top of page

Les apports de l'Industrie 4.0

Temps de lecture | Reading time

Temps de lecture: 20 min

Date de publication | Released date

26 Septembre 2023

AUTEUR
Pascal NAPARTY
PDG et Fondateur

En résumé


La révolution industrielle est un processus marqué de jalons qui identifient des étapes majeures d'innovations technologiques adoptées par la planète.

Les différentes vagues de la révolution industrielle ont transformé le paysage social, économique, politique et culturel des pays.

La révolution industrielle émerge de façon décalée dans le temps et dans l'espace selon les pays.

Les pays ayant connu la révolution industrielle ont également tous connu des mutations démographiques.

L'industrie 4.0 est la 4ème vague de la révolution industrielle et est marquée par l'utilisation des imprimantes 3D, des découpes laser, de l'internet des objets, de la virtualisation des processus de productions, du pilotage par intelligence artificielle.
 

Les apports de l'Industrie 4.0

Introduction

​

Les progrès de l'homme ont permis la raréfaction des famines, le combat des maladies, l'augmentation de l'espérence de vie, le développement et la propagation des connaissances, le développement de la culture et le recul des guerres.

​

L'innovation technologique a progressivement supprimé la pénibilité des tâches répétitives et usantes. Elle a augmenté le rendement de la production et favorisé l'amélioration des conditions de travail et de vie. 

​

La société s'est adaptée aux nouvelles possibilités. Les paysans ont quitté les champs pour rejoindre les mines afin d'alimenter les machines à vapeur. Puis les mineurs ont rejoint les usines de production de masse. Finalement les ouvriers ont quitté les usines pour prendre des postes dans le tertiaire.

​

La révolution industrielle consiste à l'introduction d'innovations disruptives, qui permettent à l'économie de faire des bonds en produisant différemment. Elle à permis aux sociétés de bénéficier de ces changements, aux politiques de convenir des plans de développement et de la régulation requise.

 

La culture s'est également emparé de cette évolution fulgurante pour témoigner des transformations de la société tout en adoptant également de nouveaux supports de capture et de communication de l'art.

​

Dans cette étude nous vous présentons :

  • Un saut dans le passé pour comprendre comment les précédentes vagues ont modifié le monde,

  • Une liste des inventions majeures de la révolution industrielle,

  • Un zoom sur l'industrie 4.0,

  • Une liste des technologies accessibles aux entreprises
     

Un peu d'histoire pour comprendre les bases


La révolution industrielle est marquée par des enchaînements d'inventions qui ont transformé les paysages sociaux, économiques, politiques et culturels des pays. 

La première révolution industrielle est née au milieu du 18ème siècle, avec l'apparition de la machine à vapeur (1769). L'Angleterre sera le pays qui amorcera ce changement. Jusque-là fondée sur l'agriculture l'économie de l'Europe va opérer une profonde transformation. Les secteurs de l'énergie, du transport (bateaux et trains), du textile, de la métallurgie vont bénéficier directement de cette technologie. Les paysans quitteront les champs pour entrer dans les mines et extraire le charbon utile aux machines. C'est l'exode rural. L'industrie manufacturière s'articulera autour de la mécanisation qui lui permettra de produire en gros volumes. C'est la naissance du Taylorisme et du travail à la chaîne. Une nouvelle organisation accompagne cette révolution, mais les conditions de travail sont très précaires et dangereuses. Les premières multinationales voient le jours, c'est une prémice à la mondialisation. L'écart entre les pays riches et pauvres se creuse. Il y a dorénavant les pays "industrialisés" et le futur "tiers-monde". On associe le terme "Production mécanique" pour cette première vague.

