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La digitalisation, un levier pour optimiser les process industriels

Mécanisation au 18e siècle, production de masse au 19e, automatisation de la production au 20e : en trois siècles, l’industrie a déjà connu trois révolutions. L’usine 4.0 sera la quatrième, intégrant les technologies numériques dans les processus de fabrication. Les industriels estiment que dans moins de cinq ans, environ 20 % de leurs sites seront devenus des « smart factories ».

 

L’usine connectée répond à de nouveaux enjeux sociétaux, économiques et environnementaux. En effet, les consommateurs ont adopté de nouveaux comportements : ils sont en demande de solutions de plus en plus personnalisées et souhaitent même, pour certains, prendre part à la création des produits qu’ils consomment.

Pour proposer cette personnalisation de masse à des prix et dans des délais comparables à ceux des produits fabriqués en série, le contexte concurrentiel oblige à innover. Et, dans le même temps, l’évolution rapide des usages requiert agilité et réactivité pour rester dans la course.
À cela viennent s’ajouter des objectifs de performance pour assurer la pérennité des sociétés, et des contraintes réglementaires en faveur, notamment, de la protection de l’environnement.

 

Dans ce contexte, instable et complexe, la digitalisation apparaît comme un nouveau levier de compétitivité et de performance pour les entreprises. Grâce à l’intégration des technologies digitales à toutes les étapes du cycle industriel, l’activité devient plus fluide et donc plus efficace. »
Stéphane Ougier, Directeur Exécutif ALTEN.

 

Un outil de production totalement connecté

 

La digitalisation est présente sur l’ensemble de l’outil de production. Simulation, modélisation, automatisation, virtualisation deviennent les pierres angulaires de l’usine connectée. La réalité augmentée par exemple apporte de nouveaux services en maintenance et facilite les diagnostics rapides. En cas de panne, le technicien scanne la machine avec sa tablette et les informations numérisées se superposent à l’image réelle de la machine.

 

Le technicien accède ainsi à toutes les informations utiles : il voit où est la panne, l’état de la pièce concernée, ses caractéristiques techniques, il accède à la notice d’utilisation, etc. Pour l’entreprise, cela signifie jusqu’à 50% de temps gagné sur le diagnostic et une meilleure productivité de ses équipements. Et pour l’opérateur, une intervention en toute sécurité puisqu’elle se fait sans aucun contact avec la machine.
La maintenance collaborative devient possible grâce au stockage d’un historique de la machine sur le cloud, accessible à tous les techniciens : cela permet des interventions plus rapides et mieux ciblées.

L’usine digitalisée va même plus loin en favorisant la maintenance prédictive. Celle-ci repose sur la présence de capteurs placés à des endroits stratégiques du process et des machines, et associés à des algorithmes.
En surveillant des paramètres précis, les capteurs détectent les événements annonciateurs de pannes – une courbe de chaleur qui dérive de son modèle nominal par exemple. Ils envoient alors une information dans le cloud, traitée ensuite par des analytics. Le système transmet alors une alerte sur le smartphone, la tablette ou la montre connectée du technicien de maintenance. Et dans le même temps, connecté aux autres services de l’entreprise, le système planifie l’intervention de maintenance en tenant compte de la disponibilité de l’équipe et de celle des pièces de rechange. Il se connecte également avec le planning de production pour programmer l’intervention au moment opportun afin de limiter au minimum l’interruption de fonctionnement de la machine.

Ainsi connectés, les équipements produisent mieux, plus vite et plus “intelligemment”. Le partage d’informations constant entre les machines, les ordinateurs et les hommes améliore la planification, la maintenance et la production, en raccourcissant le cycle de fabrication.

