Intelligente, ultra performante et totalement prédictive: Industrie 4.0 conceptualise l’usine intelligente de demain

30 mai 2016 16:33

Imaginez un futur où même les secteurs industriels les plus complexes et les plus exigeants bénéficient d’un processus de fabrication intelligent, haute performance, économe en ressources et totalement prédictif. Telles sont la vision et la finalité ultime d’Industrie 4.0, un concept qui gagne en importance partout dans le monde.

Industrie 4.0 est connu sous une multitude d’appellations: usine du futur, quatrième révolution industrielle, usines intelligentes, usines exceptionnelles ou, en Suisse, Industrie 2025. Quel que soit son nom, cette vision associe une série de systèmes d’automatisation intelligents et modernes, d’échange de données et de technologies de production. Parmi eux :

  • Des systèmes cyber-physiques évolutifs, conçus grâce à l’intégration directe d’algorithmes et de composants physiques, dont des machines-outils.
  • L’Internet des objets et des services, un système qui connecte un appareil ou une machine à Internet et/ou avec d’autres appareils pour permettre aux objets de devenir «intelligents» et de collecter, d’analyser et d’exploiter une quantité massive de données (analyse de données de grande envergure). L’Internet des objets et des services rompt avec les modèles d’entreprise classiques et donne naissance à de nouveaux services ultra puissants.

Plusieurs acteurs sont pionniers dans le développement de l’Industrie 4.0 dans le domaine de l’usinage: les instituts de recherche comme RWTH Aachen University et le Fraunhofer Institute of Production Technology ainsi que l’entreprise GF Machining Solutions, leader des solutions d’usinage et collaborateur de recherche. 

Des solutions pour répondre aux défis de l’industrie

Les avantages offerts aux fabricants par l’Industrie 4.0 s’illustrent dans une multitude de secteurs industriels, explique Roberto Perez, Responsable Industrie 4.0 chez GF Machining Solutions.

«Notre stratégie vise des segments industriels ayant des objectifs communs: maintenir constamment des niveaux de productivité, de qualité et de précision élevés dans leurs processus de production, tout en veillant à optimiser les coûts et à faire preuve de flexibilité
et de souplesse sur un marché turbulent. En même temps, nous devons fournir des solutions pour répondre à des attentes spécifiques, tels les besoins d’intégrité de la surface et de traçabilité des processus des secteurs de l’aérospatial et du médical», précise R. Perez. «Notre approche de l’Industrie 4.0 consiste à concevoir des solutions d’usinage intelligentes qui ciblent des processus prédictifs et adaptables afin d’optimiser les performances, dans le respect des exigences aussi spécifiques que changeantes auxquelles sont confrontées les entreprises aux processus de production complexes.»

La numérisation, la clé de voûte du système

La numérisation, c’est-à-dire la conversion d’informations au format numérique, interprété par les systèmes informatiques, rend ces solutions possibles. Elle établit le fondement des systèmes cyber-physiques.

Les machines GF Machining Solutions intègrent déjà quelques caractéristiques de systèmes de ce type, capables d’évoluer et d’agir dans le monde physique et de «penser» dans le monde cybernétique. Cette capacité à «penser», qui inclut la planification, l’analyse, la modélisation, la mémorisation, l’association et l’optimisation dans l’univers cybernétique, peut ensuite être réinjectée dans le monde physique de l’usinage. À titre d’exemple: les machines-outils équipées de modules de vision intelligents ou connectées à des appareils de mesure, capables de caractériser les processus en cours, de compenser les erreurs, comme la solution T.R.U.E. (True Response to User Expectation) de GF Machining Solutions, et de créer des cellules de fabrication auto-optimisantes, degré ultime du concept d’Industrie 4.0. Néanmoins, dans l’environnement du client, les informations ne découlent pas simplement de tels systèmes en raison du manque d’interopérabilité et de la dépendance vis-à-vis de l’intervention humaine.

«Notre approche de l’Industrie 4.0 s’articule autour d’une usine connectée où les systèmes cyber-physiques communiquent et collaborent entre eux, mais aussi avec nos clients et nos employés», continue R. Perez. L’intégration logicielle et matérielle se fera en association avec CIMFORCE, une entreprise spécialisée dans la conception de passerelles entre des produits logiciels aussi sophistiqués que variés, actuellement utilisés par les industries de pointe de nos segments stratégiques.

