L’usine du futur : robotisée, 100% numérique… mais encore humaine ?

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L’usine du futur : robotisée, 100% numérique… mais encore humaine ?

L’usine de demain, celle de l’industrie 4.0, est l’objet de défis colossaux. Malgré Airbus et les géants de l’automobile, la France n’est pas en avance, comparée à l’Allemagne. La numérisation, sous forme de robotisation, de technologies digitales, est pourtant en marche. La prise de conscience ne suffit pas : il faut les investissements et les hommes.

L’usine du futur est fascinante à imaginer. Elle sera très informatisée, très robotisée mais surtout pas dépourvue de talents ! En France, le concept – qui renvoie à l’Industrie 4.0- commence à être parfaitement illustré chez des géants de l’industrie tels qu’Airbus, EDF, PSA Peugeot-Citroën, Renault, Safran, Veolia… Ils disposent déjà de réalisations prototypes très avancées, si ce n’est, déjà, de bancs de montage robotisés très sophistiqués. Mais ceci n’est pas nouveau. Renault a installé ses premiers robots sur son usine de Douai au début des années 80… L’innovation est dans l’agencement global et l’orchestration, avec des cycles d’amélioration vertueux, entre des solutions technologiques – reposant en grande partie sur de l’intelligence logicielle – et grâce à des personnels polyvalents, flexibles, coopérant au sein de cellules multidisciplinaires et à taille humaine.

Usine du futur : fabriquer sur mesure mais aussi et à la main

Les usines du futur ne s’inventent pas seulement chez les géants – comme Airbus ou Siemens – mais aussi bien chez des PME comme Look Cycle International, le célèbre fabricant de vélos en carbone, installé à Nevers. Grâce à une informatisation très poussée de l’ensemble de sa chaîne de production (autour d’un ERP industriel conçu à Albi), ce fabricant peut livrer des produits sur mesure, et en partie assemblés à la main, en deux semaines, alors que ses concurrents comptent en mois.

Le dispositif intègre, entre autres, un « configurateur de fabrication », utilisé dès l’étape d’administration des ventes, capable de gérer pas moins de 6 000 combinaisons d’options !  Bien sûr, des robots sont utiles, mais ici, dans le cas d’une fabrication “sur mesure” ou quasi personnalisée, beaucoup d’interventions sont encore manuelles, notamment pour certains assemblages, pour la décoration ou pour le contrôle de qualité. Et pourtant il s’agit bien d’une usine futuriste : les commandes sont passées en temps réel entre le client, le revendeur et l’usine. A la fabrication, le lien informatique avec l’ensemble des fournisseurs de pièces -y compris le géant japonais Shimano – est assuré là aussi en un temps record pour valider la disponibilité du stock à date. Chaque vélo reçoit une puce d’identification, non visible, qui l’accompagnera partout, fort utile pour les opérations de maintenance, comme pour dissuader les voleurs…

Usine du futur : quelle interaction homme/machine/produit

L’usine de demain est donc numérisée à l’extrême, dans toute la chaîne depuis le client – qui peut, sur Internet, finaliser le choix des options et suivre l’état d’avancement de sa commande jusqu’à la livraison chez son revendeur (ici, pas de vente en ligne, : le réseau de distribution reste prioritaire).

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Le nouvel enjeu de l’usine du futur : miniaturisation et interconnexion

 

L’usine du futur fonctionne donc de bout en bout en interaction entre les produits et les machines, les machines pouvant communiquer directement entre elles. C’est l’avènement du M2M (connectivité ‘machine to machine’, entre systèmes pilotés ou automates) et la généralisation, attendue, de l’Internet des objets (les objets, dotés de capteurs, communiquent des informations en permanence, qui vont alimenter des bases de données et d’autres systèmes).

Cela suppose un réseau local à haut débit, protégé des rayonnements électromagnétiques -d’où le choix souvent imposé d’un câblage en fibre optique – mais aussi des réseaux industriels sans fil du type wifi « durcis » . Ceux-ci permettent d’irriguer divers capteurs ou puces radio RFID, installés sur des points de passage ou portiques et permettant la lecture des puces ‘radio’ déposés sur des chariots et/ou sur les emballages ou produits eux-mêmes).

La sécurité y est maximale, grâce à des systèmes de visualisation et de détection préventive d’incidents, intégrant des dispositifs de contrôle et de pilotage à distance, connectés à des terminaux mobiles (du type smartphones), mais aussi des outils logiciels de SIG (visualisation cartographique des sites, en superposition directe avec la visualisation vidéo).

