Qu'est-ce que la fabrication ?
La fabrication est le processus de transformation des matières premières ou composants en produits finis. C'est un secteur essentiel de l'économie mondiale, contribuant au commerce mondial à hauteur de milliards de dollars par an et en employant des millions. Depuis ses humbles origines à l'âge de pierre, la fabrication s'est transformée en un secteur tourné vers l'innovation et la technologie, passant des outils néolithiques de base de son passé aux usines intelligentes complexes d'aujourd'hui grâce à des processus automatisés, des équipements toujours connectés et une fabrication riche en données.
Qu'est-ce qu'un logiciel de fabrication ?
Au cours des dernières années, la hausse des attentes des clients a donné lieu à des changements dynamiques de la demande et de la personnalisation des commandes. Par conséquent, les fabricants doivent s'appuyer sur les avancées en puissance de calcul et sur les logiciels de fabrication afin d'automatiser les usines traditionnelles et prendre les bonnes décisions.
Un logiciel de fabrication gère les informations et les processus tout au long du cycle de fabrication. Lorsque les logiciels ERP de fabrication sont disponibles dans le cloud, ils peuvent aider à unifier les données sur l'ensemble de l'atelier et les rendre disponibles aux systèmes des autres services (financiers, ingénierie, opérations). En intégrant un logiciel ERP et un logiciel de gestion de la supply chain (SCM) , les logiciels de fabrication peuvent devenir la cheville ouvrière des initiatives en matière d'industrie 4.0 qui permettent aux fabricants de produire plus méthodiquement grâce aux bons matériaux et ressources sur leurs différentes usines, éliminant ainsi le gâchis et donnant lieu à des produits de meilleure qualité, et générant une meilleure efficacité et des marges plus élevées.
Quels sont les différents types de logiciels de fabrication ?
Un logiciel de planification de la fabrication prend en compte le statut des ressources humaines, des matériaux et des équipements afin de mettre en place des plannings détaillés de production. Ce logiciel utilise la planification des besoins en matériel ou la planification de la fabrication ponctuelle ainsi que des systèmes de contrôle des stocks afin de garantir que les besoins détaillés de la demande soient satisfaits une fois toutes les contraintes d'approvisionnement prises en compte.
Un logiciel de systèmes d'exécution de la fabrication gère l'exécution des processus physiques qui transforment les matières premières en produits finis grâce à l'exécution des ordres de travail et au suivi de l'efficacité de la production et des données de contrôle de la qualité sur l'ensemble des lignes de production et même sur différents sites de production.
Un logiciel d'entretien des usines de fabrication est nécessaire pour maximiser la fiabilité et la disponibilité des actifs, en particulier des équipements de ligne de production, afin d'assurer une production continue. Associé avec des innovations telles que les capteurs de l'Internet of Things (IoT) pour le suivi des ressources et les jumeaux numériques, ce logiciel permet de réaliser de la maintenance prédictive et d'anticiper les pannes et les programmes de maintenance peuvent être optimisés pour réduire les besoins en main d’œuvre et économiser les coûts de pièces détachées. Il remplace les anciens logiciels de maintenance préventive pour la fabrication qui peuvent entraîner des temps d'arrêt inutiles et des coûts de maintenance plus élevés.
Découvrir la valeur de la maintenance prédictive (PDF)
D'autres types de logiciels, tels que la gestion du cycle produit (PLM) peuvent être reliés à un logiciel de fabrication afin de garantir que la conception du produit soit fabriquée de façon méthodique à l'aide des matériaux et ressources appropriés dans l'ensemble des usines de production. Ceci donne lieu à des produits de meilleure qualité pouvant être fabriqués dans des volumes plus importants et présentant des marges plus élevées.
Découvrir comment l'innovation continue aide les fabricants à créer des produits de qualité
Une brève histoire de la fabrication
La fabrication remonte peut-être à l'âge de pierre, lorsque des outils élémentaires pour le broyage de denrées alimentaires, la teinture et le tissage de textiles, la fermentation et la distillation de liqueurs ont été créés pour la première fois. La phase suivante de développement a eu lieu sous les Grecs anciens et les Romains, à qui on attribue l'invention des vis, des poulies et des leviers : la base des premières machines. Pendant cette période, des artisans qualifiés ont finalement formé des guildes pour protéger leur métier et leurs privilèges.
