Transformation numérique de l'industrie

Pour certains utilisateurs, il s'agit peut-être d'une évolution, tandis que d'autres voient dans l'industrie 4.0 et l'Internet industriel des objets (IIoT) une révolution. Les racines de cette transformation numérique de l'industrie remontent à plusieurs décennies : qui se souvient encore du CIM, Computer Integrated Manufacturing ? Et qu'est-ce que l'industrie 4.0 ?

"Le terme Industrie 4.0 le décrit de manière frappante - il s'agit de la quatrième révolution industrielle de la numérisation : après la mécanisation avec la vapeur et l'énergie hydraulique, après la production de masse par l'électrification et après l'utilisation de l'électronique et de l'informatique".

explique Oliver Hoffmann, co-président de Forcam, au début de l'entretien E-3. La transformation numérique dans l'industrie désigne l'ensemble des étapes menant à l'objectif d'exploiter toutes les possibilités technologiques d'automatisation et de mise en réseau intelligente des machines afin d'atteindre plusieurs objectifs : une production et des processus plus efficaces dans le sens d'une usine proche du zéro défaut ; des chaînes d'approvisionnement et de service globales améliorées ; des produits améliorés et plus personnalisés.

D'un point de vue technologique, il s'agit de la saisie numérique et de la normalisation de données afin de les transformer en une couche sémantique. En anglais, on dit "information on a fingertip".

Oliver Hoffmann traduit :

"Nous disons transformer le big data en smart data, en informations en temps réel utilisables de manière analytique sous la forme d'un jumeau numérique de la production sur ordinateur".

Installations de production en réseau, communication en temps réel entre les machines, assistance individuelle par un collègue robot : la numérisation des entreprises industrielles en Allemagne progresse, comme le sait également l'association numérique Bitkom.

Près de six entreprises industrielles de plus de 100 employés sur dix en Allemagne, soit environ 60%, utilisent des applications spécifiques du domaine Industrie 4.0.

C'est le résultat d'une étude sur la numérisation de l'industrie allemande commandée par l'association numérique Bitkom, pour laquelle 552 entreprises industrielles de 100 employés et plus ont été interrogées de mi-février à début avril 2020.

La voie vers la transformation numérique de l'industrie semble donc irrévocablement tracée. Andrea Rösinger, collègue d'Oliver Hoffmann et co-CEO chez Forcam, évoque dans l'entretien la gestion du changement qui en découle :

"La transformation numérique a un deuxième niveau important en plus du niveau technologique. L'introduction d'une plateforme IIoT implique toujours un changement culturel au sein de l'entreprise. C'est pourquoi une transformation numérique dans une entreprise industrielle ne peut voler qu'avec deux ailes :

La première est la technologie IIoT adéquate, la seconde est la solution culturelle appropriée. En effet, l'amélioration de l'efficacité et de la qualité n'est possible que grâce à la passion de ceux qui sont censés les fournir : les collaborateurs eux-mêmes.

La direction doit donc viser une nouvelle culture d'apprentissage avec des éléments tels que la responsabilité personnelle d'équipes qualifiées, la collaboration virtuelle d'équipes interdisciplinaires, de nouvelles façons de communiquer et de gérer les erreurs".

Selon Rösinger et Hoffmann, l'entreprise a besoin d'une large compréhension du fait que seules la transparence et l'efficacité grâce à une fabrication basée sur des données avec des indicateurs clés de performance (KPI) précis sont une chance pour une productivité accrue et une optimisation durable.

Bitkom a recensé à ce sujet que dans près de trois quarts des entreprises industrielles allemandes, ce ne sont pas seulement des opérations ou des processus individuels qui sont modifiés dans le cadre de l'Industrie 4.0, mais des modèles commerciaux entiers.

Un peu plus d'une entreprise sur deux développe de nouveaux produits et services ou prévoit de le faire. Une sur quatre modifie les produits existants ou prévoit de le faire. Vingt-huit pour cent retirent même complètement du marché les produits et services existants. La gestion du changement semble donc être à l'ordre du jour.

"Les producteurs automobiles se transforment en fournisseurs de solutions de mobilité et les fabricants de technologies médicales en prestataires de soins de santé intelligents. Cette voie doit maintenant être poursuivie dans l'ensemble de l'industrie, tous secteurs confondus. Les modèles commerciaux de l'avenir sont exclusivement numériques".

a déclaré le président de Bitkom, Achim Berg.