La seconde révolution industrielle apparaît au milieu du 19ème siècle et est marquée par l'apparition de l'électricité, de l'industrie chimique et pétrolière. La maitrise de l'électricité permet la généralisation des moteurs électriques, l'éclairage des usines, des villes et des habitations.  Elle permettra de rationaliser la production à travers un nouvel agencement des usines respectant mieux les étapes de la production. Le rendement est meilleur. La qualité s'améliore considérablement. Les coûts diminuent. On assiste alors à l'explosion des produits manufacturés, ce qui sera le prélude à la société de consommation que nous connaissons. Les usines ont pu quitter les vallées et les zones de charbonnage en se répartissant sur tous les territoires. La France, les Amériques, l'Allemagne et le Canada vont suivre l'Angleterre dans la transition industrielle. Le transport des matériaux et produits manufacturés propulsera le développement des chemins de fer, du transport maritime et des routes, boostant les secteurs de la métallurgie et du BTP. On associe le terme de "Production de masse" pour cette deuxième vague.
​
La troisième révolution industrielle aussi appelée révolution informatique, démarre dans les années 1970 avec l'invention du microprocesseur (Intel 1971), de l'ordinateur de bureau (Apple 1977), des logiciels grand public (Visicalc 1979), des imprimantes, des réseaux puis d'internet. Ces technologies permettront l'automatisation de la production industrielle. Le nombre d'ouvriers diminuera au profit des professions tertiaires. La sous-traitance se développe et les entreprises se spécialisent, alors que les employés deviennent polyvalents. C'est aussi une révolution de l'information avec un essor considérable des télécommunications et de la finance. Elle s'accompagne aussi d'une hausse des inégalités sociales. On associe le terme de "Production automatisée" pour cette troisième vague.
 

Industrie 4.0 : la quatrième révolution


Depuis la création du microprocesseur en 1971 nous avons vu le monde informatique exploser de créativité et accélérer son développement.
L'informatique est entré dans le quotidien de nos vies et pilote de nombreux processus et de nombreuses machines. Nous formons les pilotes d'avions, de bateaux, de camions, de train dans des simulateurs complètement commandés par l'informatique qui créent les scénarios plus ou moins complexes, auxquels les conducteurs devront peut-être faire face dans la vraie vie. Après l'ordinateur "portable", c'est le smartphone qui ne nous lâche plus car nous avons développé une dépendance avec tous les services qu'il nous faut transporter avec nous en tout temps : rester en connexion est devenu notre mode de vie.

Plus récemment, le "Metavers" à fait son entrée également dans nos maisons avec les lunettes de réalité virtuelle ou de réalité augmentée (VR/AR). Grâce à cette innovation, il est maintenant possible de superposer le jumeau numérique d'un produit dans le monde physique qui nous entoure pour faire une évaluation et prendre une décision. Par exemple: acheter ce sofa rouge que l'on désire depuis quelques temps. Rentrera-t-il dans le salon et quel sera l'espace restant ? Aujourd'hui vous pouvez faire cette évaluation avec votre smartphone en utilisant sa caméra et un logiciel qui travaille la représentation de modèle 3D par rapport à votre angle de vue.

Mais parallèlement à l'escalade de la puissance de calcul informatique, on a vu se développer de nouvelles versions des outils de conception et collaboration et de simulation, multipliant également les interactions humaines pour concevoir mieux et produire avec une empreinte carbone la plus faible possible. 

L'industrie qui jusqu'ici produisait des pièces par soustraction de la matière (on usine un bloc de métal en lui enlevant des morceaux jusqu'à obtention de la pièce voulue), est maintenant concurrencée par la fabrication additive : l'imprimante 3D ajoute la matière exactement là où elle doit être. Moins de perte, on va droit au but.
Le résultat est à la hauteur des attentes ! En 2015, Airbus a imprimé les pièces de la structure des cloisons de ses avions en 3D. Le résultat est sans appel: la nouvelle méthode apporte une réduction du poids de la structure de la cloison d'environ 45%, soit 30kg par cloison. L'avion s'allège et sa performance sera améliorée. 
La recherche n'attend pas, elle est continue pour permettre à l'innovation de faire une différence sur le plan commercial. 
L'Internet des Objets (Internet Of Things (IOT) en anglais), s'est également rendu accessible grâce à la puissance de calcul des ordinateurs qui sont capables d'analyser les océans d'informations capturées par les capteurs physique de tout genre : température, pression, image, consommation énergétique, etc. L'humain peut maintenant accéder en temps quasi réel à l'état d'un matériel physique et peut être assisté dans sa prise de décision.
L'Intelligence Artificielle (IA) est l'étape suivante des "Machines Learnings" composant l'architecture de l'IOT. L'IA traite en temps réel la masse d'informations récoltées, les trie, les analyse et construit une réponse compréhensible pour l'utilisateur qui interagit avec elle. Elle permet l'évolution de la maintenance préventive par la maintenance contextualisée des organes de production. On devient encore plus précis.

