Le Manufacturing à l’aube d’une ère nouvelle

Selon l’étude de notre confrère CapGemini Consulting et deux ans après la précédente étude “Are Manufacturing Companies Ready to Go Digital?” (2012) à propos des progrès de la transformation digitale des entreprises manufacturières, la position des entreprises a changé radicalement, passant de l’ignorance et du déni de l’impact des technologies digitales à la reconnaissance de la nécessité de digitaliser.

La transformation digitale est désormais vue comme essentielle pour assurer une compétitivité durable et un levier de croissance à moyen et long terme.

A l’origine de ce revirement, les premiers succès des pionniers qui leurs confèrent des avantages substantiels, de nature à remettre en question les paramètres traditionnels au sein des secteurs, ainsi que la diffusion de travaux d’associations professionnelles et think tank à propos de la prochaine révolution industrielle (industrie 4.0 ou smart manufacturing).

Malgré ce revirement d’opinion, la maturité digitale dans les entreprises manufacturières reste très faible.

Sur une échelle de 1 à 7, représentant respectivement une maturité très faible à très forte, l’industrie manufacturière ne dépasse guère la note de 3 sur les neuf axes étudiés, sauf pour l’excellence opérationnelle.

Le rapport de 32 pages au format PDF est disponible en ligne : http://www.de.capgemini-consulting.com/resource-file-access/resource/pdf/digitizing-manufacturing_0.pdf
Adaptation et traduction, Christian HOHMANN

Les robots dans l’appareil productif français

La France est en pointe dans la recherche sur la robotique, mais son industrie dans ce secteur d’avenir reste sous-dimensionnée, comme le met en avant une étude réalisée pour la Direction générale de la compétitivité, de l’industrie et des services (DGCIS) et le Syndicat des entreprises de technologies de production (Symop).

Pourtant la modernisation de notre outil de production passe par la robotique. Certaines filières comme l’aéronautique ont repensé leur fonctionnement industriel, cependant les petits sous-traitants ne suivent pas. Sur ce point les ETI allemandes toujours tournées vers l’innovation et les PME/PMI italiennes qui grâce à leur organisation en district sont très nettement en avance.

C’est pourquoi le ministère du redressement productif a annoncé en mars 2013 un plan national pour la robotique : France Robots Initiatives . Au menu de ce plan annoncé : la création d’un fonds de capital-risque dédié à la robotique de services et celle d’un programme d’aide à la robotisation ayant pour objectif d’équiper 250 PME.

La France se fixe pour objectif de compter parmi les leaders de la robotique et de développer une offre mondiale dans la robotique de service, dans la cobotique et dans les machines intelligentes. Ce plan a le mérite de montrer une volonté gouvernementale mais fait-il le poids face aux plans robotiques de Taïwan, de la Corée ou des Etats-Unis ? En effet, concernant les derniers, Barack Obama a annoncé sa révolution robotique dès 2011. M. Obama a annoncé une initiative de 70 millions de dollars ayant pour objectif « d’accélérer le développement et l’utilisation des robots aux Etats-Unis aux côtés, ou en collaboration avec les travailleurs.»

Malgré les 100 millions d’euros mobilisés par l’Etat et compte tenu de notre retard, la France pourra tout au plus revenir au niveau des leaders européens. Aussi, dans un contexte de maîtrise des dépenses publiques, des choix douloureux seront fait et faute d’argent frais, la France n’aura pas les moyens de ses ambitions. On pourrait toutefois imaginer notre révolution robotique à l’échelle européenne. Cependant, la difficulté de nos instances européennes de faire une Europe de la défense ou de s’entendre sur une harmonisation fiscale ne laisse présager rien de bon quant à l’idée d’une stratégie industrielle commune.


Jérôme BROSSIER est consultant au sein de la practice Solutions et Applications Industrielles d’ANEO


Les cobots, compagnons-robots arrivent !

Ils peuvent travailler avec les humains, sans cage de protection, ils déchargent des tâches répétitives et/ou pénibles, ils sont performants, infatigables et pourraient faire chuter les coûts pour redonner de la compétitivité, veuillez accueillir… les Cobots !