 «Grâce à ce partenariat, nous développons des systèmes cyber-physiques qui supportent
les principales étapes de l’amélioration continue des processus: la planification, l’exécution, l’analyse et l’optimisation» ajoute R. Perez. «Intégrée à différents niveaux, de l’atelier de fabrication aux systèmes logistiques et de gestion des ressources humaines qui interagiront les uns avec les autres de façon autonome, l’usine intelligente sera très ingénieuse: chaque facette contribuera à l’optimisation globale du site de production.»

R. Perez affirme que les ingénieurs et les clients de GF Machining Solutions continueront de jouer un rôle actif et décisif. Cependant, avec l’Industrie 4.0, ils bénéficieront de nouveaux outils de simulation et de contrôle basés sur des capteurs, chargés d’effectuer un suivi
en temps réel et d’enregistrer l’évolution des indicateurs-clés du processus: «Nos clients économiseront du temps qu’ils pourront consacrer à l’innovation et au développement de
leurs marchés. Ils pourront ainsi répondre aux exigences d’une entreprise rentable dans un environnement économique concurrentiel et instable».

«La forte interaction entre les miroirs virtuels rendant compte de la qualité de la pièce, tels ceux de notre système d’eTracking, et les connaissances de nos experts, définira la première étape de l’architecture d’un environnement totalement intelligent», déclare R. Perez.

«Dans les étapes suivantes, les systèmes offriront une optimisation reconfigurable du flux des processus en temps réel avec l’expertise embarquée de GF Machining Solutions. Sur le plan des services, les systèmes de la Division viseront l’autonomie avec un système de gestion à distance de la « santé » des équipements et de la logistique, ce qui renforcera nos relations avec nos clients.»

Exploiter l’intelligence existante

Ce concept semble être à des années-lumière de l’époque de la première révolution industrielle des 18e et 19e siècles, où les sociétés rurales d’Europe et d’Amérique du Nord s’orientèrent vers l’industrialisation et l’urbanisation. C’est un fait. L’Industrie 4.0 repose sur deux périodes importantes. D’abord, la fin du 19e et le début du 20e siècle, lorsque les avancées dans la fabrication et la technologie de production permirent l’adoption à un large niveau de systèmes technologiques préexistants. Ensuite, la 3e révolution industrielle, de la
fin des années 50 à nos jours, marquée par le passage au numérique des technologies mécanique et électronique.

Dans le secteur des machines-outils, l’Industrie 4.0 a aussi vocation à étendre l’intelligence système vers des outils adjacents. Il s’agit de les transformer en systèmes de production complexes où le fabricant de la machine, les fournisseurs et le propriétaire seraient connectés en permanence pour fournir des services à distance et améliorer les processus. Selon R. Perez, le système rConnect de GF Machining Solutions, l’outil d’analyse à distance de machines-outils le plus exhaustif du secteur industriel, en est un bon exemple. Cette techno-logie démontre comment la transformation numérique de l’usinage permet aux fabricants d’augmenter la disponibilité de leur machine tout en travaillant dans les meilleures conditions.

Live Remote Assistance, la première phase de rConnect, permet une assistance à distance autorisée par le client. Elle le connecte en temps réel avec le centre de diagnostic local et les usines GF Machining Solutions et s’accompagne d’une inspection à distance de la machine-outil, suivie d’un diagnostic effectué par un technicien ou par le client. Si une opération de maintenance est nécessaire, elle est exécutée sur site par un technicien spécialisé.

 «Dans un futur proche, rConnect établira un lien entre des technologies qui pourront, par exemple, prédire la durée de vie des composants et des consommables d’une machine» résume R. Perez. «En phase avec Industrie 4.0, rConnect constitue une étape supplémentaire vers l’élimination des temps d’arrêt des processus, l’optimisation des performances de la machine et l’assurance d’une prédictibilité totale des processus de fabrication et de la qualité du produit.»

gfms-rconnect-logoEn phase avec le concept d’Industrie 4.0, le système rConnect de GF Machining Solutions constitue une étape supplémentaire vers l’élimination des temps d’arrêt des processus, l’optimisation des performances de la machine et l’assurance d’une prédictibilité totale des processus de fabrication et de la qualité du produit.
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gfms-true-versoT.R.U.E. PRECISION, la première solution dans la gamme T.R.U.E. (True Response to User Expectation) des Solutions Intelligentes de Production de GF Machining Solutions.
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Paul Thickett
Head of Design & Brand Communications
GF Machining Solutions
Rue du Pré-de-la-fontaine 8
1217 Meyrin
Suisse

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