La 5G, facilitateur de l'usine du futur

Le standard nouvelle génération de connectivité est un saut technologique qui va bouleverser non seulement nos vies quotidiennes, mais aussi de nombreuses industries. La 5G promet évidemment le très haut débit mobile, couplé à une faible latence (délai entre la commande et le début effectif de l’opération) : les transmissions seront ainsi dix fois plus rapides qu’en 4G, et la latence maximale pourra descendre aux alentours de 1 milliseconde contre 10 pour la 4G+. Une réactivité dont on imagine aisément l’utilité pour des applications critiques telles que la voiture autonome ou la téléchirurgie.

Mais les avantages promis par la 5G ne se résument pas à la vitesse :  le network slicing (découpage du réseau) par exemple permettra de définir des tranches virtuelles de réseau, aux capacités et qualités de service différenciées selon les usages. Appliqués à l’industrie, la 5G va bouleverser les processus de fabrication mais aussi la conception même des usines et la façon d’y travailler, en portant notamment l’essor de l’internet des objets industriel (IIoT), de l’edge computing pour collecter et traiter les données au pied des machines. Entre autres applications, la 5G facilitera aussi l’interaction entre machines, l’exploitation des véhicules autonomes (AGV) et le déploiement des réalités virtuelles, augmentées ou mixtes.

Source : International Telecommunication Union (ITU)

L'Intelligence Artificielle ouvre l'ère du Cognitive Manufacturing

L’adoption à terme de l’Intelligence Artificielle dans l’industrie n’est plus une option, mais une évidence. Avec le développement de l’Internet des Objets Industriel, il n’a jamais été aussi facile de collecter de la donnée, dont on sait qu’elle est la matière première des algorithmes qui régissent les disciplines de l’Intelligence Artificielle, comme le machine learning.

La maintenance prédictive est certainement l’un des services les plus aboutis en matière d’usage de la data et d’IA dans le secteur industriel. Comment optimiser des processus de maintenance coûteux en temps et en matériel tout en anticipant les pannes pour ne pas nuire à l’expérience de l’utilisateur final ? C’est la promesse de ces solutions avec à la clé des gains d’efficacité non négligeables : le cabinet McKinsey estime à 630 milliards de dollars les économies potentielles à réaliser d’ici 2025 grâce à la maintenance prédictive.

Autre cas d’usage pour l'IA en milieu industriel : la supply chain. Selon IDC, 60% des grandes entreprises industrielles auront intégré d'ici 2024 des processus pilotés par intelligence artificielle à leur chaîne d'approvisionnement. Citons l’exemple de PSA qui s’est allié à IBM et Sigfox pour adopter la solution « Track & Trace ». Elle permet à PSA de connaître en temps réel la position de chacun de ses conteneurs ainsi que l’état de la marchandise transportée. A la base de l’outil, on retrouve une combinaison d’IoT réalisé sur mesure (taille, poids, emplacement, type de données mesurées…), de l’IA (analyse des résultats) et d’un réseau dédié. Pour le groupe français, l’outil lui permet d’ores et déjà d’optimiser le roulement de ses conteneurs et ainsi d’éviter de potentiels ruptures de la chaîne de production.

La blockchain au service de la confiance industrielle

La blockchain n’est pas réservée qu’aux applications financières : en smart industry, on peut aussi s’attendre à ce que la chaîne de blocs et autres protocoles de consensus distribués jouent un rôle important. La technologie blockchain – qui, pour rappel, s’apparente à un grand registre partagé et décentralisé, et sur lesquels les informations et les mouvements sont inscrits de manière publique, infalsifiable, incorruptible – ouvre de nombreuses opportunités au secteur industriel.

Corollaire du big data et de l’hyperconnectivité, la sécurité devient cruciale pour les entreprises. La blockchain peut apporter des solutions novatrices, notamment sur la certification et la traçabilité. Pour notre expert Alexandre Lacour,  “ [la blockchain est] présente dans différents secteurs tels que la logistique ou l’énergie, et son usage se répand et se combine fortement à l’IoT. Il reste encore des défis pour adopter pleinement cette technologie mais la monétisation de contrat intelligent, les smart contracts, renforce une tendance qui permettra à l’industrie 4.0 de simplifier la monétisation de ses services.”

