Industrie 4.0 et Logistique 4.0

Vous avez sûrement déjà entendu parler du terme « Industrie 4.0 », mais qu’est-ce que c’est ? Dans cet article, nous expliquons comment s’appelle l’Industrie 4.0, les technologies présentes et futures qui la rendent possible et l’évolution parallèle essentielle de la Logistique, qui connaît également sa propre révolution et qui nous permet de parler de Logistique 4.0.

Lorsque nous parlons d’industrie 4.0, « 4.0 » fait référence à la quatrième révolution industrielle.

Au milieu du XVIIIe siècle, l’application des machines à vapeur à la production a représenté la première révolution industrielle. A la fin du 19e siècle et au début du 20e, la vulgarisation de l’énergie électrique et de ses infrastructures pour son application à des fins tant domestiques qu’industrielles fait place à la production de masse et à la division du travail, représentant la deuxième révolution industrielle.

Au début des années 1970, les progrès de la microélectronique, des télécommunications et des technologies de l’information ont inauguré la troisième révolution industrielle. Au cours des dernières décennies, nous avons assisté à la numérisation de l’information, à la vulgarisation d’Internet, à une plus grande automatisation des processus et à la mondialisation.

Si la numérisation de l’information a été l’une des clés de la révolution industrielle de ces derniers temps, les avancées technologiques les plus récentes permettront d’étendre la numérisation au physique. Produits, marchandises, machines-outils, usines, entrepôts et véhicules seront interconnectés les uns aux autres et fonctionneront de manière autonome, créant des réseaux où la division entre l’information et le physique se dissipera, avec le gigantesque potentiel que cela représente, qui constituera la Quatrième Révolution Industriel.

Le terme « Industrie 4.0 » a commencé à se faire entendre en 2011 en Allemagne, lors de la Hannover Messe (Foire de Hanovre en anglais), l’un des plus grands salons industriels au monde. En 2012, le gouvernement allemand a créé un groupe de travail sur l’industrie 4.0 dans le but d’analyser et de présenter des recommandations pour sa mise en œuvre. Depuis, et principalement en Europe, on parle d’Industrie 4.0.

En dehors de l’Europe et en particulier aux États-Unis, il est plus courant de parler de l’Internet des objets. L’industrie 4.0 est un terme basé sur l’Internet des objets appliqué spécifiquement à l’industrie et très particulièrement aux systèmes de fabrication, mais, comme nous le verrons, le terme englobe plus de technologies et de concepts.

Internet of Things, en anglais Internet of Things, en abrégé IoT, est une tendance qui consiste à porter la numérisation au physique, dans laquelle des objets réels forment un réseau d’informations. Les objets sont interconnectés les uns aux autres via des réseaux filaires et sans fil utilisant le protocole Internet.

Pour en tirer le meilleur parti, toutes les choses qui participent au réseau peuvent avoir des capteurs pour obtenir des informations sur leur environnement et avoir des actionneurs pour interagir avec lui, avec la possibilité d’inclure un certain niveau d’intelligence artificielle ou de prise de décision pour un plus fonctionnement autonome, parlant alors de systèmes cyber-physiques (cyber-physical systems en anglais, en abrégé CPS).

L’Internet des objets est déjà bien réel et une grande prolifération d’« objets » connectés est attendue dans les années à venir. On parle de « choses » en raison des domaines d’application pratiquement illimités : implants pour le suivi médical, voitures avec capteurs intégrés, bâtiments intelligents, centrales électriques, véhicules autonomes, domotique, systèmes de contrôle du trafic, etc.

L’Internet des objets est possible grâce aux progrès des réseaux sans fil à faible consommation, aux nouveaux types de capteurs, aux systèmes micromécaniques, aux systèmes d’identification (tels que RFID et NFC), etc.

L‘industrie 4.0 est la prochaine phase de la numérisation du secteur industriel, qui comprendra non seulement l’information mais aussi le physique et transformera surtout les systèmes de production.

L’Internet des objets est un pilier fondamental, où tout sera connecté. Mais le fait que toutes les choses puissent collecter des informations de leur environnement et les communiquer génère d’énormes volumes de données. Pour gérer ces informations et les utiliser de manière pratique, des développements technologiques tels que Big Data, Big Data Analytics, Business-Intelligence et analyse prédictive sont utilisés.

