aptes à former les nouvelles recrues partent rapidement à la retraite. Tout cela contribue à ce que les régimes de formation ne soient pas aussi efficaces qu'ils pourraient l'être.

Les nouvelles technologies augmentatives contribuent à la formation et à la requalification des employés. Par exemple, les applications de formation à la fabrication peuvent guider un nouvel employé pas à pas dans un processus. Grâce à des modules de formation interactifs et riches en médias, ces applications peuvent être conçues pour s'adapter à tous les styles d'apprentissage et aider les opérateurs à apprendre par la pratique dès le premier jour. En outre, la connexion IoT et les capteurs intégrés permettent à ces applications de détecter si un travailleur exécute correctement les nouvelles compétences. Cela permet une intervention précoce et garantit que les opérateurs ne renforcent pas les techniques incorrectes.

Améliorer la productivité grâce aux instructions de travail numériques

Les solutions automatisées assurant la plupart des tâches manuelles répétitives, il ne reste plus aux opérateurs que les assemblages trop complexes ou trop variables pour être automatisés. Cette tendance ne fera que s'accentuer, car la demande de personnalisation, les cycles de production courts et les volumes faibles et élevés restent la norme.

Les instructions de travail numériques interactives sont un moyen facile d'aider les travailleurs confrontés à ces défis. Les instructions de travail numériques guident les travailleurs à travers des processus complexes d'une manière peu intrusive. Les médias intégrés, tels que les vidéos et les photos, permettent aux opérateurs de voir comment effectuer chaque étape en ligne. IoT Les dispositifs tels que les faisceaux de rupture et les projecteurs guident les travailleurs vers les bonnes pièces et les empêchent de commettre un certain nombre d'erreurs d'assemblage courantes.

Les instructions de travail numériques augmentent les capacités uniques des humains en leur permettant de se concentrer sur la tâche à accomplir.

L'assurance qualité en ligne à l'épreuve des erreurs

Les non-conformités en matière de qualité font partie intégrante de la fabrication. S'il est essentiel de prévenir les problèmes de qualité, il est tout aussi important de les identifier lorsqu'ils se produisent. De nombreuses erreurs de qualité sont trop subtiles pour être détectées par l'homme. De plus, un opérateur fatigué ou distrait peut passer à côté d'une erreur de qualité alors qu'il s'efforce d'atteindre un quota de production.

Les systèmes de qualité modernes reconnaissent que les humains ne peuvent pas détecter 100 % des problèmes de qualité. Ils renforcent les contrôles de qualité existants grâce à des dispositifs tels que des balances, des pieds à coulisse et des caméras ( IoT ). Vous pouvez considérer cela comme un poka-yoke numérique. La distinction essentielle est qu'à aucun moment ces outils ne font le travail à la place des humains. Au contraire, ils complètent et rationalisent les contrôles que les humains effectuent déjà grâce à des capacités numériques améliorées.

Rationalisation de la production avec Vision par ordinateur

Vision par ordinateur est l'une des technologies les plus passionnantes de l'ère numérique. Combinant les techniques traditionnelles de vision industrielle avec les technologies avancées Apprentissage machine et AI, les systèmes Vision par ordinateur peuvent guider et analyser les actions des opérateurs pendant qu'ils travaillent.

Il existe de nombreuses façons pour Vision par ordinateur d'améliorer le travail de fabrication. Vision par ordinateur Les systèmes d'aide à la production peuvent identifier les gestes et les mouvements de l'opérateur et y répondre. Par exemple, en voyant un geste particulier de la main, un système Vision par ordinateur pourrait déclencher une application Instruction de travail numérique pour passer à l'étape suivante. Il peut lire du texte, des codes-barres et identifier des objets dans son champ de vision. Il peut également identifier et signaler les aberrations par rapport à une norme, agissant ainsi comme un outil vigilant d'assurance qualité.

Améliorer la visibilité grâce au suivi des performances en temps réel

La visibilité des processus est essentielle à leur amélioration. Traditionnellement, l'analyse des données dans l'industrie manufacturière nécessitait d'extraire des données de différentes sources et de différents départements, de les agréger et enfin de trouver des possibilités d'amélioration dans les chiffres. Les nouvelles technologies numériques collectent et analysent automatiquement des flux continus de données de fabrication, ce qui permet aux ingénieurs de prendre des décisions plus rapidement et avec plus de précision. IoT connectivité, les applications de fabrication et les tableaux de bord analytiques fonctionnent ensemble pour fournir aux ingénieurs les informations les plus récentes.

Accroître le contrôle des processus avec No Code Apps

Le travail manufacturier moderne exige des ingénieurs qu'ils exercent un haut degré de contrôle sur des processus et des systèmes disparates. Les plateformes d'applications de fabrication sans code donnent aux ingénieurs la possibilité de relier leurs machines et leurs collaborateurs de manière novatrice. Le principe de no code est qu'il n'y a pas deux opérations identiques, et que même des opérations similaires confrontées à des défis similaires ne se prêtent pas nécessairement à des solutions prêtes à l'emploi. En concevant des applications personnalisées ou en adaptant un modèle, les ingénieurs peuvent mettre en œuvre des solutions qui, traditionnellement, nécessitaient l'assistance des services informatiques et de la direction.

L'augmentation offre aux fabricants un moyen de renforcer leur main-d'œuvre existante sans sacrifier la flexibilité et les avantages en termes de coûts de la main-d'œuvre humaine.

Plus important encore, elle donne aux fabricants un moyen d'améliorer les systèmes dans lesquels les êtres humains travaillent afin d'améliorer les conditions et d'encourager des performances optimales.

Lorsque vous réfléchissez à la manière d'augmenter votre personnel, examinez attentivement les domaines de vos opérations qui peuvent contribuer aux erreurs, ainsi que les technologies dont vous aurez besoin pour adapter avec succès vos flux de travail.