De la révolution industrielle à l’industrie 4.0, les contours de l’usine du futur se dessinent progressivement. Savez-vous ce qu’elle représente et de quoi sera composée l’usine intelligente ? A3DM Magazine a analysé pour vous les technologies qui composent l’usine 4.0.
De la révolution industrielle à l’industrie 4.0 : l’usine du futur
Alors que la première révolution a permis aux usines de s’équiper d’outils mécaniques innovants fonctionnant à la vapeur, la deuxième a révolutionné la production en utilisant l’électricité comme principale source d’énergie.
La troisième a mis au centre des chaînes de valeurs l’électronique. Aux côtés de l’intelligence artificielle (IA), de l’informatique en nuage ou encore de l’analytique de données massives, la fabrication additive est une des technologies phares de la quatrième révolution industrielle, celle de la digitalisation.
La digitalisation de la production
La quatrième révolution industrielle s’appuie sur une utilisation massive de logiciels. Qu’ils soient de simulation, de conception, de gestion ou de supervision, ils assistent les industriels dans l’usine du futur. La digitalisation de la production induit de facto la digitalisation de leur design. Dans l’industrie du futur, les logiciels pourraient être capables de modéliser, grâce à une intelligence artificielle, un objet de A à Z, à partir de critères prédéfinis.
Les logiciels de simulation seront aussi présents dans l’usine de demain, et remplaceront à terme les simulations physiques. Grâce à une agrégation massive de données, ces solutions sont de plus en plus précises.
L’ère des logiciels automates
La grande révolution digitale passera également par l’utilisation croissante de progiciels intégrés (ERP) pour la gestion de la production assistée par ordinateur. Les ERP couvrent pratiquement toutes les tâches que nécessite l’industrie 4.0. Ils connectent les machines entre elles, automatisent leur gestion et font la connexion entre la banque de fichiers CAO et les imprimantes 3D.
L’usine du futur sera en plus dotée de logiciels automates, qui automatiseront l’ensemble des processus. Envoyer le modèle au système de fabrication, organiser les étapes post-production, gestion de la logistique… Toutes ces tâches ne seront plus celles des collaborateurs, qui ne feront que superviser.
La maintenance, également, sera digitalisée. Les logiciels détecteront lorsque les pièces seront défectueuses et lanceront automatiquement la production d’un remplacement. Ce scénario est envisageable notamment dans les secteurs de l’automobile ou de l’aéronautique où l’intégrité des pièces est critique pour la sécurité des voyageurs. Pour qu’une telle usine soit possible, il faut aussi que les équipements de production soient connectés.
Des équipements de production en harmonie
Dans cette usine intelligente, les moyens de production sont bouleversés. Les machines-outils doivent être intelligentes, et partagent leurs données avec leurs homologues. Dans cette usine intelligente, la fabrication additive trouve naturellement sa place. Elle y joue même un rôle central. Dans l’usine du futur, la fabrication additive donnera naissance à une industrie où la production sera locale, continue et écologique.
Les avantages de la fabrication additive dans l’usine du futur
La fabrication additive, principalement utilisée pour la production de prototypes fonctionnels, s’installe de plus en plus dans les usines. Elle est l’une des technologies phares de la quatrième révolution industrielle. Sa vitesse de production et sa faculté à fabriquer des géométries complexes permettent de repousser les limites de l’industrie telle que nous la connaissons. Elle se démocratise dans de nombreux secteurs comme l’automobile, l’aéronautique, mais aussi la construction ou encore la médecine. L’impression 3D peut aujourd’hui produire des pièces rapidement, au plus près d’un besoin, avec des matériaux innovants et réduisant l’intervention humaine.
Dans l’usine du futur, la fabrication additive donnera naissance à une industrie où la production sera locale, continue et écologique. L’un des grands enjeux de l’industrie 4.0 est de réussir à fabriquer de façon plus durable.
L’usine automatisée
L’impression 3D réduit aussi drastiquement les coûts de production. Elle ne consomme (presque) que les matières premières nécessaires à la fabrication de l’objet et limite les itérations lors de son développement. Dans l’environnement digital, en harmonie avec les autres équipements connectés, les systèmes de fabrication additive se fondent dans l’internet des objets (IdO).
L’usine du futur en sera un exemple détonnant. Grâce aux logiciels qui les orchestrent, les imprimantes 3D produisent nuit et jour, en continu, avec un minimum d’intervention humaine.
L’industrie 4.0, celle des robots ?
Pour terminer ce tour d’horizon de l’usine du futur, il reste un dernier pilier de cette révolution industrielle : la robotique. L’intégration des robots dans la chaîne de production n’est pas nouvelle. Depuis quelques années déjà, ces machines trient, montent et fabriquent des pièces.
Au-delà du robot-outil intelligent, un nouveau type de système se démocratise : le robot collaboratif – ou cobot, contraction des mots «collaboratif» et « robot ». Ce terme définit les robots qui sont développés pour assister l’humain dans des tâches compliquées, ingrates ou dangereuse pour l’intégrité du collaborateur. De plus en plus de ces machines sont intégrées dans les usines. La cobotique, bien que facilement intégrable à tous les secteurs, semble particulièrement intéressante pour des domaines comme l’automobile, l’aéronautique ou encore l’agroalimentaire, où l’ouvrier peut être exposé à des charges lourdes ou des tâches répétitives à faible valeur ajoutée. D’après l’Association des industries robotiques, cette industrie devrait valoir 12,5 milliards de dollars en 2025.
Les prémices de l’usine du futur se trouvent aujourd’hui. Dans une industrie en pleine révolution, des acteurs placent progressivement les fondations de l’usine de demain. Les logiciels sont de plus en plus automatisés et prennent progressivement leur place dans la gestion des chaînes de valeurs. La fabrication additive relocalise déjà les productions au plus proche de la nécessité et montre la voie vers une fabrication plus responsable et mesurée. Enfin, les robots remplacent peu à peu les êtres humains sur les chaînes de production. De plus en plus capables, ils seront les ouvriers d’une industrie 4.0 tournée vers la digitalisation massive et l’organisation décentralisée. Cependant, pour aboutir à une usine intelligente et automatisée, l’enjeu humain reste fort. La formation à ces nouveaux métiers et à l’utilisation de ses ressources innovantes sera clé pour construire des usines intelligentes à forte valeur ajoutée.
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Source : A3DM Magazine
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