6 défis et risques de l'industrie 4.0

L'industrie 4.0, qui correspond à l'approche de l'industrie associant des machines d'atelier connectées à Internet et une analyse informatique de la production, peut permettre de réaliser de gros gains d'efficacité. Le passage au modèle de l'industrie 4.0 peut augmenter le débit, réduire les coûts, améliorer la qualité des produits, accélérer la commercialisation et accroître le temps de disponibilité des machines. L'adoption des technologies de l'industrie 4.0 peut également améliorer la compétitivité des industriels et réduire leur impact environnemental.

Bien que les avantages de l'industrie 4.0 soient nombreux, les industriels doivent veiller aux défis et aux risques qu'ils peuvent rencontrer lorsqu'ils mettent en œuvre une approche de l'Industrie 4.0 : intégration des nouvelles technologies avec les systèmes informatiques hérités, augmentation des menaces de cybersécurité, etc. Les solutions incluent la planification, le renforcement de la collaboration et l'investissement dans des technologies qui facilitent une production sécurisée et efficace.

Qu'est-ce que l'industrie 4.0 ?

L'industrie 4.0 utilise des technologies d'automatisation et d'analyse de données pour créer des usines intelligentes composées de machines en réseau qui partagent des données de production avec les équipes. Les principaux avantages de cette approche de l'industrie intelligente incluent la production d'un volume de produits plus élevé plus rapidement, avec une meilleure qualité. Un élément important de l'industrie 4.0 est l'Internet des objets industriel (Industrial Internet of Things, IIoT), l'application des technologies de l'Internet des objets (IoT) dans la production : Pensez aux capteurs qui surveillent l'état de maintenance d'une machine et transmettent les données de production pour analyse. L'industrie 4.0 s'appuie également sur des technologies, notamment la couverture Internet sans fil dans les usines, les ports et les chantiers maritimes, les robots automatisés et les systèmes de traitement de données avancés.

Points clés à retenir

• Les principaux défis des déploiements dans l'industrie 4.0 incluent les problèmes de sécurité, les normes technologiques, les difficultés d'interopérabilité et la requalification du personnel.
• Pour relever ces défis, les industriels doivent renforcer la collaboration entre les services. Par exemple, ils peuvent surmonter les défis en matière de coûts en lançant des projets industriels 4.0 à petite échelle et en les affinant avec les retours constants et précieux de différentes équipes.
• La technologie joue un rôle majeur pour surmonter les défis de l'industrie 4.0 et atténuer les risques. Les logiciels d'intégration facilitent la modernisation d'anciens sites au cœur des usines intelligentes, et le cloud computing protège contre les cyberattaques, par exemple.

Explication des défis de l'industrie 4.0

Les industriels adoptant des approches de l'industrie 4.0 font souvent face à des problèmes lorsqu'ils mettent en œuvre une technologie visant à automatiser les processus d'usine. Les coûts peuvent être élevés, en particulier pour les petites et moyennes entreprises qui peuvent avoir du mal à investir dans de nouveaux équipements, capteurs et logiciels. Les ouvriers peuvent manquer de compétences pour superviser les systèmes de production cyber-physiques, utiliser des appareils informatiques portables et ajuster les processus conformément aux recommandations logicielles. Les industriels peuvent également avoir besoin d'envisager d'embaucher des ingénieurs, des data scientists et des développeurs de logiciels, des rôles pour lesquels l'offre de travailleurs qualifiés peut être insuffisante. Les défis vont au-delà des coûts et du recrutement : l'intégration des technologies de l'industrie 4.0 dans une usine peut exposer les machines et les réseaux à des violations de données ou à des cyberattaques.

6 défis de l'industrie 4.0 et ses solutions

Les obstacles à l'adoption de l'Industrie 4.0 comprennent les coûts élevés liés à la mise à l'échelle des déploiements, les défis organisationnels, tels que l'adhésion du management aux initiatives liées à l'usine intelligente, et les défis technologiques, tels que le choix du logiciel requis et d'un partenaire d'implémentation, selon une enquête 2020 McKinsey menée auprès de plus de 800 industriels dans le monde entier. Dans une enquête distincte menée en 2022 auprès des décideurs informatiques par l'analyste de marché IDC, les principaux défis de la mise en œuvre de projets IoT comprenaient des problèmes de sécurité (cités par 35 % des personnes interrogées), des préoccupations quant aux capacités et à la stabilité de la technologie (27 %) et des coûts de déploiement (26 %).

Pour chaque défi, il existe au moins une solution que les industriels peuvent utiliser pour tirer parti des avantages de l'industrie 4.0.

