Changement de paradigme : pourquoi la fabrication a besoin d'une connectivité de nouvelle génération.

La création de valeur et les chaînes d'approvisionnement peuvent être organisées de manière plus résistante aux pannes que jusqu'à présent - grâce aux microservices et aux mini-PC industriels. Dans l'industrie, la création de valeur se fait dans l'usine. Cela signifie, du point de vue d'une direction d'entreprise, que la direction de l'entreprise définit ses objectifs stratégiques et financiers qui doivent finalement être mis en œuvre dans l'atelier. 

Du point de vue des responsables de production, l'objectif est d'organiser un cycle fermé de résolution des problèmes grâce au contrôle numérique de la production. Les machines signalent automatiquement les erreurs en temps réel et les équipes d'ouvriers peuvent prendre immédiatement des mesures correctives.

Le succès de chaque mesure est contrôlé à l'aide d'indicateurs saisis numériquement. Les processus de lean management garantissent l'optimisation continue de la production. Les équipes sont rendues capables d'analyser et de corriger les erreurs de manière autonome. Dans la pratique du shopfloor, c'est encore souvent le spreadsheet Excel qui règne en maître. 

Voilà pour la théorie. Dans la réalité, de nombreux processus sont manifestement encore très différents. Au lieu d'automatismes à commande numérique, les événements sont encore souvent gérés dans des tableaux Excel. L'analyste Colin Masson de ARC juge : "Malgré les vagues d'innovation et de consolidation, l'entreprise industrielle typique dispose d'un réseau complexe d'applications isolées, maintenues ensemble par une sorte de ruban adhésif numérique [...] l'omniprésent tableur Microsoft Excel".

Le MES a le vent en poupe

Cette description de l'état des lieux correspond à une analyse de Research and Markets selon laquelle le marché des Manufacturing Execution Systems (MES) devrait continuer à croître fortement - de 9,2 pour cent en moyenne, passant de 14 à 23 milliards de dollars d'ici 2029. Motif : "La croissance de ce marché est due à l'introduction croissante de l'automatisation industrielle dans les processus et la production discrète, à la demande croissante d'efficacité opérationnelle et à la complexité croissante des processus de fabrication".

Atteindre l'efficacité opérationnelle avec une complexité croissante dans la production - pour les responsables de la production et de l'informatique, cela soulève deux questions clés : Comment optimiser les processus sans interrompre la production ? Comment les structures informatiques parallèles peuvent-elles être transformées en une seule architecture ?

SAP répond à ces deux questions avec sa solution MES Digital Manufacturing (SAP DM) basée sur le cloud, et ce avec le soutien d'un vaste réseau de partenaires. Ce qui est décisif, c'est un processus global réussi. La colonne vertébrale de ce processus est une architecture IT "d'un seul tenant". Pour cela, SAP DM et ses différents modules offrent des avantages mesurables pour chaque rôle dans l'entreprise. En font partie : des interfaces utilisateurs faciles à configurer ; la transparence grâce à des indicateurs et des analyses pertinents ; des contrôles visuels pour des décisions précises ; une intégration parfaite au niveau de la planification (SAP/ERP) ; ainsi qu'une rentabilité accrue grâce à une qualité et une traçabilité améliorées.

Les données doivent pouvoir circuler horizontalement et verticalement. En tant que partenaire SAP, notre entreprise intègre la connectivité de l'atelier dans SAP DM. L'objectif est toujours de créer un cycle complet de résolution des problèmes. Une connectivité complète constitue la base sur laquelle se développe une architecture continue de processus d'atelier transparents, de planification optimisée et de chaînes d'approvisionnement plus efficaces. Le point de départ est une interconnexion horizontale et verticale aussi complète que possible des actifs et des systèmes informatiques. 

La solution de connectivité doit être en mesure d'enregistrer les signaux les plus divers provenant des machines, des capteurs et des outils et de générer un modèle de données standardisé. Des systèmes plus avancés comme SAP DM travaillent avec ce modèle de données, établissent la transparence et l'efficacité grâce à des analyses en temps réel et historiques sur la disponibilité des machines, les consommations, les qualités, la traçabilité.