Andrew le Cobot

Andrew le Cobot

En savoir plus sur Andrew, le Cobot

Les biologistes passent en moyenne deux heures par jour à effectuer des manipulations de liquides avec des pipettes devant leur paillasse. En divisant par deux ce temps de travail particulièrement répétitif, les gains de productivité remboursent le coût d’«Andrew» en une année.


Le robot Asimov fait son entrée chez Airbus

Asimov est un “cobot”, un robot collaboratif, spécialisé dans l’aide à l’assemblage d’éléments d’aérostructures sur des tronçons d’avion (../..) Il est installé sur une plateforme mobile et peut travailler avec une extrême précision à côté des compagnons. Le «cobot» Asimov ne ressemble en rien aux robots industriels qui opèrent dans des espaces confinés, loin de toute présence humaine et où ils accomplissent des travaux répétitifs de peinture, de soudage et de portage de pièces lourdes.

>Lire l’article sur le site du Figaro Véronique Guillermard, le 21/01/2014


Le plan France Robots Initiatives

La France se fixe pour objectif de compter parmi les cinq nations leader de la robotique dans le monde d’ici à l’horizon 2020 particulièrement en matière de robotique de service à usage personnel et professionnel, de développer une offre française mondiale en matière de cobotique et de machines intelligentes et d’accroître ses parts dans un marché en forte croissance dans les années à venir.

>Accéder au document (PDF) de la Direction Générale de la Compétitivité, de l’Industrie et des Services (Dgcis)


Pourquoi s’intéresser au thème usine du futur ?

Administrateur ANEO : Pourquoi s’intéresser au thème usine du futur, pensez-vous que les usines ont encore un avenir en Europe ?

C.Hohmann

Christian HOHMANN : Oui bien sûr. Le besoin de produits tangibles subsistera, même dans un monde dématérialisé et dans lequel les services sont hautement valorisés. Il faudra bien continuer à les produire.

On ne peut pas non plus raisonnablement tout produire à l’autre bout du monde. Les délocalisations des industries fortement consommatrices de main d’œuvre ont montré un certain nombre d’inconvénients tels qu’une moindre maitrise des opérations, des délais et de la qualité parfois, ainsi que des difficultés liées aux contraintes réglementaires, douanières ou environnementales.

Les délocalisations ont été des opportunités saisies « toutes choses égales par ailleurs ». Aujourd’hui l’Europe et certains états Européens, ainsi que des industriels se posent la question d’une production industrielle performante et viable, locale, dans un contexte réglementaire, sociétal et technologique qui a évolué.

AA : Quel est l’intérêt d’ANEO de s’intéresser au thème usine du futur ?

CH : l’usine du futur est un thème qui est en lien avec une multitude d’autres, en relation avec les compétences et savoir-faire d’ANEO.

Nous nous devons de rester à la fois à l’écoute des changements en préparation et force de proposition pour les accompagner. L’ambition d’ANEO est d’innover, imaginer, tester et transformer des idées et intuitions d’aujourd’hui en éléments concrets pour demain, ce que rappelle notre devise : « The other solution ».

Par ailleurs, le futur en question n’étant pas défini, pas borné, on peut se livrer à l’analyse prospective des scénarios vraisemblables comme se laisser aller à imaginer de la pure science-fiction !


Christian HOHMANN est directeur au sein du cabinet ANEO


industrie 4.0

Quels emplois dans l’usine du futur ? Première partie

L’industrie et le gouvernement allemands sont les promoteurs et chefs de file de la quatrième révolution industrielle annoncée, Industrie 4.0. Le but est clairement annoncé : procurer un futur pérenne à la production industrielle nationale et conserver le secteur de la machine-outil à la pointe.

Au-delà des promesses technologiques du concept Industrie 4.0, on se pose naturellement la question des incidences sur le travail humain, notamment pour la main d’œuvre la moins qualifiée.

Une étude de l’institut Fraunhofer IAO et une réflexion prospective de l’éditeur SAP livrent des pistes en la matière.


L’étude Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie 4.0 du Fraunhofer

Les éléments exposés ci-après sont issus du management summary de l’étude. L’original de cette synthèse, ainsi que l’étude intégrale peuvent être téléchargés sur le site de l’Institut Fraunhofer IAO.

Les années passées ont vues la plus importante crise économique depuis la fin de la seconde guerre mondiale puis le redressement rapide de l’économie (allemande), démontrant que la production (industrielle) est un garant de la pérennité de la compétitivité de l’économie allemande.

