Industrie 4.0 : la fusion d’internet et des usines

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INDUSTRIE 4.0 LA FUSION D’INTERNET ET DES USINES

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UNE HISTOIRE DE RÉVOLUTIONS

INDUSTRIELLES

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3 RÉVOLUTIONS INDUSTRIELLES MAJEURES

Vers 1800

Energie hydraulique et fossile

1890-1910

Energie électrique Production de masse

1960-1970

Télécommunications Logique programmable

I II III

#Machine à vapeur (1803) #Electricité (1891) #Automate programmable (1969)

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UNE 4ÈME RÉVOLUTION

INDUSTRIELLE ?

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INDUSTRIE 4.0 ÇA CONSISTE EN QUOI ?

Le concept d’« Industrie 4.0 » vient d’Allemagne. Il définit une nouvelle organisation des usines, également nommées smart factories, afin de mieux servir ses clients, grâce à une flexibilité accrue de la production et l’optimisation des ressources

LES PRINCIPES CLÉS DE L’USINE 4.0 :

L’USINE DEVIENT NUMÉRIQUE ET FLEXIBLE

Elle se caractérise par une communication continue et instantanée entre les différents outils et postes de travail intégrés dans les chaînes de production et d’approvisionnement.

DES OUTILS DE SIMULATION ET DE TRAITEMENT DE DONNÉES PUISSANTS

La récolte et l’analyse des données produites par les différents éléments de la chaîne de production permet de produire une réplique virtuelle de cette chaîne afin de simuler des tests, familiariser les ouvriers avec les outils de travail.

UNE USINE ÉCONOME EN ÉNERGIE ET EN MATIÈRES

PREMIÈRES L’industrie 4.0 sera économe en énergie et en ressources grâce à un réseau de communication et d’échange instantané et permanent avec une coordination des besoins et disponibilités.

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INDUSTRIE 4.0 LES LEVIERS À L’ORIGINE DE SON DÉVELOPPEMENT

CAPTEURS CONNECTÉS ANALYSE PRÉDICTIVE BIG DATA

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INDUSTRIE 4.0 CHIFFRES CLÉS

D’ici 2020, plus d’1 MILLIARD D’OBJETS CONNECTÉS équiperont les usines de fabrication (contre 237M aujourd’hui). Cela

représente UNE CROISSANCE ANNUELLE DE PLUS de 55%

AUX ÉTATS-UNIS, L’INDUSTRIAL IOT POURRAIT APPORTER UN GAIN DE PRODUCTIVITÉ DE PLUS DE 40% D’ICI 2035

Sources : BI Intelligence 2015, GE 2014

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INDUSTRIE 4.0 QUELS BÉNÉFICES ?

LES USINES DU FUTUR COMBINERONT L' EFFICACITÉ DE LA PRODUCTION DE MASSE AVEC LA FABRICATION SUR MESURE (À LA DEMANDE) ET OPTIMISERONT EN TEMPS RÉEL TOUTE LA CHAÎNE LOGISITIQUE

Sources : World Economic Forum 2015

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Efficacité opérationnelle •  Optimiser l’utilisation des

ressources (matière, machines, humain)

•  Diminuer les coûts d’exploitation

•  Améliorer la productivité des employés

Nouveaux produits et services •  Business model du

product-as-a-service ou pay-per-use

•  Création de nouveaux services basés sur du software (analyse de données, algorithmes)

•  Valorisation / monétisation des datas

Economie de la performance •  Business model du Pay-

per-outcome •  Création de nouveaux

écosystèmes connectés (partenaires industriels)

Economie autonome et dynamique •  Analyse et modélisation

de la demande en continu et alignement en conséquence de la chaine de production grâce à une automatisation complète

court-terme long-terme 2 3 4

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EXEMPLE : L’USINE 4.0 VUE

PAR SIEMENS

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When you look at Industry 4.0, it’s based on a logic of cyber-physical systems (i.e. connected systems). That is to say you’ve got autocratic, independently operating systems, which self-optimize, communicate with each other and, ultimately, optimize production as a whole

