200 responsables de fabrication vous indiquent par où commencer avec les usines numériques
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PricewaterhouseCoopers Allemagne a lancé une étude de marché quantitative sur 200 cadres supérieurs des grands secteurs de l'industrie et de la fabrication au cours du premier semestre de 2017 et sur d'autres entreprises leaders du secteur. Les dirigeants ont mené des entretiens approfondis. Les cadres qui ont participé à l'enquête étaient des décideurs dans les domaines du développement de produits, de la production ou de la technologie. À travers les quatre dimensions stratégie, efficacité, technologie et talent (voir Figure 1), le rapport explore en détail la force motrice des usines numériques et peut fournir une référence aux entreprises chinoises envisageant de construire des usines numériques.
Stratégie
L'usine numérique occupe une position stratégique élevée dans les esprits de haut niveau: les résultats de l'enquête montrent que 91% des entreprises industrielles investissent dans des usines numériques, mais que seulement 6% de leurs usines sont «entièrement numérisées».
La numérisation peut offrir un meilleur soutien à la production auprès des clients: les trois quarts des répondants qui envisagent d’investir dans des usines numériques se disent plus proches des clients grâce à une fabrication localisée et que la production personnalisée et flexible est deux facteurs majeurs contribuant à l’investissement.
L’usine numérique fait progresser la «fabrication allemande / européenne»: 93% des personnes interrogées qui envisagent d’investir dans des usines numériques ont l’intention de déménager tout ou partie de leurs usines numériques en Allemagne au cours des cinq prochaines années. 77% de l'investissement des cinq prochaines années seront consacrés à la construction ou à l'agrandissement d'une nouvelle usine numérique. La numérisation renforce la compétitivité des centres industriels européens.
Sans l'intention d'une usine numérique, les entreprises risquent de perdre leur compétitivité à l'avenir. Réaliser une usine numérique nécessite des investissements en capital et il est nécessaire de travailler avec les parties prenantes internes et externes pour promouvoir l'innovation ouverte. Par exemple, Philips a adopté cette approche à l’usine de Drachten (voir "Philips: Innovation et collaboration"). En outre, il est nécessaire d’engager et de former des talents, de réagir à de nombreux changements, de renforcer la confiance entre les employés et d’obtenir leur soutien et leur participation sans réserve.
Les entreprises veulent survivre sur le marché hautement concurrentiel d'aujourd'hui, et l'orientation client est un élément clé. Les entreprises sont constamment proches de leurs clients et sont en mesure de répondre aux changements de préférences de leurs clients plus rapidement. Ce déménagement peut également aider à réduire les coûts de transport et de logistique et les clients peuvent bénéficier de produits personnalisés avec des coûts de distribution minimes ou négligeables.
Avantage
Rares rendements à court terme - les investissements dans les usines numériques constituent un changement stratégique. Il faut compter entre deux et cinq ans pour récupérer les investissements: près de la moitié des entreprises interrogées espèrent récupérer leur investissement dans les activités numériques dans un délai de cinq ans, contre 3% seulement. L'intervieweur espère récupérer l'investissement d'ici un an.
Les entreprises espèrent améliorer considérablement leur efficacité dans cinq ans: presque tous les répondants (98%) considèrent les gains d'efficacité comme la principale raison d'investir dans des usines numériques. Une planification complète, une utilisation améliorée des ressources, une réduction du coût de la qualité et l’automatisation contribuent tous à des gains d’efficacité.
La plupart des entreprises interrogées ont limité la période de reprise des investissements dans les usines numériques à cinq ans. Derrière la décision se trouve un argument commercial détaillé et un examen attentif de l’investissement. Au fur et à mesure que les entreprises se familiarisent avec les différentes solutions d'usines numériques, elles comprennent mieux le temps et les efforts nécessaires pour les mettre en œuvre et établissent ainsi une prévision plus conservatrice du délai de retour des investissements.
En plus d'améliorer l'efficacité des installations, les usines numériques peuvent apporter d'autres avantages. Par exemple, dans le secteur de l’aérospatiale, certaines entreprises utilisent des solutions d’usine numérique pour développer des conceptions d’avions et de moteurs de pointe qui dépassent les limites de la fabrication traditionnelle. En outre, les usines numériques peuvent aider les entreprises à réduire leur consommation d'énergie et de matières premières et à atteindre leurs objectifs de développement durable. Les entreprises utilisent les données pour améliorer l'efficacité des ressources, rendre la chaîne d'approvisionnement plus sensible, commander les matières premières à la demande et réduire les stocks.
Mais l’objectif de la société est loin d’être limité à cela. Certaines entreprises prévoient déjà des usines sans surveillance où l’électricité sera consommée à la demande. Selon les dernières données, la consommation d'énergie dans le secteur industriel a diminué depuis 1990. Cependant, nous avons des raisons de croire qu'avec l'aide des usines numériques, les entreprises de produits industriels ont encore le potentiel de puiser dans la conservation de l'énergie.