Les normes environnementales – consommation de produits non toxiques, qualité de l’air ambiant, etc. – et consommation de fluides (eau) et d’énergie – sont strictement appliquées. Ces consommations sont « monitorées » et consolidées en temps réel. Mais, surtout, les bâtiments tendent vers le ‘zéro énergie’, voire la production d’énergie renouvelable (solaire, éolienne, refroidissement du type ‘adiabatique’ ou bioclimatique, par condensation de l’humidité dans l’air)…

La conception des produits est certes assurée quasi intégralement sur ordinateur (outils PLM, CAO/DAO ou GMAO…) mais les logiciels de simulation, très élaborés, permettent de mettre en mouvement les pièces mobiles ce qui permet de travailler avec une précision du micron, par exemple, sur les points de friction et les élévations de températures (visualisation polychrome). Ainsi, sans parler des effets bluffant de la « réalité augmentée », le recours à des maquettes physiques n’a plus lieu d’être- ce qui est le cas chez Airbus, sauf exception.

Grâce à l’impression 3D et à des résines de mieux en mieux adaptées (point de fusion, robustesse, coloration…)  des prototypes d’objets ainsi conçus peuvent être désormais réalisés instantanément et sur des dimensions de plusieurs dizaines de centimètres, inimaginables il y a quelques années: du mobilier peut ainsi être construit en 3D grâce à des machines imprimant couche par couche, mesurant jusqu’à 5 mètres de hauteur !

Le critère des ressources humaines

Une telle usine est généralement organisée autour d’unités de production autonomes, intelligentes, fonctionnant par petites équipes, très flexibles. Les capacités de décision, comme l’intelligence des processus de production, sont distribuées. Les niveaux hiérarchiques subsistent mais sont réduits au minimum.

Un récent rapport « Usine du Futur », rédigé par la Région Alsace observe: « Cette révolution industrielle donne naissance à une nouvelle génération d’usine. L’ensemble du secteur industriel est entré dans une phase de profonde mutation qui voit les technologies numériques s’intégrer au cœur des processus industriels. (…) La France a lancé un plan baptisé « Industrie du futur » qui, au-delà de l’optimisation des nouvelles technologies, se distingue par l’importance accordée aux ressources humaines. ».

Le fait est que, non loin de là, outre-Rhin, on insiste sur le fait, par exemple, que les applications de simulation doivent aussi permettre aux personnels – ouvriers, techniciens, non  experts  –  de se familiariser avec des outils et des procédures fort complexes, ne serait-ce que pour leur faciliter certaines interventions, dont les opérations de maintenance…

Ils l’ont dit

Vincent Jauneau, président du Comité de Marché Industrie du Gimélec, Rapport DGCIS, Gimélec, Symop :

« Il devient critique de nous battre en France contre la désindustrialisation. (…) La révolution ne sera pas seulement technologique mais le mode de production qui en résultera sera en totale rupture avec l’existant. Là se trouve la vraie révolution. »

Daniel Cohen, directeur du département Economie de l’École Normale Supérieure, auteur d’Homo Economicus, prophète (égaré) des temps nouveaux (Albin Michel 2012) :

« Avec la révolution numérique, la transition d’un type d’emploi à l’autre peut prendre du temps. Il y a plein de choses qui ne seront pas faites par des robots. La question est de savoir où seront ces nouveaux emplois et à quel salaire… » (…) Le Danemark dépense deux fois plus [que la France] dans la formation active des chômeurs pour deux fois moins de chômeurs. À l’échelle de la France, un effort similaire représenterait 20 milliards d’euros. Ce n’est pas insurmontable. »

En chiffres

  • L’emploi industriel représentait 23,4 % de l’emploi national en 2014 et plus de 20 % de la valeur ajoutée totale en région (Source: Usine du futur, Région Alsace, 2015).
  • Le poids de l’Industrie en France a chuté de 18 % à 12 % du PIB entre 2000 et 2012.
  • La France dispose de 5 fois moins de robots industriels installés que l’Allemagne et deux fois moins qu’en Italie (34 000 robots contre 162 000 en Allemagne et 61 000 en Italie, chiffres 2012).
  • La baisse du niveau d’investissement (-5 milliards d’euros par an) et du volume de production (-14 % de 2000 à 2012) a conduit à une contraction et à un vieillissement du parc de machines de production en France. (…) Le capital investi dans l’industrie française a ainsi baissé de 44 milliards sur les 12 dernières années (source : rapport DGCIS, Gimélec, Symop par le cabinet Roland Berger, 09/2014).
  • 65 % des Français considèrent que l’industrie n’est pas un secteur économique aujourd’hui attractif pour les jeunes et 68 % qu’elle n’est pas compétitive par rapport aux autres pays. Mais 86 % reconnaissent que les usines concentrent beaucoup de technologies ; 82 % estiment qu’elles font partie du patrimoine français et qu’elles sont un « lieu de création de valeur », et, pour 54 %, « respectueux des contraintes environnementales » (enquête IFOP, 2014, pour Fives).

Pour aller plus loin