Toutes ces technologies ouvrent la porte à une revisite des processus de production.

Avec la quatrième vague, nous sommes rentrés dans l'ère de la personnalisation des produits. Les besoins du consommateur ont évolués et il désire maintenant un produit complètement personnalisable, qui ne ressemblera à aucun autre.

L'industrie doit relever ce nouvel enjeu, tout en conservant (ou réduisant) les coûts de production, alors que les volumes des produits personnalisés seront moindre. L'entreprise doit rechercher à connecter le consommateur directement à l'outil de production, afin de lui donner la souplesse d'intervenir sur son produit jusqu'à la dernière minute ... voir même de suivre l'avancement de la production en temps réel. 

Ainsi les entreprises vous permettent aujourd'hui de changer la couleur de votre voiture avant qu'elle ne passe à la peinture, ou encore de changer la couleur des fauteuils avant qu'ils ne soient commandés et fixés sur le châssis. Amazon nous notifie de l'avancée de notre commande et nous envoie une photo de la livraison de notre colis, dans l'entrée de notre maison, alors que nous avons communiqué le code de la serrure d'entrée à Alexa pour le passage du livreur.

La gestion du cycle de vie du produit depuis sa conception, sa fabrication jusqu'à son exploitation a permis à la "Maquette numérique" de se démocratiser. Les équipes se rassemblent autour du produit contextualisé, pour analyser une problème et trouver une solution. L'entreprise voit ses collaborateurs créer et innover d'avantage.

La quatrième vague de l'Industrialisation qui adresse la personnalisation des produits, introduit également une coexistence homme-machine intelligente et revoit les conditions de travail pour enlever la pénibilité de nombreuses tâches. Le "Cobot" (association du Collaboratif avec le Robot), est moins coûteux et moins dangereux qu'un robot traditionnel et travaille à côté des opérateurs, évoluant à des vitesses réduites. Il est facile à programmer et il remplace les bras des humains sur des tâches simples.

Adopter la flexibilité proposée par l'Industrie 4.0 c'est se rapprocher de la demande du consommateur. Cela passe inévitablement par l'introduction des technologies pour traiter la donnée en temps réel afin d'introduire le changement en production ... là où son coût est le plus élevé. Mais c'est l'ultime possibilité pour se différentier ... actuellement !

Le critère de succès vous l'avez compris : c'est la maîtrise de la donnée. Pour cela l'entreprise doit s'engager dans un travail de rationalisation, de nettoyage et de standardisation de son modèle de données. La plateforme, est un concept qui a pour mission de rassembler l'ensemble de données produites par l'entreprise. Elle fournit la place de vérité. Elle met en œuvre les mécanismes de sécurité et de traitement de l'information pour apporter la donnée dans son contexte, à la bonne personne, au moment opportun.
 

Les inventions majeures

Dans sa course à l'innovation, l'homme et la femme ont créé d'innombrables solutions pour répondre à des enjeux du quotidien. La mise au point d'un produit est souvent un processus long qui a fait intervenir plusieurs découvertes à travers le temps. On oublie parfois les noms des inventeurs qui ont permis la consolidation de plusieurs principes pour obtenir une solution exploitable. Mais l'histoire leur fait honneur et leurs réalisations nous inspirent. ​

Sur la très longue liste des inventions, nous avons sélectionné les plus marquantes du changement mais aussi retenu quelques-unes d'entre-elles, que nous rencontrons dans notre quotidien sans réellement penser au cheminement qui a permis leur création.

​

Imaginez votre vie sans l'existence de ces inventions ... imaginez ce que l'avenir nous réserve !

​

Les éléments de solution proposés


Cette section présente sous forme d'un glossaire, les éléments de solutions (technologies ou techniques) qui sont utilisés et/ou qui sont populaires dans les entreprises. Ils ont apporté des réponses ponctuelles ou intégrées, adressant de nombreux enjeux pour les entreprises et leurs collaborateurs.