1. Systèmes informatiques hérités

Les industriels disposant d'une infrastructure informatique obsolète peuvent constater qu'elle ne s'intègre pas aux logiciels plus récents pour analyser les données de production, ce qui les oblige à effectuer des mises à jour chronophages.

• Solution : Avant de construire une usine intelligente ou de moderniser une usine actuelle avec la technologie de l'industrie 4.0, posez les fondamentaux technologiques. Analysez l'état de vos systèmes de gestion d'entreprise dans les domaines de la R&D, de l'approvisionnement, des achats, de la production et de l'entreposage. Tenez compte des implications technologiques des projets de l'industrie 4.0 sur vos sites de production, et pas seulement dans une seule usine, et assurez-vous que votre service informatique travaille en collaboration avec d'autres services.

2. Interopérabilité

De nombreuses usines combinent des équipements récents avec des équipements datant de dizaines d'années qui ne disposent pas des capteurs et de la connectivité Internet essentiels à une usine intelligente. Même s'il n'est pas possible de moderniser des machines plus anciennes, les industriels ne veulent pas les remplacer. De nombreux industriels manquent également de systèmes informatiques capables d'évaluer les données provenant de machines connectées.

• Solutions : La connexion de sources de données isolées est depuis longtemps un défi pour les industriels, mais la baisse des coûts des capteurs et des protocoles de communication standardisés le rende plus facile à relever. Les industriels peuvent utiliser un logiciel d'intégration pour connecter les ordinateurs du data center ou du cloud aux machines de l'atelier. Investissez dans un système ERP qui permet à la planification de la production de passer à un système d'exécution, puis de passer au niveau du contrôle des machines, dans une approche appelée production connectée. Celle-ci facilite la communication d'informations entre les planificateurs et les équipes en atelier.

3. Coûts et limites de ressources

Le lancement d'une usine intelligente nécessite des investissements pour rendre les systèmes IoT compatibles avec les anciens systèmes de contrôle et d'exécution, qui peuvent utiliser des normes technologiques différentes. Les contraintes liées à l'investissement technologique peuvent empêcher la mise à l'échelle des projets de l'industrie 4.0, des phases pilotes aux mises en œuvre dans plusieurs usines. Les industriels citent souvent les coûts de déploiement et la difficulté à obtenir l'adhésion du management comme des obstacles au déploiement plus large d'une approche de l'industrie 4.0.

• Solution : Au lieu d'attendre qu'une architecture informatique complète soit définie et déployée avant de mettre en œuvre des projets industriels 4.0, les industriels peuvent adopter une approche produit viable minimale, en introduisant des projets sur des délais plus courts et en rectifiant la trajectoire en fonction des retours des utilisateurs. L'approche peut également aider à concentrer les dépenses et à définir la portée des projets.

4. Lacunes de compétences du personnel

L'attraction des talents et la requalification du personnel actuel font partie des défis RH des industriels dans la mise en œuvre de l'industrie 4.0, car de nombreux ouvriers n'ont pas été formés à l'intégration des systèmes numériques au travail de production. Les industriels ont souvent besoin de former leurs collaborateurs à l'utilisation d'écrans tactiles, de tablettes et d'autres appareils qui leur permettent d'interagir avec des systèmes connectés, et d'affiner les processus industriels à l'aide d'informations basées sur les données.

• Solutions : Les opérateurs de machines dans les usines intelligentes doivent apprendre à interpréter de nouveaux types d'informations, à intervenir et à réparer les processus en cas de besoin, et à contrôler les machines en suivant une nouvelle démarche. Une formation à l'usine plutôt qu'à un bureau peut vous aider. Les ingénieurs devraient également être formés à de nouvelles approches analytiques pour améliorer les processus industriels. Les industriels doivent également envisager d'embaucher pour des rôles hautement techniques, tels que des spécialistes de la robotique et des ingénieurs en jumeaux numériques.

5. Gestion du changement

L'industrie 4.0 ne se limite pas à l'atelier. Les industriels doivent comprendre, à l'échelle de l'entreprise, où les processus doivent être modifiés et quels départements doivent être coordonnés pour mener à bien les projets pilotes de l'industrie 4.0 et les déploiements à plus grande échelle. Cela nécessite de nouvelles méthodes de travail qui diffèrent des processus de longue date.

• Solutions : Avant le déploiement de l'IIoT, les industriels doivent identifier des cas d'usage et des sites qui généreront des gains rapides et des rendements financiers, afin de prouver la valeur des technologies de l'industrie 4.0 et de faciliter la gestion du changement. Le succès des projets de l'industrie 4.0 dépend de l'utilisation active par les collaborateurs des nouvelles technologies. Si le retour sur investissement convainc le management, les équipes seront plus enclines à y adhérer.

