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Industrie 4.0 : les technologies qui font l’usine de demain

Publié le 19 Juillet 2019 - Mis à jour le 21 Juillet 2020

Connectée, intelligente, agile : l’industrie entre dans une nouvelle phase de son histoire. Derrière ce renouveau, plusieurs technologies changent radicalement les façons de travailler et de produire. Avec à la clef d’importants gains de productivité et une recomposition des chaînes de valeur.

Inventée en 2011, l’expression Industrie 4.0 désigne la quatrième phase de grands changements que connaît ce secteur depuis l’aube de la révolution industrielle. En 2019, la nécessité de prendre ce virage s’est imposée pour la plupart des entreprises. Objectif : trouver des opportunités de croissance et gagner en compétitivité. Les enjeux sont très significatifs. Capgemini a ainsi pu évaluer en 2017 cet apport à l’économie mondiale entre 500 milliards à 1,5 billion de dollars de valeur ajoutée dans cinq ans.

L’usine du futur

La digitalisation de l’industrie consiste à interconnecter machines, pièces détachées, capteurs, réseaux, produits et opérateurs pour que l’ensemble de ces acteurs communiquent entre eux et interagissent. Au cœur de cette révolution, les données et les capteurs qui permettent de prédire et anticiper les pannes, de préconfigurer les lignes de production et d’optimiser en temps réel les processus de façon fluide. Pour les usines, cela signifie plus de flexibilité ; une capacité de produire en petites séries, voire à l’unité ; moins de temps perdu en raison de défaillances ou de changements de chaîne de production, qui sont extrêmement coûteuses.

Les piliers de la transformation

Pour atteindre ces résultats, l’industrie 4.0 repose sur le déploiement de plusieurs technologies.

o Robotique et cobotique
Les industriels utilisent depuis de nombreuses années des robots dans le but de réaliser certaines tâches de précision ou répétitives. Désormais, les robots deviennent de plus en plus autonomes, agiles et coopératifs. Ils sont capables, en dialoguant avec d’autres machines ou en analysant de la data, de prendre des décisions en temps réel pour optimiser la production. Ils peuvent ainsi adapter leurs tâches ou leur vitesse d’exécution en fonction d’actions d’autres robots en amont ou en aval sur la chaîne. Les robots sont également capables de travailler en harmonie avec les opérateurs humains. Ces co-bots assistent les techniciens et apprennent même de leurs actions grâce au machine learning.

o La simulation virtuelle
L’utilisation de jumeaux numériques d’objets ou de machines réelles permet de simuler dans le monde virtuel des processus ou des produits. Objectif : réduire les prototypages mais aussi les changements sur les lignes de production. En simulant les réactions d’une ligne de production à la suite d’un changement de configuration, il est par exemple possible d’anticiper les problèmes et d’éviter de laisser la ligne à l’arrêt.

o Le Big Data et l’Intelligence Artificielle
On estime qu’une usine peut produire jusque 1 Tb de données chaque jour et que plus de 99% d’entre elles ne sont pas exploitées. Les données sont pourtant la sève qui irrigue toute l’industrie digitalisée. Des capteurs optiques, thermiques, digitaux ou autres permettent de faire remonter de l’information depuis chaque maillon de la chaîne. Les responsables de production peuvent ainsi avoir une vision en temps réel des opérations en cours. Des algorithmes et moteurs d’Intelligence Artificielle permettent par ailleurs de faire le tri dans ces données brutes, d’automatiser certaines réactions ou de servir d’outil d’aide à la décision pour les opérateurs.

o Industrial Internet of Things (IIoT)
L’IIoT désigne les différentes composantes connectées de l’usine, capables à la fois de capter de la donnée, de communiquer avec les autres unités ou les produits eux-mêmes, d’analyser certaines informations et de réaliser des tâches automatisées. Cela permet de décentraliser l’analyse et la prise de décision, rendant possible des réactions en temps réels. Le déploiement de la 5G, prévu pour des usages entre entreprises à partir de 2020, devrait permettre d’opérer à pleine capacité le potentiel de l’IIoT en démultipliant les capacités du réseau et en limitant le temps de latence.

o La réalité augmentée
La réalité augmentée est utilisée dans l’usine 4.0 pour transmettre des instructions aux opérateurs sur la chaîne de montage. Objectif : indiquer au technicien un process à suivre pour l’assemblage d’un produit, pour opérer une opération de maintenance ou pour trouver des pièces au sein de l’atelier. Les indications apparaissent directement sur les surfaces et produits grâce à de simples dispositifs de projection ou grâce à des wearables, objets connectés porté sur soi, comme par exemple des lunettes.

o L’impression 3D
Au sein de l’usine connectée, l’impression 3D permet d’une part de réaliser des prototypes à moindre frais afin d’anticiper au mieux l’industrialisation d’un produit très en amont. Elle est également utilisée pour la production à la volée de pièces complexes en petites séries.

Une accélération nécessaire des projets IT industriels

Le tissu industriel a donc aujourd’hui besoin d’investissements pour déployer ces technologies. Deux tiers des entreprises mondiales n’ont en effet pas encore lancé leur transformation digitale. Et l’Europe et la France ne figurent pas en tête de peloton en la matière. Quand la région Asie-Pacifique compte en effet 19% d’entreprises industrielles à la pointe de la digitalisation, elles ne sont que 11% aux Etats-Unis et 5% en Europe. Pourtant, les industriels français anticipent en moyenne 15% d’économies et une augmentation de leurs revenus de plus de 10% en 5 ans grâce à la numérisation de leur modèle d’affaires et à des changements dans leur gamme de produits. Il existe donc des opportunités d’investissement pour financer les entreprises industrielles elles-mêmes ou les fournisseurs de services permettant de réaliser cette transition. Car si certains secteurs, comme l’automobile, l’aéronautique ou l’électronique sont avancés, ce sont bien toutes les industries qui sont concernées : agroalimentaire, chimie, cosmétique, textile… Autant de secteurs où le passage à la smart factory devrait s’accélérer dans les années à venir, en passant d’une logique de production de masse à celle de personnalisation de masse.

 

Voir aussi

Industrie 4.0 – Thème d’investissement 2019 #8 – Interview de Florent Bronès, Responsable de la stratége d’investissement de BNP Paribas Wealth Management (Vidéo)

Industrie 4.0 : parier sur les gagnants de l’actuelle révolution industrielle – Interview de Roger Keller, Responsable stratégie d’investissement BNP Paribas Wealth Management