Le ministère de l'Economie et des Finances vient d’ailleurs de lancer une task force Blockchain dans le cadre de la stratégie nationale blockchain, présentée en avril dernier. Elle visera à promouvoir l’adoption de la technologie et son déploiement à l’échelle, au-delà des expérimentations et preuves de concept, dans différentes filières industrielles comme la construction, l’agro-alimentaire et l’énergie.

La fabrication additive sort des labos de R&D

Connue du grand public sous le terme d’impression 3D, la fabrication additive consiste à fabriquer des objets, des pièces, par ajout successif de couches de matières. Dans le monde industriel, celles-ci peuvent être non seulement plastiques, mais aussi céramiques, métalliques ou polymères.

Longtemps cantonnée au domaine du prototypage, la fabrication additive devrait se développer au rythme rapide des progrès réalisés par les équipements et les procédés pour devenir une méthode viable de fabrication. En effet, les techniques et machines d’impression 3D sont de plus en plus performantes, rapides et économes en énergie et matière première. Les filières automotive (GM, Ford, Bugatti....) et aéronautique (Boeing, Lufthansa…) sont particulièrement dynamiques dans ce domaine, notamment pour la production de pièces détachées métalliques. En 2018, Bugatti s’est allié à l’allemand Laser Zentrum Nord pour imprimer un étrier de frein en titane.

Selon une étude 3DHubs, le marché de la fabrication additive devrait connaître une progression moyenne annuelle de 23,5% sur les cinq prochaines années. La fabrication additive sera alors en mesure de conquérir de nouveaux champs d’applications, comme la mass customization. Le potentiel est énorme : l’impression 3D ne représente aujourd’hui que 0,1% du marché du manufacturing, évalué en sa globalité à 12,7 billions de dollars. Si elle venait à en capter 1%, cela reviendrait à un marché annuel de 125 milliards de dollars pour la fabrication additive !

Source : 3D Hubs

Autre facteur-clé pour le développement de l’impression 3D, notamment dans des secteurs critiques comme l’aérospatial ou la médecine : la normalisation et la standardisation, portées par l’ASTM (Additive Manufacturing Technology Standards).

Réalités mixte, virtuelle et augmentée prennent pied dans l'atelier

Avec le concept d’industrie 4.0 dont l’un des piliers est la numérisation / virtualisation de l’usine (notamment incarnés par le digital twin), les technologies immersives prennent tout leur sens. Rappelons rapidement les contours des trois concepts principaux : la réalité virtuelle plonge l’utilisateur dans un environnement 360 virtuel et immersif, le plus souvent au moyen d’un casque comme l’Oculus Rift ou le HTC Vive, tandis que la réalité augmentée consiste à ajouter des éléments numériques à l’environnement réel, via un smartphone, une tablette ou des lunettes. La réalité mixte (parfois appelée réalité hybride), incarnée par exemple par le casque Hololens de Microsoft, est un mix entre réalités virtuelle et augmentée. Elle permet d’interagir avec des éléments 3D sous forme d’hologrammes dans la réalité physique.

Le marché AR / VR connaît une croissance fulgurante. D’abord soutenu par les constructeurs, un écosystème complet se structure désormais autour des créateurs de contenus, acteurs du software, développeurs, intégrateurs… Selon les prévisions IDC, les ventes globales de casques approcheront les 9 millions d’unités, en hausse de 54% vs 2018. En France, les dépenses seront multipliées par 20 d’ici 2022, avec une croissance annuelle estimée à 85%. A cette date, le marché professionnel concentrera alors une grande majorité des dépenses (68%) alors qu’en 2017, la part de marché B2B n’était que de 29%. Avec 27% des dépenses B2B en France, l’industrie est le secteur qui utilisera le plus les solutions AR / VR, devant le retail et les transports.

Source : IDC

Il faut dire que les cas d’usages Industrie 4.0 sont nombreux. Réalités virtuelle, augmentée et mixte offrent au travailleur un accès en temps réel à l’information, pour l’aider et l’assister, par exemple dans la maintenance. Elles sont aussi pertinentes pour la formation des collaborateurs ou pour avérer des hypothèses. On peut citer par exemple Numix, repérée par les envoyés spéciaux du HUB Institute au Festival Laval Virtual. Cette agence française de création numérique développe des modules de formation en VR très réaliste : formation aux crues pour les techniciens des barrages EDF, formation des électriciens de Enedis, la VR permet de faciliter une forte mémorisation des gestes clefs.

Crédit image de une : Microsoft