l’usine du futur et les big data

L’univers de l’industrie a déjà adopté les outils des technologies de l’information et de la communication pour optimiser ses process. Les big data ont donc naturellement fait leur entrée dans les usines, et sont promises à un bel avenir.

En effet, 96% des entreprises ont l’intention d’utiliser l’internet des objets avant 2018. Le marché des logiciels industriels représente déjà 8 600 milliards d’euros pour une croissance annuelle de plus de 8%. Enfin, « l’industrie 4.0 concerne un grand nombre de secteurs, dont le poids s’élève à 23 600 milliards d’euros, soit 46% de l’économie mondiale ». (Source : Industrie et Technologies)

Ces chiffres montrent le potentiel de l’usine du futur ou usine intelligente. Elle sera connectée, intelligente, maîtrisée et optimisée grâce à des capteurs, à l’internet des objets (IoT), au cloud computing et bien sûr aux big data. L’enjeu est de repenser les process et les améliorer pour optimiser la maintenance prédictive et changer les perspectives de rentabilité des usines occidentales, alors que la Chine voit ses coûts de production augmenter. Toutefois c’est toute la chaîne de production qui devra être optimisée, au moyen d’investissements intelligents.

Ces innovations sont une opportunité pour tous les acteurs, en Chine autant qu’en Europe et aux Etats-Unis. Paradoxe d’un pays ayant mis l’accent sur l’économie de services, la France pâtit d’un déficit de perception de son propre secteur industriel (54% des Français pensent qu’il est impossible de réindustrialiser le pays, et seulement 36% d’entre eux se voient travailler dans ce secteur). Tandis que la Chine et les Etats-Unis le perçoivent comme étant innovant (respectivement 92% et 80%), compétitive (respectivement 92% et 76%), et pensent qu’elle joue un rôle important dans l’économie mondiale (91% et 78%).
Toutefois, l’ensemble des répondants à cette étude sont d’accord sur les défis de l’usine du futur : être innovante, tournée vers l’international et surtout plus respectueuse de l’environnement, grâce à l’optimisation de la consommation d’énergie et de l’utilisation des matières premières. (Source : étude Les Usines du Futur)

Comment les big data vont aider concrètement les usines intelligentes ? En leur apportant plus de flexibilité, de traçabilité, de maintenance prédictive, de modélisation et d’optimisation.
Grâce aux capteurs, le fonctionnement de l’usine peut être suivi et enregistré. Les historiques ainsi obtenus fourniront les données nécessaires à la traçabilité. La flexibilité viendra avec les analyses en temps réel des données récupérées, qui apporteront plus de réactivité dans la gestion des process.
La maintenance prédictive fait ses débuts chez les industriels, les tests s’étant montrés concluant. Ainsi Total et General Electric ont développé un projet commun portant sur la maintenance des plateformes pétrolières. Après avoir démontré qu’il était possible de gagner 4 mois sur la détection des pannes. Après un test réalisé sur 95 équipements, 1000 équipements pour 28 filiales de Total sont à présent dotées de nouveaux capteurs, et leurs données analysées par le centre de Monitoring et Diagnostic de l’entreprise à Pau. Air France et Rolls Royce se sont également associés pour développer la maintenance prédictive des avions afin de minimiser leur temps d’immobilisation au sol. Un appareil comme l’A350 récolte pas moins de 400 000 paramètres au cours d’un vol, leur analyse est un enjeu clé. (Source : Usine Digitale)

Les questions de la modélisation et de la maîtrise de la consommation d’énergie sont étroitement liées. En effet, en modélisant les cycles de production, les postes de consommation d’énergie peuvent être mieux identifiés et leur gestion optimisée. Les possibilités d’économie résident notamment dans la planification de la production aux heures creuses ou lorsque les énergies alternatives sont disponibles. Une mise hors tension des machines peut également être déclenchée lorsqu’elles ne sont pas utilisées.

D’autres entreprises ont entrepris de tester en fonctionnement réel les apports des big data et des innovations liées aux technologies de l’information. Daher, équipementier pour l’aéronautique, a investi dans le cadre du plan Industries du futur. Et les résultats sont déjà là puisque son usine nantaise a pu multiplier par 10 la production de clips de jonction en matériaux composite.
L’entreprise Leroy-Sommer a identifié la motorisation comme étant la source de 70% de ses dépenses énergétiques. L’entreprise a donc travaillé sur l’implémentation de moteurs innovants à haut rendement (asynchrones et à aimant). L’entreprise souhaite également augmenter l’interconnexion de moteurs intelligents, à l’aide de capteurs, d’actionneurs et d’un pilotage centralisé. (Source Guide du big data, l’annuaire de référence à destination des utilisateurs 2015-2016)

Conscients des enjeux en cours, les états Européens développent des plans nationaux pour booster les innovations industrielles et l’implantation des big data dans les usines.

En France, le Gimelec, L’Afdel, la FIM (Fédération des industries mécaniques), le Symop (Syndicat des machines et technologies de production), l’UIMM (Union des industries et des métiers de la métallurgie), le Syntec Numérique, le CEA, le Cetim, l’ENSAM et l’Institut Mines-Télécom incarnent le plan « Industrie du Futur ». Laurent Siegfried, le délégué industrie du Gimélec, déclarait à l’Usine Nouvelle : «nous nous sommes engagés auprès d’Emmanuel Macron à réaliser, d’ici 2017, l’accompagnement des 2 000 PME, avec pour chacune d’entre elles des projets de modernisation significatifs de plus de 500 000 euros. Une fois atteint notre rythme de croisière, nous devrions pouvoir accompagner 2 000 entreprises par an ».


L’Allemagne a pris de l’avance dans la course à l’usine de demain. Dans la logique de sa politique industrielle autour des technologies de pointe, elle a démarré dès 2006 son plan « Industrie 4.0 » avec la mise en place de l’Union pour la Recherche, une structure de maîtrise d’ouvrage au sein de laquelle les innovations se sont multipliées. En 2013, la structure a muté en plateforme nationale de pilotage de projets au sein de laquelle la fédération des technologies de l’information et de la communication (BITKOM), la fédération professionnelle de la machine-outil (VDMA) et la fédération des industries électriques (ZVEI) ont joint leurs forces (source Le Monde). La démarche se distingue également par la formation de profils pluridisciplinaires mêlant mécanique, physique et TIC

Cerise sur le gâteau, une infrastructure à haut débit pour l’industrie, répondant aux multiples besoins de communication et d’interconnexion qu’appelleront l’internet des objets et Big Data dans l’industrie sera opérationnelle en 2017. Ces avancées sont à mettre en parallèle des priorités définies par les patrons des PME Allemandes (représentées par le Mittlestand) : pour 50% d’entre eux la digitalisation n’en fait pas partie !

Pour revenir à la France, il faut garder à l’esprit que l’industrie représentait

4,2% du PIB en 2010 et bénéficie d’un tissu de PME performantes et variées. Le niveau de ses formations en mathématiques et en statistiques est un atout non négligeable pour faire nos preuves dans l’industrie du futur et faire évoluer nos usines.

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