Mais la numérisation des systèmes de production va plus loin. Les systèmes cyber-physiques (CPS), la robotique et l’intelligence artificielle permettront aux machines-outils d’être plus modulaires, flexibles et de fonctionner de manière autonome. L’industrie 4.0 implique de porter l’automatisation à des niveaux bien supérieurs à ceux actuels. Les systèmes automatisés pourront apprendre et s’adapter à la fabrication de différents produits, ils pourront prévoir les pannes ou les changements de production et déclencher automatiquement des opérations de maintenance ou correctives.

Tout cela permettra au concept de Smart Factory de se concrétiser. Des usines intelligentes qui ressembleront davantage à des unités de fabrication, qui seront interconnectées et travailleront en collaboration.

Les systèmes de fabrication additive, plus communément appelés impression 3D, sont déjà appliqués dans l’industrie. La possibilité de fabriquer des objets dans différents matériaux, dont le métal, grâce à l’impression 3D révolutionne les modèles commerciaux industriels. L’une des conséquences directes est de dédier la fabrication de masse plus traditionnelle aux composants génériques et d’utiliser la fabrication additive pour la personnalisation des produits dans la dernière phase de fabrication.

Cela permet d’être plus compétitif sur les marchés mondialisés, qui nécessitent des cycles de vie des produits plus courts et des fluctuations plus importantes des niveaux de demande.

Dans l’industrie conventionnelle, l’automatisation, l’information et les processus commerciaux sont combinés, mais il existe toujours une séparation claire entre chacune de ces parties. Dans l’Industrie 4.0, l’information et les objets physiques qui la produisent et la consomment seront indivisibles et feront partie intégrante de la gestion des processus. Avec la quatrième révolution industrielle, la séparation entre les matériaux et l’information s’estompera, car cette dernière fera partie intégrante des produits.

Avec le concept Smart Factory, les systèmes de production s’éloigneront des usines de fabrication centralisées et à la place des réseaux d’unités de fabrication interconnectées seront créés. Cela entraînera un déplacement beaucoup plus fréquent des matières premières et des produits semi-finis.

Dans les marchés mondialisés d’aujourd’hui, les produits ont des cycles de vie plus courts et les variations de la demande sont plus imprévisibles. Avec les systèmes de fabrication additive, de nouveaux produits peuvent être lancés plus rapidement sur le marché et les niveaux de stock de sécurité peuvent être réduits. La flexibilité et l’interconnectivité permettront de prévoir et de réagir plus efficacement aux variations de la demande, réduisant ainsi l’effet coup de fouet. Avec des systèmes de production qui permettent une personnalisation efficace des produits, les différences entre les marchés de masse et les modèles commerciaux basés sur la longue traîne s’estomperont.

L’industrie 4.0 ajoutera une plus grande complexité aux chaînes d’approvisionnement qui devront pouvoir évoluer dans la même mesure. Mais les mêmes technologies qui nous permettent de parler d’Industrie 4.0 révolutionnent également la Logistique, en pouvant parler de Logistique 4.0.

L’Internet des objets permet aux marchandises d’avoir des capteurs pour surveiller la température, l’humidité, la géolocalisation, etc. Actuellement, la combinaison de systèmes tels que la RFID active avec des systèmes de géolocalisation et des réseaux de communication sans fil permettent déjà de suivre les marchandises en temps réel et de prendre des décisions à distance en fonction des données reçues.

Mais à l’avenir, à mesure que les technologies appliquées à la traçabilité deviendront moins chères, chaque palette ou chaque produit pourra avoir son propre appareil connecté et être transporté dans des conteneurs intelligents qui adapteront automatiquement les niveaux de température et d’humidité en fonction de l’état actuel de la marchandise, ainsi que comme détecter automatiquement les défauts des chargements ou proposer des itinéraires de transport plus appropriés en fonction de chaque destination, type de chargement ou date de péremption.

L’industrie 4.0 se caractérise par la numérisation des processus de fabrication. Mais le secteur de la logistique a sa propre révolution avec des initiatives comme l’Internet Physique (Physical Internet en anglais, en abrégé PI) et qu’il ne faut pas confondre avec l’Internet des Objets.

L’Internet physique est une initiative internationale visant à développer un système logistique mondial ouvert. Dans l’Internet de l’information, diverses normes et protocoles définissent la manière dont les données sont transportées, en les divisant en paquets afin que chacun suive le chemin le plus efficace vers sa destination. L’Internet physique suit une approche similaire, dans laquelle au lieu de paquets de données, nous aurons des conteneurs standardisés dans lesquels la marchandise voyagera, facilitant une manutention, un stockage et un transport efficaces et durables à travers tous les participants de la chaîne logistique. Ces conteneurs bénéficieront des technologies de l’information pour être constamment surveillés en temps réel ainsi que pour être transportés selon les itinéraires les plus appropriés pour chaque destination et type de marchandise.

