La flexibilité : un enjeu majeur de l’industrie 4.0

By Margaux Cervatius - 28 octobre 2020

Après le charbon, l’électricité et l’électronique, nous assistons aujourd’hui à une quatrième révolution industrielle. Portée par les nouvelles technologies telles que les capteurs IoT, l’intelligence artificielle, les robots autonomes ou encore l’impression 3D, l’industrie 4.0 se veut plus efficace, plus flexible, et donc plus rentable.

Pour s’adapter à un contexte changeant et rester compétitifs, les grands groupes industriels n’ont pas d’autre choix que d’adopter des processus de production plus flexibles. Selon une étude américaine, 53,1 % des fabricants prévoient un changement dans leurs opérations à cause de la Covid-19. Plusieurs d’entre eux ont d’ailleurs pris un virage à 360° pendant la crise du coronavirus et complètement modifié leur chaîne de production pour répondre à des besoins urgents. Ainsi, le constructeur automobile Lamborghini s’est mis à produire plus de 1 000 masques chirurgicaux par jour. Le géant du luxe LVMH s’est quant à lui temporairement reconverti dans la production de gel hydroalcoolique.

Le monde industriel a donc besoin des nouvelles technologies, condition sine qua non d’une plus grande flexibilité de la chaîne de production. Et qui dit nouvelles technologies dit startups innovantes de l’industrie 4.0.

Une adaptation en temps réel

L’ancien modèle de production en série, adopté notamment par les constructeurs automobiles comme Ford au début du XXe siècle, consistait à produire un nombre pré-défini d’objets identiques. Cette organisation permettait aux industriels de réduire les coûts tout en augmentant la productivité. Toutefois, un tel modèle n’est plus capable de répondre aux attentes des consommateurs d’aujourd’hui, qui veulent de plus en plus des produits personnalisés. Afin d’adapter la production à la demande en temps réel, les industriels ont mis en place des outils qui améliorent la communication entre les machines, les appareils, les capteurs et les personnes. Toutes les données récoltées sont ainsi plus facilement accessibles aux différents acteurs de la chaîne de production.

L’utilisation croissante des capteurs IoT permet la création de jumeaux numériques. Les utilisateurs disposent ainsi d’informations mises à jour sur le comportement des machines et des chaînes de production afin de repérer des dysfonctionnements voire anticiper des pannes. Les jumeaux numériques sont également utiles dans le cas des produits connectés : l’entreprise récolte en permanence des informations sur le produit (performance, bugs…) afin de l’améliorer et ainsi mieux satisfaire le client.

Cet impératif d’adaptation ne se limite pas à l’équipement mais s’étend aux ressources humaines. Les entreprises doivent améliorer leur gestion des ressources internes pour pallier l’absence d’employés ou répondre à une demande exceptionnellement élevée. Andjaro, classée dans le top 20 % des startups notées par Early Metrics, développe par exemple une plateforme de gestion en temps réel des besoins ponctuels de personnel. La startup permet d’optimiser le placement des employés en cas de sureffectif, des collaborateurs à temps partiel ou en CDD, ou encore des collaborateurs « volants ».

Des robots plus accessibles

Les robots ont intégré le milieu industriel depuis plusieurs décennies, mais ils sont pendant longtemps restés des équipements chers et volumineux. Seules les grandes entreprises disposaient du capital nécessaire pour investir dans des robots, et quand elles le faisaient, leur utilisation se limitait souvent à des tâches simples. Or aujourd’hui, les robots offrent des possibilités bien plus vastes, pour des acteurs de toutes tailles.

Les robots autonomes peuvent être rapidement et facilement programmés pour effectuer de nouvelles tâches, et parfois sans aucune expertise. C’est le cas de MIP Robotics, une startup notée par Early Metrics, qui développe des bras robotiques pour le secteur industriel. Le système peut être mis en place sur une tablette de programmation, sans que l’employé possède des compétences en programmation. Cette solution offre un gain de temps puisqu’elle permet de modifier la chaîne de production sans avoir à former un employé ou faire appel à un expert.

D’autres solutions permettent de passer rapidement et efficacement d’un modèle à l’autre sans perdre en efficacité. Par exemple, la solution logicielle d’Intermodalics, nommée Pick-it, permet de programmer automatiquement les robots de manutention. Grâce à la computer vision, le robot détecte automatiquement les pièces à manipuler et programme les actions nécessaires. Les équipes n’ont donc plus besoin de reprogrammer le robot à chaque changement de produit. Les lignes de production 4.0 sont désormais capables de s’adapter rapidement à toutes les nouvelles configurations, avec un minimum d’intervention humaine sur place.

L’impression 3D à la conquête de l’industrie 4.0

L’impression 3D est utilisée depuis déjà quelques années par les équipes de R&D souhaitant réaliser plus facilement des prototypes. Selon une étude de Sculpteo, le prototype représente d’ailleurs 68 % de l’utilisation de l’impression 3D, contre seulement 13 % pour la production en série. Toutefois, la forte croissance de ce marché (52 % en 2020 contre 48 % en 2019 et 17 % en 2015) laisse espérer une plus grande adoption de cette technologie sur les chaînes de production dans les années à venir.

L’atout de l’impression 3D est indéniable puisqu’elle permet de fabriquer facilement des pièces à partir d’un simple fichier numérique. Cette facilité s’est révélée très utile pendant la crise de covid-19 : plusieurs startups et entreprises ont utilisé l’impression 3D pour produire des objets essentiels en pénurie qu’elles n’avaient jamais produits auparavant. L’agence aérospatiale allemande a ainsi changé son équipement de fabrication additive afin de produire des masques et des valves pour respirateurs artificiels. En cas de pénurie ou de difficulté d’approvisionnement, l’impression 3D peut être une bonne solution de secours. Plutôt que de perdre du temps à chercher de nouveaux fournisseurs, au risque de ralentir la production, les équipes pourront directement imprimer les composants nécessaires au sein de l’usine.

De nombreuses startups développent des outils visant à faciliter le recours à l’impression 3D. Par exemple, Exponential Technologies (xT), notée par Early Metrics, a mis au point une solution qui repose sur l’intelligence artificielle pour optimiser les réglages des machines et/ou la composition des matériaux pour la fabrication additive. Le logiciel aide ainsi les industriels dans leur prise de décisions et optimise les processus de développement.

L’impression 3D présente un énorme potentiel, que les industriels ont à peine commencé à exploiter. Les imprimantes 3D ont longtemps été vues comme des gadgets pour fabriquer des petits objets en plastique chez soi. Or elles fonctionnent avec une multitude de matériaux, dont le métal et le béton, et produisent des pièces très solides. Anisoprint, une autre startup notée par Early Metrics, a développé une machine permettant de renforcer n’importe quel plastique d’impression 3D avec des fibres composites directement pendant le processus d’impression. Les pièces produites sont ainsi plus solides et plus légères et se révèlent idéales pour les industries automobile et aérospatiale.

Comme le disait Darwin, « les espèces qui survivent ne sont pas les espèces les plus fortes, ni les plus intelligentes, mais celles qui s’adaptent le mieux aux changements ». Afin de ne pas tomber dans l’obsolescence et rester compétitifs, les industriels doivent adopter des processus plus flexibles. Pour ce faire, ils peuvent compter sur les nombreuses technologies innovantes développées par les startups, notamment l’impression 3D, qui offre une myriade de possibilités et pourrait bien bouleverser l’industrie dans les années à venir.

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