ECKARD EBERLE CEO Process Automation @Siemens

L’USINE 4.0 VUE PAR SIEMENS

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L’USINE 4.0 VUE PAR SIEMENS

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L’USINE 4.0 VUE PAR SIEMENS USINE DE CONDITIONNEMENT DE LIQUIDES (SIEMENS LABS)

1. Une bouteille avec un tag RFID arrive sur la chaîne de conditionnement

2. La remplisseuse lit le tag RFID et détecte quel liquide (parmi plusieurs) correspond à cette bouteille

3. De même pour le type de bec verseur à visser.

4. Et pour l’étiquette à coller sur la bouteille

UNE CHAÎNE DE PRODUCTION CONNECTÉE, MODULAIRE, INTELLIGENTE ET AUTO-ADAPTABLE AVEC POURTANT PEU DE TECHNOLOGIE EMBARQUÉE EN PLUS PAR RAPPORT À UNE CHAÎNE DE PRODUCTION CLASSIQUE

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QUELQUES CAS D’USAGES

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•  Améliorer la productivité des employés












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EFFICACITÉ OPÉRATIONNELLE GESTION DE L’EAU

Thames Water, le plus important fournisseur de services d'eau potable et de traitement d'eaux usées dans le Royaume-Uni, utilise des capteurs type MEMS dans toutes ses installations, et analyse en temps réel toutes les données récoltées.

RÉSULTATS

Cela permet d'anticiper les pannes d'équipements et de répondre plus rapidement aux situations critiques, telles que les fuites ou les évènements météorologiques critiques.

En 2 ans, Thames Water a pu ainsi voir son TOTEX (CAPEX + OPEX) baisser de 15 à 20%.

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EFFICACITÉ OPÉRATIONNELLE MAINTENANCE PRÉDICTIVE

ThyssenKrupp opère plus de 1,1 million d’ascenseurs dans le monde. Depuis 2013, un partenariat a été lancé avec Microsoft (Azure IoT service) afin de pouvoir relever à distance plusieurs centaines de paramètres sur leurs ascenseurs (température du moteur, alignement des arbre, vitesse de la cabine, fonctionnement de la porte, etc.).

RÉSULTATS

Tous ces paramètres analysés en temps réel permettent d’anticiper, à l’aide d’algorithmes, les opérations de maintenance à réaliser et de limiter au maximum les pannes.

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Airbus a introduit en 2014 sur son site de Puerto Real le premier cobot opérant sur une chaîne d'assemblage de l’A380.

Une mise en place progressive des cobots permettra aux hommes de se consacrer aux tâches à plus haute valeur ajoutée qui requièrent dextérité et inventivité.

RÉSULTATS •  Un bond d'efficacité dans l'assemblage des

avions avec un coût de production et un temps de cycle pouvant être réduit de 50%.

•  Une diminution de 85% du temps d’inactivité des travailleurs lorsqu’ils collaborent avec des robots.

EFFICACITÉ OPÉRATIONNELLE LES COBOT (COWORKING ROBOTS)

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EFFICACITÉ OPÉRATIONNELLE MAINTENANCE PRÉDICTIVE

Apache est une compagnie qui exploite des gisements de pétrole et de gaz dans plusieurs pays. Apache utilise les données de ses capteurs pour prédire les défaillances et minimiser les pertes de production.

RÉSULTATS •  Une augmentation de l’efficacité des

pompes Apache de 1% (pour l’ensemble de l’industrie pétrolière cela permettrait de générer une production supplémentaire d’un demi million de barils / jour)

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•  Améliorer le productivité des employés












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NOUVEAUX PRODUITS / SERVICES MAINTENANCE AUGMENTÉE

En octobre 2013, Volkswagen a développé, une application pour tablettes et smartphones nommée MARTA (Mobile Augmented Reality Technical Assistance). L’application permet, grâce à toutes les données récoltées par l’électronique embarqué :

•  L’identification instantanée d’un problème via un mélange d’images réelles et de précisions virtuelles.

•  Une aide à la réparation avec des explications techniques et des simulations vidéo pour chaque étape.

