Usine intelligente : production connectée et intralogistique intelligente
Une production où les machines communiquent entre elles, où les besoins en marchandises sont automatiquement détectés et où les processus sont adaptés de manière flexible : c’est précisément là qu’intervient l’usine intelligente. Les machines, les produits, les systèmes informatiques et l’intralogistique échangent des données, jetant ainsi les bases de processus plus transparents et de plus en plus automatisés. Cela ne concerne pas uniquement la fabrication. La logistique de production doit elle aussi suivre le rythme. Les marchandises, les composants et les supports de charge doivent être disponibles au bon endroit et au bon moment.
Qu’est-ce qu’une usine intelligente ?
Une usine intelligente est un environnement de production connecté numériquement, dans lequel les machines, les produits, les personnes et les systèmes logistiques échangent des données. Les capteurs, l’Internet des objets industriel, l’intelligence artificielle et les jumeaux numériques permettent de piloter les processus de production et de flux de matériaux de manière plus transparente, plus flexible et partiellement automatisée.
L’Industrie 4.0 décrit le processus global de transformation numérique de la création de valeur industrielle. La plateforme Industrie 4.0 met notamment en avant les systèmes de création de valeur flexibles et connectés, ainsi que l’interopérabilité, comme caractéristiques essentielles.
Comment fonctionne une usine intelligente ?
Dans une usine intelligente, les machines, les emplacements de stockage, les bacs, les systèmes de transport et les applications informatiques sont interconnectés. Des capteurs enregistrent par exemple l’état des machines, les stocks ou les positions. Les données sont analysées et utilisées pour d’autres processus.
Un système de production peut ainsi détecter qu’il manque du matériel. Il en résulte par exemple un ordre de réapprovisionnement : le matériel nécessaire est mis à disposition, puis acheminé vers la chaîne de production.
Quelles technologies sont utilisées dans l’usine intelligente ?
Les technologies typiques sont les suivantes :
- Capteurs et Internet des objets industriel
- Codes-barres et RFID
- Intelligence artificielle
- Jumeaux numériques
- Systèmes ERP, MES et de gestion d’entrepôt
- Étiquettes intelligentes
- Systèmes de transport sans conducteur
- Techniques de stockage automatisées
L’intelligence artificielle peut analyser les données de production et apporter son aide, par exemple, dans la planification de la production, l’assurance qualité, l’optimisation des processus ou la maintenance prédictive. Fraunhofer cite désormais explicitement l’IA et l’apprentissage automatique comme des technologies clés pour les applications industrielles dans les domaines de la production et de la logistique.
Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?
Un jumeau numérique reproduit numériquement une machine, un produit ou un processus de production. Ce modèle virtuel est relié aux données issues de l’environnement réel.
Cela permet aux entreprises de surveiller les états, de simuler des changements ou d’identifier à un stade précoce les besoins en maintenance. Les installations existantes peuvent également être de plus en plus intégrées dans des systèmes de production numérisés grâce à des capteurs et à des connexions IoT.
Quels sont les avantages d’une usine intelligente ?
L’avantage décisif ne réside pas uniquement dans la numérisation. Une usine intelligente doit aider les entreprises à réagir plus rapidement et avec plus de souplesse aux changements.
Parmi les avantages possibles, on peut citer :
- une fabrication flexible de différentes variantes
- une production plus rentable de petits lots
- une plus grande transparence sur les machines et les marchandises
- moins d’ajustements manuels
- une détection précoce des dysfonctionnements
- des stocks de marchandises optimisés
- des temps de recherche et de transport réduits
- une meilleure prévisibilité des travaux de maintenance
La plateforme Industrie 4.0 considère la disponibilité des données, la mise en réseau et les systèmes de création de valeur flexibles comme des éléments centraux de la transformation industrielle.
Un point décisif est souvent sous-estimé à cet égard : une machine de production flexible n’apporte pas grand-chose si les marchandises nécessaires ne sont pas disponibles à temps.
Quel rôle joue l’intralogistique dans l’usine intelligente ?
L’intralogistique relie l’entrepôt, la production, le montage et l’expédition. Avec la flexibilisation croissante de la fabrication, les exigences en matière de flux de marchandises au sein de l’entreprise augmentent donc également.
Les marchandises doivent être mises à disposition en fonction des besoins. Dans le même temps, les stocks, les trajets et les surfaces occupées sur la ligne de production doivent rester aussi réduits que possible.
BITO-Lagertechnik propose à cet effet différentes solutions pour les lignes de production et la logistique de production, ainsi que pour l’optimisation du flux de marchandises au sein de l’entreprise.
Mettre les marchandises à disposition en fonction des besoins
Les systèmes Kanban constituent une solution pour l’approvisionnement de la production. Dans ce cas, le réapprovisionnement est piloté par la consommation réelle.
Les rayonnages dynamiques favorisent en outre une mise à disposition claire des marchandises. Les marchandises sont réapprovisionnées d’un côté et prélevées du côté opposé. Cela favorise le principe FIFO et sépare spatialement le réapprovisionnement et le prélèvement.
Pour la mise à disposition de composants et de pièces de catégorie C, il est par exemple possible de combiner des rayonnages à flux continu avec des systèmes de bacs adaptés de BITO-Lagertechnik.
Numériser les rayonnages existants
Une usine intelligente ne nécessite pas forcément une technologie de stockage entièrement nouvelle.
Les rayonnages à flux continu existants peuvent par exemple être équipés d’affichages numériques et d’étiquettes intelligentes. Les systèmes « Pick-to-Light » et « Put-to-Light » aident les collaborateurs lors du prélèvement et de la mise à disposition. Les informations relatives à l’état des marchandises ou aux commandes sont disponibles directement au niveau de l’emplacement de rayonnage.
