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Industrie 4.0 : L’usine du futur en deux exemples

04/03/16 par Philippe Geoffroy 25

À quoi les processus de fabrication du futur ressembleront-ils et quelles seront leurs principales caractéristiques ?

Pendant la Hannover Messe, SAP a fait équipe avec des partenaires pour mettre en avant le futur de la production industrielle. Nous présenterons ici deux exemples concrets de l’industrie 4.0 et nous débattrons de ses intérêts pour les entreprises.

Les besoins de la production industrielle sont en train de changer. La demande de produits qui répondent de manière précise aux attentes des clients augmente. Les entreprises quant à elles, font face à la pression grandissante qui les pousse à produire à des prix toujours plus compétitifs. Afin de s’adapter à ces nouvelles conditions, les secteurs de l’ingénierie des systèmes, de la production informatique et des systèmes de gestion devront fusionner plus que jamais auparavant, ce qui entraînera alors la création de nouveaux moyens de production. Les deux exemples d’application suivants offrent un aperçu de l’Industrie 4.0.

 

« Les objets sont intelligents »

La présentation de l’usine de production ouverte intégrée démontre très clairement l’intégration entre les secteurs Fabrication et Informatique. Ce sont ses objets qui rendent cette chaîne de montage intelligente de seulement 8,60 mètres de long si spéciale : Ils « indiquent » à la machine la manière dont ils doivent être traités. Cette machine n’est pas seulement capable de fabriquer deux produits complètement différents (une télécommande ou des composants pour compteurs intelligents) : un des deux produits peut aussi être fabriqué de 16 manières différentes. Les secteurs SAP Product Development et SAP Co-Innovation Lab ont développé ce scénario dans le cadre d’un projet de co-innovation avec les clients Festo Didactic et Elster Kromschröder, qui ont fourni toute la technologie des systèmes. Ce scénario est la preuve que cette chaîne de montage peut fonctionner avec un logiciel SAP.

Les objets contiennent des informations sous forme de paramètres de production. « Les objets sont intelligents et peuvent communiquer avec l’installation via la technologie RFID. Après être arrivés au poste correspondant, ils indiquent dans quelle pièce et dans quelle variante ils se trouvent et demandent à être traités avec la méthode appropriée », explique Martina Weidner, cadre commerciale pour les solutions SAP Manufacturing et SAP Logistics. L’utilisation de standards définis permet de fabriquer des variations de produits dans n’importe quel ordre et quantité donnés, toujours dans la même chaîne de montage. Le « lot size 1 », la fabrication d’un produit unique avec des spécifications client exactes, devient enfin une ambition réalisable.

 

Une intégration parfaite via une technologie moderne

L’usine de production ouverte intégrée représente l’association de la technologie des systèmes de pointe avec un système de gestion des ordres et de pilotage de la production optimisé par SAP Cloud. La gestion des ordres est prise en charge par SAP ERP, alors que le contrôle de la production et l’intégration ERP sont exécutés par SAP Manufacturing Execution et SAP Manufacturing Integration and Intelligence (SAP MII). SAP Plant Connectivity est responsable du pilotage système et OPC UA sert de protocole de communication.

L’intégration verticale de ces systèmes met fin à la nécessité de faire appel à des contrôleurs qualité tout en garantissant une grande flexibilité des changements d’ordres, des combinaisons de variantes et des modifications de processus. L’usine de production ouverte intégrée est la preuve que SAP Manufacturing Execution permet d’obtenir un flux de données pleinement intégré de bout en bout, depuis les ordres client dans le système SAP ERP, jusqu’au transfert de paramètres dans le pilotage système. Cet échange de données bidirectionnel entre le pilotage système et SAP Manufacturing Execution se produit en l’espace de quelques millisecondes.

 

Plus rapide, plus efficace et moins cher

La chaîne de montage de l’usine de production ouverte intégrée est composée des postes de travail suivants : Le poste d’initialisation, le dépôt de composants, le four, la perceuse, le robot d’assemblage, la caméra Q-gate, le poste de retouche et le poste d’emballage. À l’exception des deux derniers postes, tous les modules sont entièrement automatisés.