La poursuite de l'interconnexion verticale des données du shopfloor avec le topfloor optimise la gestion des commandes, du personnel et des factures.

Comment la gestion de l'atelier peut saisir de nouvelles opportunités : Le monde de l'informatique continue de tourner rapidement. Le matériel devient de plus en plus compact et économique. Du côté des logiciels, de nouvelles possibilités apparaissent avec les microservices, la conteneurisation et Kubernetes. Les experts de McKinsey jugent : "L'émergence des microservices annonce un changement de paradigme, avec l'abandon des applications monolithiques au profit d'une architecture décentralisée".

Flux de données et microservices

Ce changement de paradigme offre également de nouvelles possibilités au niveau du shopfloor : des flux de données optimisés ainsi que des architectures informatiques plus flexibles. L'art avec les microservices consiste à les construire comme des conteneurs standardisés qui peuvent être facilement combinés et assemblés en de nouvelles formes. Les microservices sont de petites briques logicielles autonomes et combinables permettant de créer des applications évolutives. Ils permettent de passer fondamentalement d'une architecture monolithique à une architecture modulaire.

Grâce à l'approche de la conteneurisation, il devient possible d'emballer les microservices dans des unités standardisées et facilement transportables. C'est bon pour la rentabilité : davantage de tâches peuvent être réparties sur moins de matériel. Les frameworks open source comme Kubernetes font office d'instance logistique robuste sur laquelle les conteneurs et les microservices sont automatiquement orchestrés : Quels conteneurs doivent se trouver où, dans quel ordre et quand ? Un expert de Gartner a plaisanté : "Kubernetes joue à Tetris avec les conteneurs".

Lors de la foire de Hanovre de cette année, nous avons eu l'occasion de présenter sur le stand SAP le prototype d'une connectivité de nouvelle génération. Son nom : AC4DC. Derrière ce concept se cache une toute nouvelle génération de logiciels qui répond à ce changement de paradigme vers les microservices. Cette solution peut augmenter considérablement la flexibilité, l'évolutivité et la fiabilité de la production. Particularité la plus visible : AC4DC fonctionne dans des mini-PC industriels. Les utilisateurs configurent et commandent le logiciel de manière centralisée via le cloud. Les entreprises peuvent ainsi gérer les machines dans le monde entier de manière plus sûre qu'auparavant et assurer un flux de données sécurisé depuis le niveau machine jusqu'aux systèmes de gestion tels que SAP DM.

Quelle est la valeur ajoutée concrète de l'AC4DC lors de son utilisation ? Une plus grande sécurité contre les pannes : les mini-PC permettent d'utiliser la technologie cluster à moindre coût. Si un composant matériel tombe en panne, un mini-PC redondant prend immédiatement le relais. En cas de panne de réseau, les données sont stockées temporairement (Data Buffering) et ne sont pas perdues.

Sécurité accrue des données : comme le logiciel fonctionne sur des mini-PC qui font office de passerelle directement sur une ou plusieurs machines, il est possible de crypter les données au niveau de la machine. Cela augmente la protection et la sécurité des flux de données hautement sensibles.

Une connexion facile : Les équipes d'usine configurent et gèrent le logiciel de manière centralisée via le cloud. La connexion des machines se fait par le biais de modèles standardisés via un poste de contrôle central (Control Center). Cela simplifie considérablement l'installation et la maintenance. Une mise à l'échelle rapide : De nombreux mini-PC qui peuvent être contrôlés de manière centralisée via un centre de contrôle dans le cloud - cela permet une mise à l'échelle rapide des connexions de machines. L'interprétation des signaux selon la norme CEI est stockée dans une bibliothèque et peut être facilement mise à l'échelle de manière globale.

Les flux de données à sécurité intégrée sont la base d'une production flexible et résiliente. Avec AC4DC, des innovations sont combinées sur le plan logiciel et matériel et réunies dans une solution "Design to Scale". Objectif : garantir la création de valeur en améliorant la disponibilité et la sécurité des données hautement sensibles du shopfloor.

Vers la journée des partenaires :