Ouvrir ou fermer le menu de navigation

La page est en cours de chargement...  

obtenir du financement

s'améliorer

créer des liens

se conformer

exporter

s'informer

Guides et outils

1. Industrie 4.0 : origine et définition

Stratégie numérique du Québec - Feuille de route industrie 4.0

Feuille de route industrie 4.0

Le concept d’industrie 4.0 tire ses origines d’une réflexion allemande achevée en 2011. Cette réflexion lancée par le gouvernement de l’Allemagne, puis menée par le monde universitaire de ce pays et les grands partenaires industriels, portait sur l’avenir du secteur manufacturier.

L’objectif, pour le moins ambitieux, était de définir les paramètres pouvant positionner le secteur manufacturier allemand comme le plus performant en matière de productivité et de flexibilité.

Les résultats de cette démarche ont conduit jusqu’au Québec à la naissance du concept d’industrie 4.0.

Pourquoi 4.0?

La figure suivante montre l’évolution industrielle vers l’Industrie 4.0. Cette évolution est porteuse d’avancées technologiques et de progrès en termes de modes d’organisation du travail. La révolution Industrie 4.0 se caractérise par l’ajout d’une couche technologique transversale permettant l’interconnexion et la synchronisation des différents systèmes de production, quel que soit leur localisation géographique.

Le monde industriel a connu une première révolution qui a fait appel à l’énergie mécanique pour aider l’homme à transformer la matière. La deuxième révolution s’est caractérisée par l’utilisation de l’énergie électrique, avec l’avènement des chaînes de montage et des moteurs.

Dans les décennies 1950, 1960 et 1970 sont apparues les machines à commande numérique, les robots, les automates et la logique programmable : cette troisième révolution a favorisé l’émergence d’une production de masse à des coûts moindres.

Depuis bientôt quarante ans, on a vu l’ordinateur envahir les technologies de production du secteur industriel : dessin, programmation de machines et de robots, perfectionnement des automates. Ceci a entraîné une évolution des stratégies de fabrication allant de la production de masse à l’agilité manufacturière, en passant par le lean manufacturing1 et le juste-à-temps.

Industrie 4.0, smart industry, smart manufacturing, usine du futur ou usine intelligente :
cinq appellations, une même révolution.

Depuis son arrivée il y a plus de vingt ans, Internet a permis de partager de plus en plus d’informations entre les individus et les entreprises. Le protocole Internet (IP) permet même de désigner des adresses précises pour envoyer et recevoir de l’information, avec un émetteur et un récepteur qui peuvent être un ordinateur, une imprimante ou même, aujourd’hui, d’autres objets tels des unités de commande numérique ou des automates.

Ces données forment de véritables mers d’informations qu’il faut apprendre à gérer.

Quatrième révolution industrielle

La connectivité des données et des objets est le facteur déterminant d’industrie 4.0. Connectivité des logiciels, des équipements, des données, données massives à traiter, cybersécurité deviennent des éléments essentiels qui permettent de créer de l’intelligence dans un système manufacturier capable d’une plus grande adaptabilité dans la production et d’une allocation plus efficace des ressources.

Voilà qui définit la quatrième révolution industrielle. Les enjeux sont nombreux. Ils transformeront les pratiques de l’ensemble de la société, et particulièrement celles du secteur manufacturier associées aux modes de gestion, à la main-d’œuvre et aux modèles d’affaires.

Le fondement de la quatrième révolution industrielle :
la connectivité des données et des objets entre eux.

Défis 4.0

La mise en place d’une stratégie numérique intégrée à la stratégie d’entreprise, et incluant l’acquisition de nouvelles technologies, représente certains défis. En voici les principaux :

  • La connectivité des logiciels et des équipements, même des équipements en place.
  • La standardisation de normes et de processus qui facilite le partage des données.
  • La réingénierie des méthodes de travail et des procédés.
  • La gestion de la cybersécurité, afin de protéger l’information sensible et le savoir-faire.
  • L’accès aux spécialistes en technologies numériques.
  • Le développement de nouvelles compétences.