Dans la Grande-Bretagne de la fin du XVIIIe siècle, l'introduction du système d'usines a créé la première révolution industrielle, l'industrie textile passant des méthodes de production manuelles aux machines alimentées par des moteurs à vapeur. La révolution industrielle suivante arrivera environ un siècle plus tard, marquée par l'avènement du transport ferroviaire, des communications télégraphiques et de l'électricité. Parmi les inventions notable de cette époque figurent l'ampoule à incandescence et l'automobile. Au début du XXe siècle, la Ford Motor Company a popularisé la production de masse grâce à l'utilisation de machines et d'appareils spécialisés dans les lignes d'assemblage.
Fabrication et Internet of Things
Découvrir comment l'Internet of Things (IoT) rend la fabrication plus intelligente.L'invention du transistor en 1947 a ouvert la voie aux ordinateurs numériques, donnant lieu à des progrès dans les technologies de transport et de communication, telles que les communications sans fil, qui façonneront la troisième révolution industrielle. La fabrication allégée (également connue comme la fabrication ponctuelle, la « just-int-ime manufacturing ») a été développée par Toyota dans les années 1930 mais ne s'est popularisé que dans les années 1970 lorsque les voitures japonaises ont commencé à occuper une part importante du marché. Cette méthode de production a pour objectif de réduire à la fois les temps de traitement et les niveaux de stocks dans l'usine ainsi que le temps de réponse des fournisseurs.
Aujourd'hui, nous nous trouvons dans la quatrième révolution industrielle - ou Industrie 4.0 - qui se caractérise par l'automatisation de la fabrication traditionnelle à l'aide de technologies intelligentes. Ces technologies incluent l'Internet of Things (IoT), le cloud, la robotique, l'intelligence artificielle, le machine learning et le traitement du langage naturel. Les données en temps réel et les outils d'analyse sont mis à la disposition des salariés afin de décentraliser la prise de décision, un principe essentiel de l'Industrie 4.0.
Types de techniques de fabrication
Une façon de classer la fabrication consiste à examiner les techniques utilisées pour répondre à la demande des clients.
Production sur stock
La production sur stock est une technique traditionnelle de production dans laquelle les produits sont fabriqués en fonction de la demande prévue et sont ensuite stockés dans des showrooms ou des entrepôts. Les prévisions de la demande sont basées sur les données de ventes passées, les conditions actuelles de l'économie et les tendances macroéconomiques.
Les avantages comprennent l'utilisation efficace des ressources grâce à la planification de la production et à la réduction des coûts de production en raison des économies d'échelle. Les clients peuvent également recevoir les produits finis beaucoup plus rapidement en raison d'une disponibilité des stocks en général. Le principal inconvénient est la probabilité plus élevée d'avoir un excédent de stock ou, à l'inverse, des ruptures de stocks. Cela peut donner lieu à des prévisions erronées de la demande en raison de facteurs externes tels que la météo ou encore les événements économiques ou géopolitiques.
Production sur commande
La production sur commande est une technique de production dans laquelle les produits sont personnalisés selon les spécifications du client et la production ne démarre qu'une fois la commande reçue. C'est courant dans certains secteurs spécialisés tels que l'aérospatiale, la construction et la technologie de pointe. Un sous-ensemble de ce type de fabrication, appelé de l'ingénieur à la commande, s'applique aux produits qui nécessitent un travail préalable de conception d'ingénierie important.
Le principal avantage de la production sur commande est qu'il n'y a aucun excédent de stock devant être bradé ou jeté. Chaque commande est exécutée et les clients reçoivent leurs commandes selon leurs spécifications. Parmi les inconvénients figurent des délais plus longs de réception des produits finis et, pour les fabricants, une exposition aux fluctuations de l'approvisionnement en matières premières, nécessitant un stock de sécurité plus élevé. Une demande inégale peut également entraîner des arrêts potentiellement coûteux car les usines ont besoin de rentabiliser leurs lignes de production.
Fabrication à l'assemblage ou assemblage à la commande
La fabrication à l'assemblage est un mix entre les techniques MTS et MTO dans lesquelles les pièces détachées ou les sous-ensembles sont produits en fonction de la demande. L'assemblage final ne peut démarrer que lorsqu'un client passe une commande. Le fabricant peut accepter des commandes personnalisées car la configuration finale du produit n'a lieu que lors de l'assemblage final. Le produit fini peut également être livré beaucoup plus rapidement au client qu'avec la technique de production sur commande. Or, si les clients ne passent pas de commandes, les fabricants peuvent se retrouver avec une quantité non négligeable de stock de composants.
Types de processus de fabrication
Une autre façon de classer la fabrication est d'examiner la méthode de production et le type de produits finis.