"Il est d'autant plus important que le thème de l'éducation - Education et Enablement - fasse partie des listes de mesures de la transformation numérique".

souligne Andrea Rösinger dans cette discussion. La transformation numérique dans la production et la fabrication est un défi économique, organisationnel et technique.

"C'est un défi pour toute l'entreprise, donc un défi pour les trois secteurs mentionnés".

explique Franz Gruber, fondateur de Forcam.

La gestion d'entreprise, l'organisation et la technologie doivent être considérées et traitées de manière intégrée. Dans la transformation numérique, la technique et la gestion d'entreprise sont indissociables, puis vient l'organisation.

"Mais je veux aller plus loin"

définit Gruber.

"La transformation numérique dans l'industrie est un défi pour l'économie nationale - et donc pour la société. La prospérité des économies modernes dépend de la vitalité de la production industrielle.

Le manager de Kuka, Heinrich Munz, a démontré dans son exposé lors d'un événement Forcam : Plus une société est automatisée, c'est-à-dire plus elle a de robots, plus son taux de chômage est bas.

C'est pourquoi le défi que nous devons relever est de traiter la transformation numérique dans le cadre d'un concert entre toutes les parties, en particulier les parties à la convention collective, et non dans le cadre d'un conflit".

Le maintien de la main-d'œuvre qualifiée est un thème important pour les entreprises industrielles, définit l'étude Bitkom mentionnée : 66 pour cent affirment que l'industrie 4.0 crée de nouveaux emplois pour une main-d'œuvre qualifiée et bien formée.

Presque tous estiment que le travail dans l'usine en réseau exige de plus en plus de compétences interdisciplinaires, par exemple à l'interface entre la construction mécanique et l'informatique.

"L'introduction de nouvelles technologies, de nouveaux outils et de nouvelles méthodes a bien entendu des répercussions sur les travailleurs dans les entreprises. L'éducation et la formation numériques sont essentielles, maintenant et à l'avenir".

souligne le président de Bitkom, Achim Berg.

"Les besoins en connaissances et en formation sont de plus en plus importants en raison de l'accélération de l'innovation et de la brièveté des cycles de production. Garantir l'éducation numérique à long terme doit être l'intérêt commun de la politique et de l'économie".

Les nombreuses exigences et opportunités amènent à se poser la question suivante : les processus commerciaux dans l'industrie manufacturière sont-ils également modifiés par l'IIoT ? L'organisation de l'"usine" doit-elle changer ? "Clairement oui", répond la co-CEO Rösinger. Selon elle, les entreprises ont besoin d'un modèle d'organisation fondé sur la stratégie et orienté vers l'opérationnel, un Strategic Operating Model.

"Car l'excellence du leadership et l'excellence des processus sont les deux faces d'une même médaille".

précise Andrea Rösinger.

"Avec l'introduction de nouvelles technologies, une nouvelle culture est également nécessaire, comme décrit précédemment. Le contexte est que, bien sûr, la tendance selon laquelle les emplois à faible niveau de qualification sont en recul dans l'industrie se poursuit, mais que le besoin de main-d'œuvre qualifiée reste élevé. L'organisation d'une usine a donc clairement besoin de cette composante éducative".

La numérisation de la production et de la fabrication a une très longue tradition, qui a commencé il y a des décennies avec le CIM, Computer Integrated Manufacturing : Pourquoi cela a-t-il pris autant de temps pour arriver à l'IIoT ? Qu'est-ce qui différencie les concepts de l'époque des solutions IIoT actuelles ? Franz Gruber, fondateur de Forcam, répond à ces questions :

"J'ai commencé ma carrière professionnelle à l'époque du CIM dans les années 1990. C'est pourquoi je peux dire qu'avant, en période de boom, les entreprises faisaient toujours du revenu. Les coûts ne jouaient pas un rôle aussi important.

Exemple célèbre : l'entrée en bourse très réussie de Deutsche Telekom en 1996 peut symboliser cette atmosphère de renouveau à grande échelle. L'informatisation s'était imposée comme une arme miracle dans l'économie, on investissait désormais aussi allègrement dans la production".