Philips: innovation et collaboration
Philips développe des produits innovants et de haute qualité pour le marché mondial de Drachten. Dans cette installation, les techniciens et les travailleurs de la production sont responsables de la gestion du développement et de la production des produits, en soutenant le développement et la production conjoints au moyen de technologies numériques clés telles que l'assemblage automatisé, l'hygiène numérique, la robotique, l'impression 3D et l'analyse de données volumineuses. Ces technologies numériques distinctives et innovantes permettent la première conception correcte, la production zéro défaut et la chaîne d'approvisionnement axée sur la demande. À l’avenir, Philips prévoit de continuer à améliorer ses activités de production et à mener une recherche et un développement plus souples dans le sens de la personnalisation.
L’usine de Philips Drachten est un représentant du Drachten Innovation Cluster, qui regroupe 16 entreprises de fabrication de haute technologie dans le Nord-Ouest de l’Europe, attirant des talents et d’autres entreprises de haute technologie du monde entier. Le cluster travaille également en étroite collaboration avec les gouvernements locaux et les instituts de recherche pour sécuriser et consolider la position de la région de Drachten en tant que ville industrielle majeure du nord des Pays-Bas.
La technologie
Interconnexion interne et externe de l'usine via un système MES (Manufacturing Execution System) complet: la première étape de la numérisation consiste à interconnecter la machine avec d'autres actifs via une infrastructure partagée. Le système MES peut planifier et contrôler la production en temps réel, améliorant ainsi l'efficacité, la flexibilité de la production et l'utilisation des actifs. Afin de maximiser les avantages, les systèmes MES doivent être intégrés aux systèmes ERP, ce qui permet aux entreprises de numériser non seulement les processus internes, mais également la totalité de la chaîne d'approvisionnement.
Des technologies telles que la robotique collaborative, l'hygiène numérique ou la réalité augmentée optimisent les opérations et améliorent la productivité: les technologies numériques permettant aux travailleurs d'accroître leur productivité, d'améliorer leurs processus et la qualité de leurs produits gagnent rapidement en popularité - les entreprises qui les adopteront au cours des cinq prochaines années devrait doubler. La collaboration entre les travailleurs et les machines est un domaine clé du développement et l'expression de la fabrique virtuelle de jumeaux numériques est née. Les solutions liées à la réalité augmentée aident les employés à fabriquer des produits zéro défaut.
Les entreprises prennent des décisions plus éclairées grâce à l'analyse prédictive des données et à l'apprentissage automatique: l'intelligence artificielle et l'analyse des données sont le moteur des usines numériques et plus de la moitié des entreprises de recherche ont adopté des algorithmes intelligents pour prendre des décisions opérationnelles plus raisonnables. . L'interconnexion complète au sein de l'usine et de l'écosystème de l'entreprise, ainsi que l'application intelligente de l'information, seront indispensables au maintien de la compétitivité.
Réaliser l'interconnexion interne et externe des usines à l'aide de MES
Le rythme d'interconnexion intelligente dans les usines s'accélère. De nombreuses entreprises ont adopté une technologie de réseau pour connecter des composants, des machines, la gestion de la production, des véhicules de transport, des travailleurs et même des produits, via des capteurs tels que MES, qui utilisent des capteurs pour lire et identifier les données sur la puce et les transmettre à la plate-forme de données. (voir la figure II). Par exemple, Bosch Rexroth a lancé un projet pilote mondial de technologie de suivi d’identification basée sur la fréquence dans l’usine de Homburg (voir «Bosch Rexroth: Personnalisation de masse via Interconnect»).
La planification et le contrôle en temps réel avec des informations sont possibles grâce à l'utilisation de MES
En utilisant MES, il est possible d'utiliser des informations pour la planification et le contrôle en temps réel: pour percevoir ou prédire des événements inattendus sur la base de l'analyse de données et pour générer des actions pertinentes pour la réponse ou l'optimisation. Certaines entreprises ont également mis au point un système de surveillance du stockage basé sur le système afin d’éviter les ruptures de stock et d’optimiser les niveaux de stocks.
De nombreuses entreprises se tournent également vers l'extérieur des usines numériques et s'efforcent d'intégrer horizontalement toute la chaîne de valeur, des fournisseurs aux réseaux de production. Un système de suivi plus avancé associé à une connexion dynamique au système ERP rend les données transparentes et permet à l'analyse de données d'optimiser la planification de la chaîne d'approvisionnement.