 

Nous sommes dans le post-internet : L’IoT, L’IA, le big data donnent un nouvel élan
et ouvrent un nouveau champ des possibles. » Stéphane Ougier, Directeur Exécutif ALTEN

 

Un partage horizontal et global des informations


Grâce à des outils digitaux communs, la data est partagée et comprise à tous les niveaux, depuis le client qui passe sa commande jusqu’à l’usine qui va mobiliser les bonnes ressources, les achats qui vont commander les bonnes matières premières, la logistique qui va assurer la livraison, le service facturation, etc. De bout en bout de la chaîne – chercheurs en R&D, designers, ingénieurs, opérateurs, sous-traitants, transporteurs, etc. –, l’information est partagée, selon des standards communs, de façon cohérente et compréhensible par tous.

 

La synchronisation évite les itérations de conception, améliorant les processus de vérification et de validation, et réduit ainsi le temps de mise sur le marché de ces nouveaux produits.»
Pierre Bonhomme, Directeur Exécutif ALTEN

 

« L’information arrive au bon endroit au bon moment afin d’améliorer l’efficience et la customisation de la production », résume Stéphane Ougier. Et comme, dans l’usine digitalisée, l’organisation traditionnelle verticale composée en silos disparaît au profit d’un schéma horizontal, chacun devient acteur, voit le résultat de son travail et de ses interventions, et s’implique donc plus facilement au service des mêmes objectifs.

« Le Product Lifecycle Management (PLM) permet d’abattre les cloisons entre les différentes disciplines. Nous pouvons injecter directement les données dans un jumeau digital – Digital Twin – associé à “son” produit physique qui porte des capteurs connectés, ajoute Pierre Bonhomme.
La maquette numérique évolue en temps réel grâce au machine learning pour détecter par exemple de futures défaillances et les anticiper. Nos activités d’innovation permettent d’explorer toutes les capacités de cette technologie, mélange d’IoT et de big data.

Le Digital Twin vise donc à resynchroniser le produit réel et le produit numérique, pour éviter qu’une fois la maquette utilisée, elle ne soit plus mise à jour, que des écarts importants apparaissent entre la maquette et le produit réel au fur et à mesure de sa production, apportant ainsi de la performance et des gains à la chaîne industrielle. »

Et si l’on se place un cran au-dessus, au niveau de l’Enterprise Resource Planning (ERP), on dispose d’une vision complète de l’écosystème global de l’entreprise : sur la base d’une commande client, il est possible de consulter les outils de planification de production, de prioriser le traitement des lots, d’établir un contact en temps réel avec les fournisseurs pour disposer de la matière première au bon moment – et dans les justes quantités pour ne pas devoir gérer de stocks.
À tout moment, l’entreprise peut renseigner son client sur l’état de sa commande et, en phase de livraison, géolocaliser le camion du transporteur et connaître l’impact de la météo sur les conditions de livraison. Autant d’informations qui génèrent plus de fluidité, plus d’efficacité, des coûts mieux maîtrisés, et un meilleur service client.

 

Une relation client entièrement repensée

 

Outre les changements qu’elle induit dans le corps de métier des entreprises, la digitalisation révolutionne également la relation client. On parle désormais de “digitalisation des cycles relationnels”, c’est-à-dire l’opportunité d’optimiser les canaux d’interaction avec les clients.

Ces nouveaux échanges interviennent en avant-vente en offrant la possibilité de choisir et de personnaliser les produits proposés, en cours de traitement de la commande grâce au suivi de fabrication puis de livraison, et en après-vente en obtenant de la part des consommateurs des informations sur les usages. Le tout dans un souci d’amélioration du service afin d’accroître le business.

Ces myriades de connexions, à tous les niveaux de l’entreprise, font émerger de nombreux défis.

« La singularité de la digitalisation est qu’elle est indissociable de la technologie, analyse Stéphane Ougier. Elle s’appuie sur des ruptures technologiques fortes – la puissance algorithmique, l’infrastructure virtualisée… La maîtrise de ces briques est essentielle et suppose des compétences en informatique embarquée, télécoms, big data, cybersécurité. Autant de savoir-faire mobilisés pour collecter, exploiter efficacement et protéger les datas ; des savoir-faire déterminants du gain de performance des industriels. »

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