​​

Ces éléments de solutions, pourraient constituer la base d'une réflexion pour améliorer votre quotidien :

​

  • L'impression 3D ou impression additive
    est la capacité de créer un objet physique à partir d’une conception encodée numériquement par le dépôt de matériaux via un processus d’impression 3D.
     

  • ​L'Intelligence Artificielle (IA)
    applique des techniques d’analyse et de logique avancées, y compris l’apprentissage automatique, pour interpréter les événements, soutenir et automatiser les décisions et agir.
     

  • La gestion des processus d'affaire (BPM - Business Process Management/Modeling en anglais)
    est une discipline qui utilise diverses méthodes pour découvrir, modéliser, analyser, mesurer, améliorer et optimiser les processus d’affaire. Un processus d’entreprise coordonne le comportement des personnes, des systèmes, des informations et des objets pour produire des résultats commerciaux à l’appui d’une stratégie d’entreprise.
     

  • La gestion de la relation client (CRM - Customer Relationship Management en anglais)
    est une stratégie d’affaire qui permet d’optimiser les revenus et la rentabilité tout en favorisant la satisfaction et la fidélité des clients. Les technologies CRM permettent d’élaborer des stratégies, d’identifier et de gérer les relations avec les clients, en personne ou virtuellement. Les logiciels CRM offrent des fonctionnalités aux entreprises dans quatre segments : les ventes, le marketing, le service client et le commerce numérique.
     

  • Le centre de données (Data Center en anglais)
    est le service d’une entreprise qui héberge et gère les systèmes informatiques et les magasins de données back-end, c’est-à-dire ses ordinateurs centraux, ses serveurs et ses bases de données. 
    Les tendances du marché et de l’industrie modifient la façon dont les entreprises abordent leurs stratégies de data center. 
     

  • Le Système de Gestion de Bases de Données (DBMS - Database Management System en anglais)
    Un SGBD est un produit utilisé pour le stockage et l’organisation de données qui a généralement des formats et des structures définis.
     

  • Le jumeau numérique (Digital Mockup en anglais)
    est une représentation numérique d’une entité ou d’un système du monde réel. La mise en œuvre d’un jumeau numérique est un objet logiciel encapsulé ou un modèle qui reflète un objet physique, un processus, une organisation, une personne ou une autre abstraction unique.
     

  • Les logiciels d'archivage d'informations d'entreprise (EIA - Enterprise Information Archiving en anglais)
    combinent des produits et des solutions pour l’archivage du contenu de la messagerie utilisateur, comme les e-mails, la messagerie instantanée, les SMS et les données des médias sociaux publics et professionnels. Cela inclue également d’autres types de contenu, tels que les données stockées dans les plates-formes EFSS (Enterprise File Synchronization and Sharing en anglais), les fichiers, le contenu de site Web et la voix. La majeure partie des dépenses d’EIA concerne la conformité et la conservation des e-mails. 
     

  • L'Internet des objets (IOT - Internet Of Things en anglais)
    est un réseau d’objets physiques qui contiennent une technologie intégrée pour communiquer et détecter ou interagir avec leurs états internes ou l’environnement externe.
     

  • Le système d'exécution de la fabrication (MES - Manufacturing Execution System en anglais)
    surveille et synchronise l’exécution des processus physiques en temps réel impliqués dans la transformation des matières premières en produits intermédiaires et/ou finis. Il coordonne l’exécution des ordres de travail avec les systèmes d’ordonnancement de la production et les systèmes de l’entreprise. 
     

  • Le Metavers
    est un espace collectif virtuel partagé en 3D, créé par la convergence de la réalité physique et numérique virtuellement améliorée. 
     

  • Le Middleware
    est la « colle » logicielle qui aide les programmes et les bases de données (qui peuvent se trouver sur différents ordinateurs) à travailler ensemble. Sa fonction la plus basique est de permettre la communication entre différents logiciels.
     

  • L’open source
    décrit un logiciel qui est livré avec l’autorisation d’utiliser, de copier et de distribuer, tel quel ou avec des modifications, et qui peut être offert gratuitement ou moyennant des frais. Le code source doit être mis à disposition.
     