Andrea Rösinger ajoute

"En outre, les possibilités technologiques n'étaient bien sûr pas encore disponibles - par exemple les bandes passantes. Autrefois, le principe était le suivant : moins il y avait de données, mieux c'était. Aujourd'hui, les volumes de données ne jouent plus un rôle aussi important grâce aux bandes passantes sans cesse renouvelées et aux capacités numériques".

Et Oliver Hoffmann explique le phénomène IIoT :

"Le rythme d'investissement des entreprises a déjà été évoqué : Les entreprises investissent dans des machines et des équipements pour de longues périodes, dix, quinze, vingt ans.

C'est aussi pour cette raison qu'il faut plus de temps à l'industrie pour qu'une nouvelle ère technologique comme l'IIoT s'impose à grande échelle. Il est donc d'autant plus important de miser sur une plate-forme IIoT moderne qui permette de protéger les investissements tout en favorisant l'innovation".

Les analystes de Gartner (USA) attribuent à Forcam une caractéristique unique : "Forcam Force est la seule plateforme IIoT avec des applications MES out-of-the-box".

"Presque toutes les entreprises se sont engagées sur la voie de l'industrie 4.0"

déclare Achim Berg, président de Bitkom. Cette prise de conscience est également ancrée dans la plus grande partie des entreprises : 94% d'entre elles voient dans l'industrie 4.0 la condition du maintien de la compétitivité de l'industrie allemande.

Plus d'une entreprise sur deux souligne que l'industrie 4.0 donne généralement un nouvel élan à son activité. Dans l'ensemble, une majorité écrasante de 93 % des entreprises industrielles considèrent l'industrie 4.0 comme une opportunité.

Les systèmes de contrôle industriel, les tableaux de planification électroniques, le Manufacturing Execution System, tout cela existe depuis de nombreuses années. Qu'est-ce qui est différent et nouveau dans la "transformation numérique" ?

"Tous les thèmes cités continuent d'exister, ils sont tous présents dans le quotidien de l'usine. Les investissements ne sont pas perdus".

rassure Oliver Hoffmann.

"Ce qui est différent, c'est la mise en réseau, et aujourd'hui, je peux travailler beaucoup plus efficacement avec des pièces, des produits et des unités en réseau, ainsi qu'avec des processus en réseau. Grâce à l'ouverture numérique via des interfaces web ouvertes - Open API - il est en outre possible de construire des architectures informatiques entièrement personnalisées et de faire interagir et collaborer des solutions existantes ou nouvelles sur une plateforme".

Qu'est-ce qui peut être repris de l'"ancien" monde dans la transformation numérique de l'industrie ? Franz Gruber :

"Les objectifs de l'ancien monde restent : Fabriquer au plus juste et au plus propre. Les objectifs des différents concepts - qu'il s'agisse de KVP, TPM, etc. - sont valables. Ce qui est nouveau, ce sont les possibilités technologiques pour atteindre les objectifs".

Avec les nouvelles possibilités technologiques d'architectures informatiques intégratives, d'interopérabilité, de composition et de collaboration grâce à des plateformes ouvertes et des lacs de données uniformes, de nouveaux besoins apparaissent également, par exemple pour un bon conseil en matière de processus IIoT.

Elle devrait être réalisée par des experts qui connaissent à la fois l'usine de l'intérieur et les nouvelles possibilités technologiques de l'ère de l'IIoT. Selon Bitkom, la majorité des entreprises industrielles qui développent de nouveaux produits et services dans le cadre de l'industrie 4.0 misent sur des plates-formes.

Une grande importance est également accordée à l'intelligence artificielle (IA). Une entreprise sur sept utilise actuellement l'IA dans le contexte de l'industrie 4.0. Parmi les applications courantes de l'IA, on peut citer la maintenance prédictive, qui consiste à surveiller le fonctionnement des machines à l'aide d'algorithmes et de capteurs, de sorte que l'IA signale la nécessité d'une maintenance avant même que la panne ne soit imminente. Les robots, qui peuvent adapter eux-mêmes leurs processus de travail aux exigences actuelles, en sont un autre exemple.

"Le modèle sémantique de Forcam repose sur une connaissance approfondie du processus de fabrication, sur sa polyvalence et sur sa grande variabilité".

commente Olga Mordvinova, directrice générale d'Incontext Technology et partenaire de Forcam. Le modèle transforme les données de production pré-interprétées en structures de données cohérentes qui fournissent non seulement des informations sur les machines ou les postes de travail, mais aussi des informations détaillées sur l'état historique et actuel du processus de production inter-poste.