Les marchés volatiles et changeants, de nouveaux entrants et acteurs globaux, des  produits spécifiques aux clients et des processus de production complexes nécessitent des systèmes et des personnels réactifs et flexibles tout en conservant un haut niveau de qualité et productivité.

Des développements actuels, tel que Industrie 4.0, flexible Low-Cost-Automation et l’utilisation des médias sociaux et appareils mobiles y compris en production, ouvrent des voies nouvelles.

Ce contexte étant posé se pose la question : à quoi va ressembler le travail productif du futur ?

L’institut Fraunhofer IAO a mené une étude basée sur les questions suivantes :

  • Quels développements en matière de travail dans le domaine de la production attendent les entreprises allemandes ?
  • Quelles pistes de solutions émergent-elles pour le travail avec la mise en œuvre de nouvelles technologies telles que les applications mobiles, les systèmes Cyber-physiques (Cyber-Physischen-Systemen, CPS) et l’utilisation des medias sociaux en production ?
  • Quels impacts en termes de travail entrainera la tendance à la flexibilisation ?

But de l’étude

Le but de l’étude est d’identifier les facteurs critiques de succès pour un modèle productif du futur, innovant et compétitif.

Méthodologie de l’étude

L’étude se base sur une enquête portant sur 661 entreprises de production, en ligne et par voie postale. Pour les trois quarts des cas, les répondants étaient les dirigeants, responsables de site ou de production.

Cette enquête a été complétée par des interviews de 22 experts renommés de la production allemande, parmi lesquels des représentants d’entreprises innovantes dans le domaine de la high-tech et de la production, des scientifiques du domaine de la production et Industrie 4.0 ainsi que des représentants syndicaux et de corporations.

La synthèse des résultats

  • L’automatisation autorisera la production en séries toujours plus courtes, cependant la main d’œuvre restera une composante importante de la production.
  • La flexibilité est et reste un facteur clé pour la production en Allemagne, dans des délais cependant plus courts encore à l’avenir.
  • La flexibilité doit être davantage focalisée et systématiquement organisée à l’avenir. Une flexibilité générale ne suffit plus.
  • Industrie 4.0 signifie davantage que la mise en réseau de systèmes cyber-physiques. L’avenir est à la captation intelligente de données, leur stockage et partage par les objets et les individus.
  • Les systèmes de pilotage décentralisés se multiplient, mais un pilotage décentralisé et complètement autonome des objets n’est pas encore en vue.
  • Les aspects de sécurité et sureté des installations intelligentes doivent être pris en compte dès leur conception.
  • Les tâches traditionnelles des opérateurs et concepteurs vont encore converger. Les travailleurs en production prendront en charge davantage de tâches liées au développement des produits.
  • Les personnels devront être formés directement sur le job et à court terme à des tâches que l’on peut difficilement anticiper.

En synthèse

Les résultats reflètent les attentes actuelles, tant sur les aspects théoriques que pratique. Ils servent de base à une discussion quant à l’organisation du système productif pérenne et compétitif Allemand.

> Deuxième partie


Adapation française par Christian HOHMANN, directeur au sein du cabinet ANEO


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Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 5

Conclusion

Lean, Six Sigma ou la Théorie des Contraintes devraient toutes survivre la quatrième révolution industrielle, voire même y trouver une nouvelle jeunesse dans des cas d’applications nouveaux, différents et pour certains inédits.

Lean et Théorie des Contraintes devraient démontrer leur robustesse et leur aspect universel en s’appliquant naturellement, sans nécessité de révision ou réforme.

Je suis plus septique quant à Six Sigma. Je ne doute pas que cette méthodologie trouvera ses propres cas d’application et démontrera sa pertinence dans un environnement plus cybernétique, mais la masse de données produites et leur nature amènera à reconsidérer leur analyse et les outils pour les exploiter.

D’autant que les promesses des techniques autour du Big Data et du High Performance Computing mettront à disposition – dans un futur (très) proche – des outils et approches nouvelles.

Plutôt que d’appliquer les techniques statistiques à quelques paramètres critiques, c’est une approche holistique, globale, considérant de nombreux paramètres sous forme de scénarios qui devrait émerger.