Bosch Rexroth: personnalisation de masse par interconnexion
Bosch Rexroth a construit une usine de pointe pour le programme Industry 4.0 dans la base Humboldt, vieille de 50 ans, avec environ 700 employés. C'est l'une des premières entreprises à pratiquer l'industrie 4.0.
En tant que fabricant de commandes industrielles et mobiles, d'équipements hydrauliques et d'une petite entreprise pilote au sein du groupe Bosch, l'usine de Humboldt est un utilisateur du programme Industry 4.0 et un fournisseur. L'usine s'articule autour de la stratégie principale de haut niveau et jette des bases solides pour la réussite de la mise en œuvre et de l'utilisation de la numérisation et de l'interconnexion. L’usine de Humboldt fonctionne avec les autres usines pilotes du groupe, la technologie d’assemblage régional des produits de Bosch Rexroth et l’équipe de projet de Bosch Connected Industry pour s’intégrer et se coordonner afin d’assurer l’efficacité et d’éliminer les redondances. Sous la direction de ces technologies, les usines ont mis au point diverses solutions pour établir des normes pouvant être promues dans d’autres usines. Chaque usine exploite également des services mondiaux tels que Bosch Cloud ou Enterprise IT Architecture de Bosch Networks pour réaliser des économies d'échelle.
Bosch Rexroth utilise diverses technologies innovantes, notamment les panneaux d’affichage dynamiques sans papier, les produits autoguidés, les unités de travail indépendantes, l’identification automatique des employés et des produits et le contrôle qualité en temps réel. En s'associant à des technologies éprouvées telles que la signalisation et le picking électroniques basés sur la RFID, l'usine de Humboldt peut augmenter l'efficacité et la productivité tout en produisant davantage de variantes de produits sur la chaîne de montage.
Utiliser la technologie numérique pour augmenter la productivité et améliorer les processus
De nombreuses entreprises prévoient également d’utiliser diverses technologies numériques pour aider les travailleurs à améliorer leur productivité et leurs processus. Certaines entreprises utilisent des applications mobiles pour aider leurs employés à mieux collaborer à distance. La robotique et les autres technologies numériques rendent également les travailleurs plus faciles, plus sûrs et plus efficaces. Les robots collaboratifs accomplissent non seulement les tâches spécifiées par la pré-programmation, mais les travailleurs peuvent également «entraîner» ces robots de manière interactive. Ils n'ont pas besoin de passer beaucoup de temps à programmer, il leur suffit de répéter leurs actions. Nous avons constaté que la collaboration homme-machine est un domaine clé du développement et un domaine sur lequel les entreprises doivent porter une attention particulière. Alors que de nombreuses entreprises se concentrent sur l'amélioration de la visualisation et de l'automatisation des processus, peu d'entreprises envisagent d'adopter les technologies appropriées pour accroître l'acceptation de la collaboration homme-machine.
En combinant la génération numérique de produits et de lignes de production, il est possible de simuler et de tester de nouveaux processus de production et de les optimiser avant le démarrage effectif.
À l'heure actuelle, il est possible de présenter sous forme numérique des produits, des équipements, des lignes de production complètes et des infrastructures d'usine, appelées «hygiène numérique». Cette technologie est principalement utilisée dans la phase de développement de produit ou de planification de la production pour améliorer l'efficacité du processus de développement, améliorer la qualité et faciliter le partage d'informations entre les parties prenantes. En combinant la génération numérique de produits et de lignes de production, il est possible de simuler et de tester de nouveaux processus de production et de les optimiser avant le démarrage effectif. Si vous pouvez utiliser des jumeaux numériques avec vos partenaires, vous pouvez mieux optimiser vos processus de mise en correspondance. L'hygiène numérique est également à la base de nombreuses applications telles que la réalité virtuelle, la réalité augmentée et la maintenance à distance.
Il convient de noter que la technologie d'usine numérique la plus populaire, même celle qui sera probablement adoptée dans cinq ans, est toujours basée sur le pipeline du modèle traditionnel. Dans ce cas, il peut être nécessaire de réfléchir fondamentalement à la stratégie de fabrication ou même au modèle de production de l'entreprise (tels que des équipements de production modulaires, des processus de production flexibles, etc.), mais de nombreuses entreprises ne sont pas disposées à supporter ce risque. Nous pensons que les entreprises doivent développer une stratégie numérique dans une perspective globale basée sur la stratégie commerciale globale et le développement technologique.