Effet sur l'entreprise

La démarche industrie 4.0 nécessite des investissements dans des solutions logicielles, dans des équipements et dans la formation de la main-d’œuvre. La valeur ajoutée que créeront les données numériques amorcera des changements dans les comportements d’opération et de gestion.

Depuis plus de trente ans, l’acquisition de technologies numériques s’est généralement faite à la pièce, l’entreprise répondant à des besoins technologiques pour améliorer sa performance et sa productivité.

Dans des secteurs industriels comme l’aéronautique et l’automobile, l’introduction du dessin informatisé et de la programmation des machines à commande numérique a fait franchir des pas de géant à l’industrie en matière de traitement de l’information technique.

Ces technologies se sont démocratisées et ont pénétré d’autres secteurs industriels. Elles ont cependant évolué au rythme de l’avancement des techniques de programmation et de l’évolution des processus de conception. Elles sont maintenant accessibles à tous, même pour une utilisation personnelle.

L’intégration des technologies de l’information et de l’automatisation est la base d’industrie 4.0.

De même, les systèmes intégrés de gestion ont allégé les processus, de l’entrée de la commande jusqu’à la livraison du produit. L’intégration des logiciels entre eux, appelée intégration horizontale, réduit encore les risques d’erreurs dans le traitement des données liées à la fabrication :

  • instructions de travail;
  • besoins en matières;
  • étapes de fabrication.

Les équipements de production automatisés (automates, machines à commande numérique, robots) sont présents depuis plusieurs années. Ce qui est nouveau, c’est la possibilité de relier ces équipements au réseau d’entreprises, de faciliter le transfert de programmes, mais aussi de permettre la communication entre ces équipements. C’est ce que l’on appelle l’intégration verticale.

L’intégration horizontale et l’intégration verticale nous amènent à une plus grande connectivité et à un partage des données numériques dans un système de fabrication. L’intégration des technologies de l’information et de l’automatisation est la base d’industrie 4.0.

L’infrastructure n’est pas une fin en soi.
Il s’agit d’un moyen au service des gens et des processus.
Ce sont eux qui lui donnent une véritable valeur.

Enjeu : les modes de gestion

La nouvelle génération de travailleurs (cadres ou opérateurs) arrive sur le marché du travail avec une culture numérique. Téléphones intelligents et tablettes font partie du quotidien, et ces appareils deviendront bientôt des outils de travail dans un environnement manufacturier. La plupart des travailleurs sont en effet habitués à accéder à des informations nombreuses et variées et à partager de l’information personnelle et professionnelle sur les réseaux.

Or, la direction de l’entreprise se doit de partager l’information relative à la production et de rendre les membres de tous les niveaux de l’organisation responsables de la productivité et de la qualité des produits fabriqués. Le partage des indicateurs de performance est l’un des éléments fondamentaux permettant à l’entreprise apprenante d’avancer.

Le concept d’industrie 4.0 vise la fin de l’utilisation des technologies numériques en silo.

Beaucoup d’entreprises ont une culture organisationnelle hiérarchique où l’équipe de direction dicte ce qui doit être fait alors que le personnel exécute les directives. La mise en place de définitions claires des rôles et responsabilités, en plus de l’offre des bons outils de gestion, permet à une entreprise de se diriger vers une culture responsabilisante.

Avec industrie 4.0, l’entreprise pourra entrevoir la possibilité de se diriger vers une culture d’apprentissage où l’opérateur aura accès en temps réel à l’information pour connaître son niveau de performance ou l’état de son poste de travail et contribuer au contrôle du procédé et du processus liés à sa tâche.

La culture d’entreprise doit passer de hiérarchique à responsabilisante
et tendre vers une culture d’apprentissage.

Enjeu : la main-d'œuvre

La technologie et l’organisation permettent de dégager l’opérateur des tâches pénibles, répétitives pour qu’il se concentre sur les tâches à forte valeur ajoutée. La migration vers une entreprise numérique aura des conséquences en ce qui concerne les compétences requises pour occuper un poste.

La numérisation de l’entreprise imposera la mise en place de programmes de formation, pour actualiser les compétences du personnel en fonction des nouveaux besoins. Aux compétences de métiers devront s’ajouter des compétences numériques.

