Fabrication intelligente : tout repose sur les données

Aujourd’hui, les industriels sont soumis à une pression constante. Les coûts augmentent, les chaînes d’approvisionnement évoluent, les attentes des clients s’intensifient et les environnements de production gagnent en complexité. Parallèlement, les ressources — en personnel, en temps et en équipement — sont plus sollicitées que jamais.

Comment les industriels peuvent-ils donc faire plus avec moins ? De plus en plus, la réponse réside dans la fabrication intelligente — et au cœur de celle-ci, il s’agit avant tout de collecter et d’exploiter plus efficacement les données. Pour de nombreux industriels, le défi ne réside pas dans le manque de données, mais dans la capacité à y accéder, à s’y fier et à les utiliser efficacement.

L’une des façons les plus courantes pour les industriels d’utiliser ces données consiste à mesurer les performances à l’aide du taux de rendement global (TRG), qui s’articule autour de trois axes clés :

• Disponibilité : améliorer l’utilisation des actifs et la disponibilité des machines

• Performance : réduire les temps d’arrêt imprévus et les petits arrêts

• Qualité : réduire les taux de rebut et améliorer la qualité

La fabrication intelligente permet de surveiller, de gérer et d’améliorer ces composantes grâce aux données générées, collectées et traitées par des technologies telles que la robotique et l’automatisation, les appareils connectés, les réseaux et l’IIoT, ainsi que les logiciels, l’IA et le cloud. Ces technologies offrent aux fabricants la visibilité, la flexibilité et l’efficacité nécessaires pour augmenter l’OEE.

Visibilité : la capacité à observer en toute sécurité ce qui se passe sur une machine, au niveau d’un processus et dans une installation, que ce soit dans l’atelier ou dans un bureau distant.

Flexibilité : la capacité à adapter rapidement la production à l’évolution de la demande des clients, aux goulots d’étranglement des processus et à une production à forte diversité et faible volume.

Efficacité : la capacité à réduire les temps d’arrêt imprévus en anticipant les pannes d’équipement et en permettant un diagnostic et un dépannage plus rapides.

Les données constituent l’élément essentiel à cet égard, et les capteurs avancés fournissent bien plus que de simples signaux tout ou rien ou analogiques. Par exemple, les capteurs intelligents dotés du protocole IO-Link peuvent fournir :

• Données de processus : l’état d’un dispositif ou les valeurs de mesure

• Données de service, de paramètres et d’appareils : valeurs des paramètres et paramètres de configuration, ainsi que des valeurs non urgentes telles que les cycles de fonctionnement ou les heures d’utilisation

• Données d’événements : événements peu fréquents tels que des alarmes ou des messages d’information

Ce contexte supplémentaire aide les fabricants non seulement à faire fonctionner leurs machines, mais aussi à comprendre leur état, leurs performances et les problèmes potentiels.

Dans une usine intelligente, les données sont générées directement sur les équipements de l’atelier par divers capteurs. Elles sont ensuite transmises à des blocs réseau via des protocoles au niveau des appareils, tels que l’IO-Link. Ces blocs réseau regroupent les données avant de les acheminer vers les systèmes de contrôle à l’aide de protocoles Ethernet industriels ; les données peuvent ensuite être transférées vers des systèmes d’entreprise ou vers le cloud via des protocoles Ethernet standard.

Différents protocoles sont utilisés pour la communication de données entre les différents niveaux, et ce pour diverses raisons :

• Les protocoles au niveau des appareils sont parfaits pour transférer rapidement et à moindre coût les quantités relativement faibles de données générées par les capteurs vers le niveau de contrôle. Le matériel est robuste et suffisamment compact pour s’intégrer dans de petits appareils, ce qui évite d’utiliser des adresses IP, une ressource rare ; certains protocoles fournissent des données avancées (par exemple : IO-Link fournit des données de processus, de service et d’événements).

• Les protocoles Ethernet industriels sont parfaitement adaptés au transfert de volumes de données plus importants à haut débit entre les appareils au niveau de contrôle et vers les systèmes de gestion d’usine. Ils offrent le niveau de robustesse nécessaire pour résister à l’environnement difficile des usines. Si nécessaire, il existe des protocoles très rapides pour le contrôle en temps réel (par exemple : EtherCAT pour le contrôle de mouvement).

• Les protocoles Ethernet standard sont souvent utilisés pour la connexion entre les niveaux de contrôle et d’entreprise, ou vers le cloud, où peut avoir lieu un traitement plus avancé et moins sensible au temps des « mégadonnées ».

L’essentiel est que les données générées par les équipements de l’usine puissent être acheminées rapidement, efficacement et à moindre coût là où elles sont nécessaires – souvent, ces mêmes données peuvent être utilisées à des fins multiples. Par exemple, les données provenant d’un capteur installé sur un convoyeur peuvent contrôler le fonctionnement d’une machine en temps réel, fournir une visualisation aux opérateurs et alimenter un système qui suit la disponibilité et les performances.

Le ciment qui lie entre eux les différents éléments de la fabrication intelligente, ce sont les données. Les appareils intelligents, associés aux réseaux/à l’IIoT, à la robotique/à l’automatisation, ainsi qu’aux logiciels/à l’IA/au cloud, permettent aux fabricants de collecter, de transférer et d’utiliser efficacement ces données afin d’améliorer le Taux de Rendement Global (TRG), de réduire les temps d’arrêt et de prendre de meilleures décisions. À mesure que l'industrie manufacturière continue d'évoluer, ceux qui sauront transformer les données des machines en informations exploitables seront les mieux placés pour rester compétitifs.