  • La gestion du cycle de vie des produits (PLM - Product Lifecycle Management en anglais)
    est un processus et une discipline soutenus par un logiciel de gestion des produits à travers les étapes de leur cycle de vie, de la conception à la mise hors service. En tant que discipline, elle est passée d’une conception mécanique et d’une ingénierie à une application à de nombreux défis de développement de produits industriels verticaux.
     

  • Les outils d’automatisation des processus robotiques (RPA - Robotic Process Automation software en anglais)
    exécutent des instructions « if, then, else » sur des données structurées, généralement à l’aide d’une combinaison d’interactions d’interface utilisateur (UI) ou en se connectant à des API pour piloter des serveurs clients, des mainframes ou du code HTML.
     

  • Le logiciel en tant que service (SAAS - Software As A Service en anglais)
    est un logiciel qui est détenu, fourni et géré à distance par un ou plusieurs fournisseurs. Le fournisseur fournit un logiciel basé sur un ensemble de codes et de définitions de données communs qui sont consommés dans un modèle un-à-plusieurs par tous les clients sous contrat à tout moment sur la base d’un paiement à l’utilisation ou sous forme d’abonnement basé sur des mesures d’utilisation.
     

  • L’exécution de la chaîne d’approvisionnement (SCE - Supply Chain Execution en anglais)
    se concentre sur les applications orientées exécution, notamment les systèmes de gestion d’entrepôt (WMS), les systèmes de gestion du transport (TMS), les systèmes de gestion du commerce mondial (GTM) et d’autres applications d’exécution, telles que les systèmes d’aide à la décision en temps réel (par exemple, les systèmes d’acheminement et d’approvisionnement dynamiques) et les systèmes de visibilité de la chaîne d’approvisionnement au sein de l’entreprise, ainsi que tout au long de la chaîne d’approvisionnement étendue. 
     

  • La planification des ressources de l’entreprise (ERP - Enterprise Resource Planning en anglais)
    est définie comme la capacité à fournir une suite intégrée d’applications métier. Les outils ERP partagent un modèle de processus et de données communs, couvrant des processus opérationnels larges et profonds de bout en bout, tels que ceux que l’on trouve dans les domaines de la finance, des ressources humaines, de la distribution, de la fabrication, des services et de la chaîne d’approvisionnement.
     

  • Le Cloud
    désigne les serveurs accessibles sur Internet, ainsi que les logiciels et bases de données qui fonctionnent sur ces serveurs. Les serveurs situés dans le cloud sont hébergés au sein de data centers répartis dans le monde entier. L'utilisation du cloud computing (informatique cloud) permet aux utilisateurs et aux entreprises de s'affranchir de la nécessité de gérer des serveurs physiques eux-mêmes ou d'exécuter des applications logicielles sur leurs propres équipements.
    Il existe quatre types de services de cloud computing: SAAS (Software As A Service), PAAS (Platform As A Service), IAAS (Infrastructure As A Service), FAAS (Function As A Service)


 

Conclusion


La révolution industrielle est un processus continu d'intégration de l'innovation dans notre vie. Elle redistribue les cartes économiques, transforme le paysage social et politique, alimente la culture.

Nous pouvons porter un œil optimiste et visionnaire sur ses apports ou porter un regard critique sur les conséquences des changements incontrôlés qu'elle induit pour les humains et l'environnement. 

L'homme témoigne à travers chaque vague de la révolution industrielle de sa capacité à adresser des enjeux nouveaux. Nous avons atteint un niveau d'accessibilité à la technologie qui aujourd'hui permet à n'importe qui dans son garage (dans son Home Office) de réinventer son monde et d'adresser les enjeux qu'il ou elle porte à cœur.
Au-delà de l'Industrie 4.0 il y a la propagation, l'accessibilité et la démocratisation de la technologie. Nous pouvons tous devenir un acteur clé de l'innovation de demain. Nous pouvons tous entrer dans le processus du changement et apporter notre pierre à l'édifice.

Il ne tient qu'à nous de relever les manches et de nous y mettre. Vous êtes connecté ? Allons-y !
 

bottom of page