Les applications d'IA d'Incontext maîtrisent la sémantique des processus de production de Forcam Force et apprennent à identifier automatiquement les situations problématiques à partir des "small data" de la chaîne de production.

Ils combinent des algorithmes d'auto-apprentissage avec une vision globale de la production et la capacité de fournir localement des instructions aux employés sur les postes de travail en fonction de leur rôle.

"Exemples de nos applications : maintenance prédictive des postes de travail, détection des commandes à délais critiques ou efficacité globale prédictive des installations".

ajoute Olga Mordvinova.

Pour Bitkom, les principaux avantages de l'IA dans l'industrie sont, outre la possibilité mentionnée de maintenance prédictive, une augmentation de la productivité ainsi que l'optimisation des processus de production et de fabrication.

"L'IA est une technologie qui fera date et qui va révolutionner l'économie mondiale, et notamment l'industrie".

explique Achim Berg.

À quoi un client SAP existant doit-il faire attention lorsque l'IIoT figure sur sa liste de tâches ? Oliver Hoffmann :

"Le client SAP existant devrait examiner tous les fournisseurs de solutions de plateforme IIoT pour le shopfloor sur le marché, les comparer et faire un benchmark qualitatif".

La transparence est assurée par une connectivité complète pour le shopfloor et le topfloor, c'est-à-dire l'intégration de parcs de machines hétérogènes existants et également la mise en réseau avec la planification de l'entreprise.

"La productivité passe par des solutions simples, intégrées clés en main, parce que c'est ce qui détermine la rapidité avec laquelle je peux obtenir des résultats mesurables".

définit Hoffmann. Chez Forcam, les principales applications MES sont préinstallées et prêtes à l'emploi.

"Et finalement, je gagne en flexibilité grâce à l'ouverture de la technologie web", explique Hoffmann, fort de nombreux projets réussis. "Donc des interfaces web ouvertes qui me permettent d'intégrer n'importe quelle solution existante ou nouvelle souhaitée".

Pourquoi l'offre Forcam-IIoT est-elle particulièrement adaptée aux clients existants de SAP ?

"Comme Oliver l'a déjà expliqué : parce que nous offrons une transparence grâce à une connectivité complète au niveau de l'atelier et du topfloor ; parce que nous offrons une augmentation rapide de la productivité grâce à des solutions simples et intégrées clés en main ; parce que notre solution offre la plus grande flexibilité possible grâce à l'ouverture technologique du web".

ajoute le co-CEO Rösinger, qui insiste encore sur un point :

"Le modèle de données uniforme de la production aux finances. Seules des données précises provenant du shopfloor permettent un calcul et une planification précis des coûts unitaires sur le topfloor.

C'est ce que nous confirment les représentants du contrôle de gestion de nos clients. Contrôler en temps réel les coûts unitaires grâce aux données en temps réel de l'usine. Il s'agit de rapprocher le contrôle de gestion et les valeurs quantitatives. Une nouvelle transparence, et donc l'élimination des divergences dans la planification, présente d'énormes avantages pour une gestion durable des flux de trésorerie".

Forcam a un partenariat stratégique avec Accenture : quelles sont les raisons et les avantages pour un client SAP existant ?

"Les entreprises de fabrication ont généralement des défis très similaires, même si les solutions sont ensuite très individuelles".

reconnaît Oliver Hoffmann. Les thèmes clés sont les suivants : pas de vue unifiée de la production, pas d'informations uniformes et les entreprises ne peuvent pas apprendre les unes des autres à travers les usines ; elles travaillent avec des silos informatiques fonctionnels ; une intégration lacunaire de la boutique et du haut de l'atelier provoque des erreurs et des retards ; les ressources ne peuvent pas être mesurées, coordonnées ou planifiées globalement.

"Nous abordons tous ces thèmes au centre d'innovation Industrial IoT d'Accenture à Garching près de Munich, où nous sommes un partenaire de l'écosystème. Nous y visons à la fois une réflexion stratégique commune sur le design avec les clients et la démonstration de solutions technologiques concrètes".

explique le co-président de Forcam, M. Hoffmann.

"Accenture fournit aux clients SAP existants des conseils en matière de stratégie, d'architecture, d'intégration des systèmes et des chaînes d'approvisionnement, ainsi que de planification de projets".

définit Andrea Rösinger.