Par ailleurs, tout le côté mathématique, science dure de Six Sigma peut être transféré aux machines et processus de contrôle, ce qui pose la question du besoin d’experts.

J’émets donc l’hypothèse de la survie de Six Sigma mais au prix d’une adaptation qui devrait être épargnées aux deux autres méthodologies.


Le terme conclusion, portant sur une réflexion prospective d’un futur potentiel à un horizon éloigné de 10 à 20 ans, ne peut être compris comme un avis définitif. C’est bien davantage une synthèse susceptible d’évoluer en fonction des développements, tant techniques que conceptuels.


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Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 4

Théorie des Contraintes et Industrie 4.0

Goulots et contraintes existent dans tous les environnements, toutes les organisations et tous les processus qu’ils soient truffés de technologies ou qu’ils en soient totalement dépourvus. La Théorie des Contraintes (ToC) ne sera donc guère affectée par le glissement technologique prédit dans les usines du futur.

Depuis l’emploi de ressources hétérogènes en production, on sait que l’équilibrage de l’ensemble avec une pleine utilisation des capacités de chaque ressource est impossible. Ainsi, même au sein d’une usine intégralement automatisée, on trouvera des machines ou équipements goulots et donc des cas d’application pour la ToC.

Ce qui change dans l’usine du futur, c’est que les machines et objets communiquent entre eux et sont capables de se synchroniser dynamiquement pour optimiser le Throughput. La ToC sera intégrée à l’intelligence du processus.

Les machines apprenantes retiendront les scénarios les plus efficients et émettront des alertes d’autant plus pressantes que les dysfonctionnements à venir affecteront une ressource goulot.

Conscients du statut particulier de la ressource goulot, les machines et équipements de l’usine du futur prendront particulièrement soin d’elle, telle une cour cybernétique autour de sa précieuse majesté.

Les marchés ou les approvisionnements du futur continueront à être contraints jusqu’à devenir goulots externes et donc autre cas d’application de la ToC.

Les décisions et politiques, qu’elles soient prises par des autorités politiques, économiques ou réglementaires, voire par les équipements de l’usine elle-même, représenteront à un moment ou un autre une contrainte. En la matière se sont les Thinking Processes de la ToC qui fourniront des solutions pour intégrer et gérer ces contraintes. Plus généralement, des problèmes continueront à apparaître dans le futur et la manière de les aborder et de les résoudre ne changera pas fondamentalement.

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Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 3

Six Sigma et Industrie 4.0

Les processus futurs intégreront plus de technologie mais resteront des processus. Ce rappel trivial indique que les champs d’application de Six Sigma existeront toujours. Il faudra encore maîtriser les capabilités, identifier les quelques paramètres influents dans la multitude, surveiller des dérives.

Avec davantage d’automatisation et potentiellement la faculté de massifier des productions de produits uniques, l’argument traditionnel du manque de répétition et donc de signification statistique devrait disparaître.

Non seulement des processus plus automatisés devraient produire plus de données et plus rapidement, mais les objets communicants devraient multiplier de manière exponentielle la production de données sur des paramètres inédits tels que les paramètres physiques que relèveront les capteurs intégrés ou associés ; température, hygrométrie, accélérations, orientation, pression, luminosité, etc.

C’est peut-être là que Six Sigma sera appelé à évoluer, car cette masse de données entre alors dans la famille big data. Leur exploitation et analyse ne relèvent plus des techniques statistiques usuelles de Six Sigma, mais davantage d’analyses de corrélations et de scénarios.

Les modèles statistiques nécessaires à la maîtrise et au pilotage des procédés seront multi-critères, à la fois par nécessité et parce que l’état de la technique le permet.

Ces techniques sont annoncées avec des aptitudes prédictives et d’auto-apprentissage. Cela concernera les machines, qui dans l’ensemble Industrie 4.0 sont vantées apprenantes, les matières (smart material) et l’ensemble des objets associés au processus : moules, outils, bancs de test, fours, etc.

La technique du plan d’expérience, née de la nécessité de réduire au strict minimum le nombre d’expériences pour isoler les quelques paramètres réellement influents, pourrait se voir marginalisée par des expériences purement numériques et l’exploration exhaustive de scénarios. Ceci est déjà rendu possible par le calcul haute performance (High Performance Computing) sur des moyens peu coûteux et parallélisés en grand nombre.