BITO-Lagertechnik propose à cet effet des solutions de numérisation des rayonnages à flux continu avec « Pick-to-Light » et des étiquettes intelligentes. Cela permet de numériser les systèmes de rayonnage existants sans avoir à remplacer l’ensemble de l’installation.
Transport automatique des marchandises
Les trajets de transport récurrents entre l’entrepôt et la production peuvent être automatisés.
Le système de transport sans conducteur LEO Locative de BITO-Lagertechnik transporte par exemple des bacs au sein de la production. Il s’oriente à l’aide de voies de circulation optiques et de repères et peut ainsi relier entre elles différentes stations de production.
Cela permet de mieux coordonner la mise à disposition des matériaux, le transport et le retour des bacs vides.
Comment transformer une production existante en « Smart Factory » ?
Une « Smart Factory » ne doit pas nécessairement être construite sur un site vierge. C’est justement dans les sites de production existants qu’une approche progressive s’avère souvent judicieuse.
1. Analyser les flux de marchandises
Il convient tout d’abord de clarifier les points suivants :
- Où y a-t-il des temps d’attente ?
- Où manque-t-il régulièrement des marchandises ?
- Où y a-t-il des déplacements inutiles ?
- Quels stocks sont encore contrôlés manuellement ?
- Où se produisent les temps de recherche ?
- Quels transports récurrents peuvent être automatisés ?
Il convient dans un premier temps de se concentrer sur le processus et non sur une technologie spécifique.
2. Commencer par des processus simples
Voici quelques exemples de projets de démarrage adaptés :
- demande numérique de marchandises
- suivi des bacs
- Kanban numérique
- Pick-to-Light
- transport automatisé des bacs
- numérisation des rayonnages dynamiques existants
BITO-Lagertechnik regroupe les applications correspondantes dans le domaine des solutions intralogistiques numériques. Cela comprend notamment les rayonnages intelligents, les étiquettes intelligentes, le suivi des bacs et les solutions pour les processus automatisés.
3. Planifier conjointement la production et l’intralogistique
Une erreur courante consiste à optimiser les machines de production et l’approvisionnement en marchandises indépendamment l’un de l’autre.
Si, par exemple, la cadence d’une ligne de production est augmentée, il faut également disposer d’une quantité suffisante de marchandises. Sinon, le goulot d’étranglement se déplace simplement de la machine vers l’intralogistique.
La production, la logistique d’entrepôt, la mise à disposition et le transport interne doivent donc être considérés comme un processus cohérent.
Quels sont les défis à relever ?
Toute automatisation techniquement possible n’est pas automatiquement rentable.
Parmi les principaux défis, on peut citer :
- l’intégration de machines anciennes
- la diversité des interfaces
- la qualité et la disponibilité des données
- la sécurité informatique (IT) et opérationnelle (OT)
- les coûts d’investissement
- la qualification des collaborateurs
- l’absence de normes de processus
L’intégration des installations existantes revêt une importance particulière. Fraunhofer démontre que les connexions IoT et les composants intelligents permettent également d’intégrer des machines existantes dans des réseaux de production numériques modernes.
Le principe fondamental est donc le suivant : ne pas commencer par se demander quelle technologie peut être mise en œuvre. Il convient d’abord de déterminer quel problème concret doit être résolu au niveau de la production ou du flux de marchandises.
Bilan : l’usine intelligente ne commence pas au niveau de la machine
L’usine intelligente relie entre eux la production, les données et l’intralogistique. Les capteurs, l’IA, les jumeaux numériques et les systèmes automatisés en constituent la base technique.
Cependant, les avantages ne se concrétisent pleinement que lorsque l’approvisionnement en marchandises fonctionne également. Les composants doivent être disponibles, les stocks doivent rester transparents et les marchandises doivent être transportés de manière fiable entre l’entrepôt et les postes de production.
Pour les entreprises existantes, une approche progressive est donc souvent recommandée : analyser les processus, identifier les goulots d’étranglement concrets, numériser certaines opérations, puis interconnecter davantage les systèmes.
BITO-Lagertechnik apporte son soutien dans ce domaine grâce à des systèmes de rayonnages, des bacs ainsi que des solutions numériques et automatisées pour la logistique de production.
Questions fréquentes sur l’usine intelligente
Qu’entend-on par « usine intelligente » ?
Une usine intelligente est un environnement de production connecté numériquement, dans lequel les machines, les produits, les personnes et les systèmes logistiques échangent des données. Cela permet de rendre les processus plus transparents, plus flexibles et, dans certains cas, de les piloter automatiquement.
Quelle est la différence entre l’Industrie 4.0 et l’usine intelligente ?
L’Industrie 4.0 décrit la transformation numérique de la chaîne de valeur industrielle dans son ensemble. L’usine intelligente est la mise en œuvre concrète de cette interconnexion au sein même de l’usine.
De quelles technologies une usine intelligente a-t-elle besoin ?
Les technologies typiques sont les capteurs, l’IIoT, l’IA, les jumeaux numériques, la RFID, les codes-barres, les étiquettes intelligentes, les systèmes ERP, MES et de gestion d’entrepôt, ainsi que les systèmes automatisés de stockage et de transport.
Quel est le rôle de l’intralogistique ?
L’intralogistique garantit que les matériaux sont mis à disposition et transportés entre l’entrepôt et la production en fonction des besoins. Les informations numériques sur les stocks, les rayonnages intelligents et les systèmes de transport automatisés relient ainsi les flux d’informations et de marchandises.
Une usine existante peut-elle devenir une usine intelligente ?
Oui. Les entreprises peuvent numériser ou automatiser certains processus étape par étape. Pour cela, il n’est pas forcément nécessaire de remplacer intégralement les rayonnages et les équipements existants.
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