Soutenir la prise de décision par l'analyse de données
Les données sont fondamentales pour les usines numériques et nécessitent des investissements importants en analyse de données et en intégration de système. Grâce aux capteurs, les futures installations numériques peuvent générer d’énormes quantités de données. Alors que les capacités technologiques en matière d'intégration de données et de mémoire continuent de s'améliorer, l'intégration en temps réel des usines numériques et des écosystèmes de la chaîne d'approvisionnement devient possible. Les données générées par les équipements mécaniques sont transférées aux systèmes MRS et ERP, même aux fournisseurs et aux clients, ce qui permet aux entreprises d'interagir avec la fourniture en temps réel de données critiques sur l'offre et la demande tout au long de la chaîne d'approvisionnement. À l'avenir, les usines numériques pourront planifier divers calendriers de maintenance et d'arrêt au cours de périodes de production où la demande des clients est insuffisante pour optimiser les marges bénéficiaires.
L'obtention d'une connectivité complète au sein de l'usine et de l'écosystème de l'entreprise, ainsi que l'utilisation intelligente de l'information, constituera une option indispensable pour que les entreprises restent compétitives. De nombreuses entreprises l'ont reconnu et travaillent dur pour développer leurs capacités Big Data.
Talent
La production numérique signifie la création d'une main-d'œuvre numérique: les usines numériques ont besoin d'une nouvelle façon de travailler. La composition de la main-d'œuvre changera et les entreprises doivent recruter et fidéliser les bons talents. Les scientifiques de données doivent trouver des algorithmes intelligents pour améliorer les performances opérationnelles. L'interaction homme-machine requiert de nouvelles compétences. Les programmes de formation numériques et le recrutement de «natifs numériques» externes garantissent le succès des usines numériques.
La transformation numérique doit être lancée par les plus grands dirigeants et commencer immédiatement: la transformation numérique des entreprises nécessite un leadership et des conseils de haut niveau. Alors que les concurrents du monde entier empruntent la voie numérique, les entreprises doivent agir maintenant.
Les usines numériques ont besoin d'une manière différente de travailler et les entreprises doivent créer une main-d'œuvre numérique. Pour s’assurer qu’il ya suffisamment de travailleurs possédant les compétences requises pour une usine numérique, les entreprises doivent travailler activement avec les entreprises, la politique et le monde universitaire pour remédier à la pénurie de talents qualifiés. Bien sûr, l’investissement dans la formation et l’éducation est coûteux, mais l’augmentation des revenus grâce à l’amélioration de l’efficacité peut compenser cet investissement et permet également aux employés de profiter des avantages de la hausse des salaires. En outre, les qualités requises par les talents subissent également des changements importants. La demande de travailleurs de pipeline dans les usines numériques sera réduite et davantage d'analystes de données et de programmeurs seront nécessaires.
La solution au problème ne consiste pas simplement à recruter plus de talents et à former les employés existants. Les cadres supérieurs doivent donner l'exemple en dirigeant toute la transformation numérique et en appliquant l'esprit d'apprentissage continu dans l'ensemble de l'entreprise, en créant une culture d'entreprise axée sur le numérique, de haut en bas.
Vous voulez faire l'expérience de l'usine numérique de première main? Voulez-vous aller profondément dans le berceau de l'industrie 4.0 pour constater l'efficacité de la numérisation? L'occasion se présente - en avril 2018, «Le décryptage de la fabrication intelligente à Hanovre» Tournée d'étude KECL Media GP GP pour l'industrie allemande 4.0 Le régiment est durement touché!
Le premier arrêt, nous irons à la foire industrielle de Hanovre. Lors de l'édition de 2018 de Hannover Messe, sur le thème «Intégration de l'industrie - Connexion et collaboration», axée sur l'énorme potentiel de la transformation numérique, celle-ci sera à nouveau réalisée. On peut répondre à Hanovre à une intégration accélérée des secteurs et des systèmes industriels, à une intégration intelligente des processus de production et des processus logistiques et aux mêmes questions qui doivent être posées lors de la construction de ces imprimantes intelligentes.
Le deuxième arrêt, nous irons à la célèbre entreprise intelligente allemande à transférer. On dit que l'industrie 4.0 a été pleinement utilisée dans la production réelle de Mercedes-Benz. Pour le pionnier de l'Industrie 4.0 et le robot KUKA, l'un des principaux fabricants mondiaux de robots industriels, êtes-vous également curieux de connaître le processus de production de sa chaîne de production intelligente et de son grand bras de robot? En entrant dans la société modèle allemande Industrie 4.0, sentez l'entreprise numérique vraiment charmante.
Au troisième arrêt, nous irons chez une imprimerie locale en Allemagne. Nous organiserons près de la moitié de l'itinéraire pour communiquer avec des collègues de l'industrie de l'imprimerie locale en Allemagne. En plus de Heidelberg, Manroland et KBA, réputées dans le monde entier, Mainfranken Printing Company est également une imprimerie cotée en bourse, ainsi que la Frankfurt Briefing Printing Co., Ltd, la Munich Media Group Printing Factory ... L'imprimerie réputée en Allemagne les entreprises sont nombreuses. Où allons-nous? Le mystère sera révélé à ce moment-là.