La logistique évoluera vers des systèmes de plus en plus automatisés. Le transport de marchandises avec des véhicules autonomes sera une réalité dans les décennies à venir. Actuellement, Rolls-Royce étudie un projet de cargos sans pilote, ou « drones », qui pourraient être technologiquement disponibles dans les années à venir et qui permettraient de contrôler efficacement des flottes de centaines de cargos.

Les véhicules autonomes pour le transport routier seront sans aucun doute une réalité bien plus tôt qu’on ne le pense. Actuellement, le projet Google Car dispose d’une flotte de voitures biplaces sans chauffeur pour le transport de passagers, qui fonctionnent déjà en test sur de vraies rues aux États-Unis, grâce à des systèmes de vision artificielle, de géolocalisation et d’intelligence artificielle.

Les drones sont un autre des paris des entreprises de logistique pour le futur proche. La possibilité de transporter de petites charges par voie aérienne de manière efficace et économique a déjà donné lieu à plusieurs projets de distribution de marchandises directement de l’entrepôt au consommateur final.

Bien que les limites des drones actuels soient leur autonomie et leur capacité de charge utile limitée, plusieurs universités dans le monde étudient la robotique en essaim appliquée aux drones. De cette façon, plusieurs drones pourraient voler en coopération pour transporter des charges utiles plus importantes, assurer la redondance et effectuer des manœuvres complexes qu’un seul drone ne pourrait pas.

Mais pour que la logistique puisse s’approprier efficacement toutes ces avancées, une évolution de l’intralogistique est également nécessaire, optimisant les opérations de manutention au sein des entrepôts.

Systèmes de stockage automatisés tels que ceux d’ATOX Solutions Technologiques fournissent des systèmes modulaires capables d’intégrer n’importe quelle technologie de capteurs et de communiquer avec les systèmes informatiques des entrepôts, permettant la numérisation du transport interne des marchandises et de la préparation des commandes, évoluant ainsi vers une logistique intelligente ou Smart Logistics.

ATOX Storage Systems fabrique des étagères métalliques de haute qualité depuis plus de 50 ans. Depuis plus d’un demi-siècle, ATOX a été témoin de l’évolution du secteur de la logistique et de ses effets sur les entrepôts.

Conscient des enjeux des chaînes d’approvisionnement modernes, ATOX est résolument engagé dans la R+D+i, qui a donné naissance aux systèmes de stockage intelligents d’ATOX Solutions Technologiques.

Tous les systèmes automatisés ATOX sont modulaires, économes en énergie et peuvent facilement communiquer avec n’importe quel système informatique utilisé par l’entrepôt.

Les convoyeurs à rouleaux intelligents ATOX apportent de nouvelles technologies au plan physique, offrant une solution au transport interne des marchandises dans les entrepôts. Ils peuvent intégrer tout type de capteurs et de technologies de traçabilité et disposent d’aiguillages faisant office de trieurs pour le classement automatique des marchandises.

La logistique moderne automatisera de plus en plus les tâches manuelles répétitives des opérateurs d’entrepôt. Des systèmes tels que la navette radio SHERPA 800 d’ATOX permettent d’accélérer la manutention des marchandises palettisées, d’augmenter la sécurité et de convertir les rayonnages drive-in sans allées en systèmes de stockage à haute densité.

La distribution automatique ATOX est capable de préparer les commandes de manière entièrement automatique à très haute cadence, avec une conception robuste et fiable lui permettant de supporter de fortes charges de travail.

Le guidage léger pour les opérations pick-to-light et put-to-light augmente l’ergonomie et réduit le niveau d’erreurs d’inventaire par les opérateurs d’entrepôt lors de la préparation des commandes. Grâce à sa polyvalence, il peut également aider au réapprovisionnement des marchandises et aux tâches de logistique inverse.

En tant que fabricant leader de systèmes de stockage de qualité, ATOX possède une vaste expérience dans l’optimisation des entrepôts dans une grande variété de secteurs d’activité au niveau international. Cette expérience lui permet de concevoir et de développer des systèmes de rayonnages industriels qui apportent des solutions aux besoins actuels et futurs des entrepôts.