Les postes de travail envoient une demande de paramètres au logiciel SAP MES. SAP MES fournit des paramètres comprenant le numéro d’article, le numéro d’ordre et un ID de variante unique pour le prochain produit de la chaîne. À partir du moment où ces données sont inscrites de façon permanente sur la puce RFID à bord du porte-objet, l’objet devient « intelligent ». Cette balise unique identifie l’objet à chaque poste de travail et cette communication permanente garantit le bon transfert de l’information. Si le contrôle caméra détecte une erreur dans la production d’une des variantes, la pièce est transportée au poste de retouche. Les employés de l’usine peuvent y transmettre les données à SAP Manufacturing Execution avec un écran tactile ou retirer complètement l’objet de la chaîne de montage.

 

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L’industrie 4.0 est caractérisée par la fusion entre l’automatisation et la numérisation, ce qui offre des méthodes de production plus efficaces. À cela vient s’ajouter tout un éventail d’avantages et d’opportunités pour le secteur de la fabrication industrielle : La suppression des contrôleurs qualités entraîne une réduction des coûts et les méthodes de production autonomes augmentent notamment l’efficacité tout au long de la chaîne de montage. L’intégration de logiciels permet aux entreprises d’analyser les masses de données en temps réel et de générer des rapports complets sur le statut de production et la consommation d’énergie. Il est donc possible de redistribuer les ressources immédiatement si nécessaire, ce qui entraîne à nouveau une réduction des coûts. Cela signifie aussi que la production est plus flexible car les systèmes, ainsi que les voies de communication et les contenus sont configurables. Il est alors possible de modifier les séquences de production dans un délai très court. Tout cela permet de fabriquer des produits personnalisés et extrêmement faciles à configurer à des coûts comparables à ceux de la production de masse, facteur clé de compétition dans l’industrie de la fabrication de demain.

 

Un Cloud pratique pour les machines

« Smart service », une nouvelle façon de réparer et d’entretenir les machines, est le nouveau mot à la mode dont tout le monde parle. Dans un deuxième exemple de l’industrie 4.0, l’entreprise Harting utilise un scénario de pompe pour faire la démonstration d’un système intelligent de réparation et de maintenance en action. Harting a développé des interfaces pour dispositifs de pompage avec le logiciel SAP afin d’autoriser le pronostic précoce des erreurs système. Ce scénario est une bonne illustration de l’impact initial de l’Internet des Objets (IdO) sur les processus réels de fabrication.

Les techniciens interviennent habituellement auprès des machines, usines et autres équipements à intervalles réguliers ou lorsqu’un problème survient. Des problèmes inattendus ou un arrêt total des machines engendre des retards de production, des réparations importantes et donc des coûts considérables. Quels avantages existe-t-il à prédire le moment où une machine va rencontrer une défaillance ? Le dispositif de pompage présente une intégration verticale complète, depuis les données mesurées au niveau de la machine jusqu’au Cloud de la machine qui est intégré aux processus de service dans les systèmes back-end. SAP HANA Cloud analyse cette masse de données en temps réel. La plate-forme IdO envoie des capteurs de données dans le Cloud. La nouveauté réside dans la création d’un ordre réel de service ou de travail lorsque des valeurs critiques sont atteintes. Un tel système hautement intégré réduit à la fois le nombre de défaillances inattendues des machines et les coûts de maintenance.

À travers ces exemples, SAP met en avant le potentiel de l’industrie 4.0 et de l’IdO, en affirmant une fois de plus son rôle en tant qu’un des leaders sur le marché des technologies futures. D’après Thomas Kaiser, vice-président senior dans les domaines de l’IdO, de l’industrie 4.0 et des produits mobiles chez SAP :

L’Internet des Objets est la tendance principale du moment et sera le facteur de croissance futur pour SAP

Le rêve de l’industrie de production, qui est la capacité de produire des lots de petite taille hautement personnalisés et aussi peu coûteux que les lots de grande taille, est en train de devenir une réalité.

 

Plus d’informations

Rendez-vous Hall 7, Stand C04, du 25 au 29 Avril prochain à l’édition 2016 de la Hannover Messe, pour découvrir les dernières innovatoins SAP qui aideront les entreprises françaises à construire l’Industrie du Futur.
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Photo : Shutterstock

 

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