Des trois méthodologies TLS, Six Sigma est, de par sa nature, celle qui est le plus orientée sciences dures et par conséquent codifiable mathématiquement. On peut imaginer que les machines et équipements du futurs intégreront une intelligence Six Sigma et prendront elles-mêmes en charge – individuellement ou en réseau – le suivi statistique, les analyses, les corrections, etc.

L’expertise des Black Belt et Master Black Belts est transmissible à la machine, voire aux objets. Le besoin de ce type d’experts devrait alors diminuer et se concentrer sur la conception de l’intelligence Six Sigma embarquée et la collaboration entre machines.

Dans ce futur néanmoins des problèmes continueront à apparaître et la manière de les aborder, de les résoudre ne changera pas fondamentalement. Des outils nouveaux, déjà évoqués, compléteront la boite à outils existante, mais l’approche DMAIC devrait conserver toute sa pertinence, tout comme de nombreux autres outils rustiques : PDCA, diagrammes de Pareto, Diagrammes d’Ichikawa (causes-effet), etc.

Malgré les transferts possibles vers les solutions technologiques, la résolution de problème requerra une part de raisonnement, d’intuition qui restera très probablement encore l’apanage des humains, tant que l’intelligence artificielle ne démontre pas des talents au moins équivalents.

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Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 2

Lean et Industrie 4.0

Les processus futurs intégreront plus de technologie mais demeureront des processus. Ce rappel trivial indique que ce que Lean à permis d’améliorer jusque-là reste valide dans un environnement plus riche en technologies et éventuellement moins riche de main d’œuvre :

  • La création de valeur pour les clients
  • La réduction du temps de traversée d’un processus,
  • La maximisation du temps à valeur ajoutée
  • La tension des flux
  • La minimisation des stocks
  • La qualité bonne du premier coup
  • L’élimination des gaspillages
  • L’amélioration continue
  • Etc

Ce qui change c’est que la transformation digitale et le renouveau industriel attendu d’Industrie 4.0 permettent l’anticipation et la conception de processus efficients d’office et non plus majoritairement l’amélioration limitée a posteriori de processus défaillants. (Voir à ce propos)

L’accent devrait donc être mis sur le Lean en conception et développement, ce qui « remonte » Lean en amont des opérations et l’intègre dès le début d’un projet.

Design For Manufacturing and Assembly (DFMA) deviendra d’autant plus une nécessité technique qu’il devrait y avoir moins d’ouvriers pour palier aux problèmes et rattraper les mauvaises conceptions.

Par ailleurs, c’est au stade le plus précoce que les concepteurs définissent les paramètres qui définiront de manière quasi définitive les performances futures du produit, et de l’ensemble des processus pour le fabriquer, le distribuer, le maintenir, le démanteler et le recycler. D’où l’importance d’intégrer de manière pro active et anticipée les enseignements et retours d’expérience de Lean.

L’avènement d’Industrie 4.0 ne changera rien à ces besoins fondamentaux, mais fournira l’opportunité et des solutions nouvelles.

Industrie 4.0 y changera d’autant moins que les technologies mises en œuvres seront accessibles à tous les compétiteurs et que la différenciation ne pourra se faire que par l’attractivité de l’offre et un meilleur emploi des ressources.

Une fois les processus efficients d’office en place, les aléas, les changements divers qui ne manquent pas d’affecter les Opérations et processus fourniront d’autres occasions de mettre en pratique les préceptes et outils du Lean.

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Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 1

Ses promoteurs attendent énormément de la quatrième révolution industrielle (Industrie 4.0), basée sur l’intégration numérique des ressources et résolument technologique.

Pour vous familiariser avec le concept >Industrie 4.0, cliquez ici<

La technologie et l’intelligence qu’elle embarquera sont censées affranchir les processus futurs de certaines faiblesses et limitations humaines. Se pose alors la question de la pérennité d’approches et de méthodologies telles que Lean, Six Sigma ou la Théorie des Contraintes.

Dans cette réflexion prospective, je postule que ces dernières non seulement survivront à l’engouement pour la technologie, mais conserveront naturellement leur place dans les usines et entreprises du futur.

Un article particulier est dédié à chacune des méthodologies. Dans chaque article, j’en explore de manière prospective leur devenir, avant de livrer une conclusion.

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