RÉSULTATS Impossible pour un technicien de ne pas savoir d’ou vient la panne. MARTA simplifie l’entretien des véhicules via l’analyse de leur électronique embarqué.

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ÉCONOMIE DE LA PERFORMANCE MAXIMISER LA PRODUCTION D’ÉNERGIES RENOUVELABLES

General Electric a lancé sa plateforme Wind Power Up. En plaçant des capteurs sur des éoliennes (déjà en place ou nouvelles) et grâce à des données météorologiques précises, GE est aujourd’hui capable d’optimiser en temps réel l’utilisation des turbines, la production d’énergie et la maintenance grâce à l’analyse des données produites.

Avec E.ON (Climate and Renewables in North America), GE se rémunère en prenant un pourcentage sur le revenu incrémental de E.ON dû à une amélioration de la production électrique.

RÉSULTATS

•  Une croissance de 5 à 20% de la puissance produit par les champs d’éoliennes E.ON

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ÉCONOMIE DE LA PERFORMANCE VENDRE DU TEMPS DE VOL

Rolls-Royce fournit une gamme de services d’entretien et de maintenance prédictive pour ses moteurs à réaction avec un ensemble de catpeurs et d’outils d’analyse à distance.

Cela permet d’augmenter ainsi la fiabilité des moteurs mais surtout de limiter le temps au sol non prévu par les companies (i.e. maximiser le time on wing et être le plus précis sur son estimation). Avec ce programme TotalCare, Rolls-Royce s’engage à financer les companies aériennes des pertes d’exploitations dûes à des pannes non prévues.

RÉSULTATS

92 % des moteurs Trent (dernière génération) disposent du programme de maintenance TotalCare

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ÉCONOMIE DE LA PERFORMANCE TIRER DES BÉNÉFICES DE LA PERFORMANCE DES SES PNEUS

Avec EFFIFUEL, MICHELIN solutions s'engage auprès des transporteurs à faire baisser leur consommation de carburant.

Par l’analyse de la flotte de camions de transporteurs et de leurs chargements, Michelin est en mesure de prédire des objectifs d’économies de carburant (avec de nouveaux pneus et un formation à l’écoconduite). EFFIFUEL est un programme qui fonctionne sur le mode "résultat délivré ou remboursé ». En cas de résultats négatifs, Michelin s’engage à couvrir les pertes.

RÉSULTATS

•  Economie constatée de 1,5 l/100km sur les flottes de poids lourds ayant signés, avec des gains potentiels encore plus élevés.

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•  Création de nouveaux services basés sur du software (analyse de données, algoritmes)









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ÉCONOMIE AUTONOME ET DYNAMIQUE NUMÉRISER LES USINES

AREVA a lancé son projet Comurhex 2, qui a pour but la création d’un nouveau site de conversion de l’uranium, avant les étapes d’enrichissement.

Une modélisation 3D du bâtiment a facilité la construction en permettant :

•  L’optimisation de la gestion de l’espace. •  La détection des conflits éventuels entre

différents types d’équipements.

•  Une meilleure visualisation des installations techniques comparativement à un plan 2D

•  Un meilleure gestion des ressources humaines sur le site

RÉSULTATS

•  Optimisation globale de l’entreprise •  Des gains de temps et d’argent

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ÉCONOMIE AUTONOME ET DYNAMIQUE PILOTER L’USINE AU GLOBAL

General Electric, développe sa plateforme Predix cloud, une plate-forme clous« as-a-service » s’adressant aux industries où les questions de sécurité et de conformité sont importantes. Le développement d’applications sur cette plateforme commencera par GE et sera à terme ouvert suivant un modèle de tarification à la demande. Au cœur du développement des services d’analytics qui permettra à GE de proposer des applications de reporting, maintenance où d’optimisation du parc technologique de ses clients.

RÉSULTATS GE a l’ambition de devenir l’un des dix premiers acteurs du logiciel d’ici à 2020, un domaine où il revendique déjà un chiffre d’affaires de 6 milliards de dollars.

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Contacts Elodie Bongrain, directrice de l’activité Objet FABERNOVEL [email protected] Thomas Borie, Chef de projet [email protected]