6. Cybersécurité

Traditionnellement, la protection des équipements dans les usines contre les cyberattaques consistait à les connecter le moins possible à l'Internet ouvert. L'industrie 4.0 adopte une approche différente, connectant les machines les unes aux autres et les systèmes de gestion via Internet. Les décideurs de l'IIoT évoquent fréquemment des préoccupations concernant la sécurité des technologies de l'industrie 4.0, qui sont fondées. Le malware Stuxnet, il y a plus de dix ans, a affecté des installations électriques et des sites de production, et en 2017, le virus Petya, qui sévissait alors, a interrompu la production de plus d'une douzaine d'usines produisant de la crème de soin Nivea, appartenant à l'industriel Beiersdorf.

• Solutions : le cloud computing peut renforcer la sécurité, car les fournisseurs de cloud s'assurent que les clients exécutent toujours les versions logicielles les plus récentes et que l'infrastructure cloud peut fournir la sécurité à plusieurs couches d'un réseau informatique. Les entreprises implémentant l'IoT configurent de plus en plus des réseaux LTE et 5G privés, dans lesquels elles possèdent et contrôlent le spectre radio utilisé pour transmettre les données des capteurs, ce qui renforce la sécurité de l'IoT. Les industriels peuvent également réduire les risques en mettant en œuvre des normes de cybersécurité et des droits d'accès limités aux systèmes IoT.

Relevez les défis de l'industrie 4.0 avec Oracle

Grâce aux logiciels de l'industrie 4.0 d'Oracle, les industriels peuvent obtenir plus d'informations sur leurs opérations et intégrer facilement les logiciels ERP et de gestion de la chaîne logistique aux chaînes de production.

Oracle Fusion Cloud Manufacturing capture les données de l'usine, sur lesquelles les responsables peuvent agir à partir d'un PC, d'un téléphone ou d'une tablette. Les données sont intégrées à d'autres applications de gestion de la supply chain et ERP, ce qui permet aux industriels de décloisonner les informations qui peuvent freiner l'expansion des projets de l'industrie 4.0.

Pendant ce temps, Oracle Fusion Cloud Internet of Things Intelligent Applications permet aux industriels d'utiliser les données des capteurs de machine pour une maintenance prédictive afin d'optimiser le temps de disponibilité. Les logiciels de surveillance et de maintenance des actifs fonctionnent ensemble pour générer des alertes et visualiser les composants, en signalant les données des capteurs qui indiquent les éléments à inspecter. Oracle Manufacturing Execution System for Discrete Manufacturing surveille la production et augmente la productivité en guidant les opérateurs dans une liste d'activités quotidiennes. Le logiciel peut hiérarchiser les activités et aider à repérer les tâches inutiles. Enfin, le logiciel de production en mode mixte gère la fabrication discrète et par lots dans la même usine, de sorte que les industriels de produits de grande consommation, par exemple, peuvent suivre la production de collations et d'emballages à l'aide d'un logiciel commun.

FAQ sur les défis de l'industrie 4.0

Quels sont les risques de l'adoption des technologies de l'industrie 4.0 ?
L'automatisation de la production peut éliminer ou redéfinir les rôles de certains collaborateurs, ce qui oblige les industriels à investir dans de nouveaux profils ayant des compétences différentes ou dans la requalification des rôles actuels. Les machines équipées de capteurs connectés à Internet peuvent également être plus sujettes aux cyberattaques que les machines sans capteurs. Les entreprises risquent également de ne pas réaliser les retours sur investissement prévus, car elles font passer les projets de l'industrie 4.0 du projet pilote à la production.

Comment les industriels peuvent-ils mieux faire évoluer leurs projets de l'industrie 4.0 à partir des projets pilotes ?
Les industriels doivent définir des processus métier et des flux de données clairs à travers leurs réseaux, puis obtenir l'adhésion des managers à ces changements. Si les ressources sont limitées, le déploiement d'un produit minimum viable, la collecte des retours des utilisateurs et l'affinage du système peuvent vous aider à passer à l'échelle supérieure. Les industriels peuvent également avoir besoin d'embaucher des talents ou de former leur personnel actuel pour faire évoluer leurs projets d'industrie 4.0.

Quelles sont certaines des technologies qui composent l'industrie 4.0 ?
Les réseaux de capteurs, l'edge computing, les logiciels d'analyse de données et le machine learning soutiennent les initiatives de l'industrie 4.0. De nombreux industriels utilisent l'impression 3D, également appelée fabrication additive, pour forger des pièces. Ils peuvent également utiliser des jumeaux numériques, testant les modifications apportées aux configurations d'usine et aux chaînes de production dans des modèles informatisés avant de les implémenter.