Ajout de compétences numériques

L’introduction de technologies telles que la robotisation des opérations de soudage, par exemple, entraînera de facto un ajout aux compétences requises pour travailler dans le service de soudage. Il sera toujours plus facile d’enseigner l’opération d’un robot à un soudeur que d’enseigner à un programmeur l’art de la soudure.

Une personne bien au fait des paramètres de l’art de la soudure devra contrôler, ajuster et optimiser les opérations d’assemblage effectuées par des robots soudeurs.

Enjeu : les modèles d'affaires

La transformation numérique des entreprises apporte des changements radicaux tout au long de la chaîne de valeur. Une stratégie de production qui repose sur les technologies numériques engendre une diminution du temps de réponse au client, et entraîne ainsi une amélioration du taux de service.

Au-delà de l’application des technologies numériques sur les processus de production, il faut tenir compte des possibles répercussions sur le modèle d’affaires. La commercialisation et la distribution des produits connaissent des changements significatifs. Certaines entreprises manufacturières tendent maintenant vers un modèle d’affaires axé sur les services.

L’exemple du projet pilote de Michelin en Europe, avec sa division Pneus pour camions, illustre bien cela. La compagnie veut facturer le kilométrage utilisé plutôt que de vendre des pneus. Elle essaie donc de fabriquer le meilleur pneu pour fidéliser sa clientèle et s’assurer de revenus récurrents.

Ce nouveau modèle d’affaires aura un effet sur la stratégie de production, la stratégie de mise en marché et le processus de facturation client.

Un nouveau modèle d’affaires

Industrie 4.0 donne la possibilité de transformer un ensemble de produits en une plateforme de services (par exemple : vendre des services d’impression au lieu de vendre des imprimantes). 

Maturité numérique

La notion de maturité numérique est associée à plusieurs facteurs. Le premier concerne la technologie elle-même. Les développeurs de logiciels ont produit des solutions qui n’ont pas toutes les mêmes caractéristiques. Certaines fournissent des fonctionnalités plus évoluées, par exemple relatives à un processus d’affaires plus complexe.

La maturité numérique est aussi liée à la mise à jour des solutions. Les fournisseurs offrent des solutions ayant des degrés différents de maturité.

L’aspect connectivité et partage des données est aussi un élément qui viendra s’ajouter à la maturité numérique. Les versions plus récentes des solutions offrent généralement des caractéristiques plus évoluées.

Dernier élément : la maîtrise de l’outil. L’utilisateur maîtrise-t-il assez le logiciel pour produire les informations nécessaires à l’ensemble des processus qui se serviront de ces données numériques, et ceci pour tous les logiciels interconnectés de l’entreprise?

Par exemple, le dessin peut être utilisé dans des versions de base ou dans un cadre de conception 3D paramétrique, ou encore dans une version utilisant des données techniques qui pourront être partagées.

En plus, il est possible de se servir de l’expérience des dessins antérieurs pour accélérer le processus de conception et l’acquisition de connaissances des utilisateurs.

La technologie, le niveau de maîtrise et le degré de partage de l’information
sont les éléments qui caractérisent le niveau de maturité numérique.

Quand doit-on commencer?

À la lumière de ce qui précède, on comprend que la route semblera longue à certains pour atteindre le concept d’usine intelligente. Est-ce réalisable avec les ressources dont on dispose, c’est-à-dire les ressources humaines, technologiques et financières?

Avant de penser révolution, penser évolution, pour demeurer compétitif

Il faut évaluer les technologies présentes dans l’environnement de l’entreprise et déterminer les étapes à franchir.

En d’autres mots, il est crucial de démarrer maintenant, quels que soient l’envergure des actifs numériques, le niveau de maîtrise des outils, le degré de maturité de chacune des technologies et, globalement, la maturité numérique de l’organisation.

Nous joindre
Direction du développement des entreprises

Téléphone :
1 866 463-6642

Adresse postale :
380, rue Saint-Antoine Ouest, tour sud, 4e étage
Montréal (Québec)
H2Y 3X7

Télécopieur :
514 873-9912