"Forcam lui fournit la solution de plateforme cloud technologiquement évolutive et notre savoir-faire en matière de conseil sur les processus IIoT. L'avantage de Garching, c'est que nous pouvons discuter, réfléchir et créer en toute tranquillité dans une atmosphère innovante.

C'est extrêmement important, car il s'agit en fin de compte des processus commerciaux numériques de l'avenir - ou, inversement, de la pérennité des entreprises".

Forcam entretient un autre partenariat stratégique avec Microsoft, dont le directeur Sebastian Seutter est un expert de l'industrie 4.0 et membre du Forcam Innovation Board.

"En fait, nous avons, notamment en Allemagne, de très nombreux clients communs pour lesquels un partenariat étroit entre SAP et Microsoft est d'une importance capitale".

explique Seutter, la valeur ajoutée pour les clients de Forcam et la communauté SAP.

"La mission de notre partenariat est d'aider au mieux les clients, avec nos partenaires, dans leur transformation numérique et dans toutes les innovations autour des solutions et technologies intégrées de SAP et Microsoft.

Le partenariat entre Forcam et Microsoft crée justement une valeur ajoutée pour nos clients, qui peuvent ainsi redessiner numériquement, optimiser et intégrer pleinement leur production et les technologies sous-jacentes d'une fabrication intelligente. Cela se traduit par des améliorations dans la production".

Le co-président de Forcam, M. Rösinger, apporte des précisions dans l'entretien E-3 :

"Avec Azure, Microsoft est le plus grand fournisseur d'infrastructure cloud au monde. Cela signifie qu'il n'y a pour ainsi dire aucune limite à l'évolutivité. Forcam, de par son histoire, porte en lui le gène SAP, SAP a l'une des solutions ERP les plus importantes au monde. Avec Microsoft comme partenaire, nous pouvons à nouveau résoudre ensemble particulièrement bien les problèmes d'interface des entreprises actives au niveau mondial".

Il y a actuellement une nette tendance à customiser les systèmes SAP sur Microsoft Azure : une usine complète plus une gestion depuis Azure seraient-elles donc envisageables ?

"Une usine sur Azure est effectivement encore une vision aujourd'hui".

a déclaré Sebastian Seutter à E-3 Magazine.

"Toutefois, avec Microsoft Azure Cloud, nous apportons déjà toutes les technologies de base nécessaires pour concrétiser cette vision".

Tout d'abord, toutes les conditions sont réunies pour l'intégration nécessaire de tous les systèmes et technologies, également via la SAP Cloud Platform (SCP), également disponible sur Microsoft Azure. Ensuite, le credo de SAP "keep the core clean" prend ici tout son sens.

Ainsi, les adaptations du noyau SAP peuvent être facilement transférées sur Azure via le SCP là où des innovations sont souhaitées et peuvent être réalisées rapidement.

"En conclusion, nous apportons, grâce à nos partenaires et à leurs compétences clés, tous les points de départ pour développer des architectures et des solutions SaaS avec et sur Azure. Ainsi, toutes les fonctions souhaitées de cette usine sur Azure peuvent être facilement automatisées, intégrées et étendues dans notre cloud".

Seutter le sait aussi par sa pratique professionnelle.

"Azure propose entre autres un hub IoT complet. Il comprend des outils permettant l'intégration de composants de périphérie".

ajoute Andrea Rösinger.

SAP lui-même s'essaie à la transformation numérique de l'industrie avec des produits comme SAP ME et le framework Leonardo : quelle est la position de Forcam par rapport à ces offres SAP ?

"Notre approche en tant que fournisseur de plateformes est complète et nous permet d'intégrer n'importe quelle solution dont les entreprises ont besoin, ou du moins de faire en sorte qu'elle puisse être intégrée rapidement".

souligne le co-CEO Rösinger dans un entretien avec E-3.

"Notre exigence d'ouverture est ici complète. De plus, nous proposons la solution de plateforme Forcam IIoT en marque blanche. Et comme les têtes pensantes de notre entreprise viennent elles-mêmes de SAP, notre solution intègre très facilement les offres SAP telles que SAP ME, SAP EWM et autres. Le principe est le suivant : nous protégeons les investissements dans l'informatique comme SAP et nous permettons en même temps l'innovation".