Fabrication discontinue
La fabrication continue implique la production d'articles facilement identifiables et détaillés, par exemple des ordinateurs personnels et des appareils ménagers. Une nomenclature est utilisée pour définir les pièces de composants et les matières premières qui constituent le produit fini distinct. La production est généralement effectuée sur une ligne d'assemblage où l'article est dupliqué pour répondre à la quantité requise par le programme de production. Les changements et les configurations dus à la production de produits différents utilisant la même ligne d'assemblage peuvent en faire un processus complexe.
Processus industriel
La fabrication par processus diffère de la fabrication continue dans la façon dont le produit est créé. A l'aide de recettes et de formules, les matières premières et les ingrédients sont transformés en produits finis via des changements chimiques et physiques. Bien que le produit fini soit généralement produit en masse, il peut être divisé en unités distinctes plus petites pouvant être consommées par le client.
Il existe deux méthodes de fabrication en continu : la fabrication en lots et la fabrication en continu. La fabrication par lots implique la production d'un produit dans une exécution standard ou une taille de lot déterminée par la taille du navire, les taux de ligne ou la longueur d'exécution standard. Elle est souvent utilisée par le secteur de l'agroalimentaire, entre autres. En revanche, la fabrication continue de procédés fonctionne 24h/24, 7j/7/ et 365 par an avec des périodes très longues entre les arrêts. Elle est utilisée par des secteurs tels que le secteur des hydrocarbures.
Fabrication en mode mixte
Pour répondre aux attentes des clients, certains secteurs d'activité utilisent à la fois la fabrication continue et en processus. Par exemple, le secteur des biens de consommation emballés fabrique certains produits à l'aide d'un processus de mélange par lots avant de les emballer en unités continues. Cette méthode peut être difficile pour les fabricants qui ont besoin d'exécuter ce processus sur une seule ligne de production à l'aide d'une application de système d'exécution de la fabrication.
Fabrication en magasins
La fabrication en atelier concerne des lots plus petits de produits personnalisés, qui peuvent être fabriqués sur commande ou exister en production sur stock. Étant donné que cette méthode nécessite une configuration et un séquençage uniques des étapes de processus, des zones de production spécifiques sont utilisées à la place des lignes d'assemblage, par exemple un atelier qui fabrique des pièces personnalisées pour d'autres fabricants de machines industrielles, d'avions ou d'équipements de haute technologie.
Fabrication répétitive
Certains secteurs nécessitent un flux constant de produits avec des temps de configuration ou de basculement minimes, par exemple, les secteurs de l'automobile et des biens de consommation durables. Dans la fabrication répétitive, des lignes d'assemblage dédiées ou des cellules de fabrication sont configurées pour le même produit ou la même famille de produits, la production est exécutée 24h/24, 7j/7 et 365 ans par an et le matériau en cours de fabrication n'est pas déplacé vers une zone de stockage temporaire.
Fabrication intelligente et usines intelligentes
La fabrication intelligente est le terme générique désignant les efforts dont le but est de moderniser les pratiques industrielles en combinant des équipements, des installations, des produits, des données et des processus plus intelligents. Ce terme comprend les concepts parallèles de l'industrie 4.0 et de l'usine intelligente.
Dans les usines intelligentes, l'environnement de production est géré avec une intervention humaine minimale grâce aux nouvelles technologies de fabrication industrielle. Les capteurs détectent les problèmes d'équipement avant les pannes afin d'éviter les temps d'arrêt coûteux. La fabrication additive, communément appelée impression 3D, permet la personnalisation, le prototypage rapide et la production à volume élevé de pièces de forme complexe. Un jumeau numérique, la représentation numérique d'un objet physique toujours mise à jour grâce aux données de son homologue physique, permet un prototypage plus rapide de la conception et une surveillance continue des performances de l'équipement.
Ces technologies nécessitent toutes des logiciels d'application, des programmes locaux utilisés pour exécuter des capteurs aux systèmes d'exécution de la fabrication qui surveillent et coordonnent les ressources sur plusieurs lignes de production. L'intégration avec les logiciels de planification des ressources d'entreprise et de gestion de la supply chain garantit que les conceptions de produits soient fabriquées de manière méthodique à l'aide des matériaux et des ressources appropriés dans plusieurs usines, pour produire des produits de haute qualité et générer de meilleures marges.
Quelles sont les étapes à suivre pour la fabrication ?
La fabrication restera le principal moyen de transformer les matières premières en produits finis. Les pays qui dépendent actuellement de l'agriculture et d'autres secteurs pour l'essentiel de leur PIB évolueront et utiliseront la fabrication pour faire progresser leur programme industriel et accroître l'emploi. Les entreprises et les fabricants de technologie continueront à stimuler les avancées en informatique et en logiciel pour tenir les promesses de la fabrication intelligente et façonner l'avenir de l'industrie 4.0 et au-delà.