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L’usine numérique prend forme en France

[Article du 12/09/2016]

L’usine 4.0 déploie petit à petit ses briques technologiques en France. La robotisation, l’internet des objets ou encore la réalité augmentée deviennent des outils de plus en plus familiers pour les industriels français. Ces acteurs restent toutefois prudents, et préfèrent tester au cas par cas ces technologies au potentiel pourtant avéré.

L’usine numérique prend forme en France

L’usine numérique prend forme en France

Légende photo : Salle réalité virtuelle. Usine de Marignane, Daher.

L’année 2015 a été marquée l’essor du marché des cobots. Grâce à la sophistication croissante des capteurs, les robots peuvent interagir avec les opérateurs, et devenir des robots « collaboratifs ». Ainsi le danois Universal Robots, l’américain Rethink Robotics ou encore l’helvético-suédois ABB ont sorti ces derniers mois leur cobot. Quelques acteurs français de la robotique arrivent à émerger sur le marché, et à proposer des offres adaptées aux attentes des industriels de l’hexagone. La PME BA Systèmes, spécialiste des systèmes intra-logistique à base d’AGV (Automated Guided Vehicle), a développé une offre ciblée sur de nouveaux usages industriels. Le groupe a ainsi présenté au dernier salon Innorobo de mai 2016 le cobot Asimov, capable d’évoluer de manière autonome le long des lignes de production. Ce cobot a été développé en collaboration avec Airbus, l’IRT Jules Verne et l’Institut de recherche en communications et cybernétique de Nantes (IRCCYN), afin de travailler dans les usines du constructeur aéronautique. « Le robot navigue dans les lignes d’assemblage des A380 et imprime sur la carlingue une forme pour indiquer à l’opérateur là où il doit poser la pièce » explique Guy Caverot, responsable Innovation et diversification de BA Systèmes.

Le marché de la robotique reste toutefois occupé dans l’immense majorité par les robots industriels classique. Selon une étude de la Fédération Internationale de Robots (IFR), ils représentaient 98% du marché en 2015. Certains constructeurs historiques ont ainsi mis au point des robot à mi-chemin entre le robot et le cobot. Le constructeur de robot Staubli par exemple a développé une gamme de robots industriels capables de se passer de protection. La gamme de robot TX2, lancé cette année, atteint le niveau de sécurité SIL3-PLe, ce qui permet de se passer de barrière de sécurité. Les capteurs de sécurité peuvent par exemple commander au robot de réduire sa vitesse lorsqu’un opérateur est détecté. « Stäubli a également développé une version des robots TX2 équipés d’une membrane, la gamme TX2touch, qui sont des robots limités en vitesse et sensibles au toucher, ce qui permet à l’opérateur de ralentir le robot par un simple geste » explique Christophe Rocchini, spécialiste produit chez Stäubli.

La maintenance préventive de plus en plus prédictive
Plus robotisée et automatisée, les usines sont également de plus en connectées grâce à l’internet industriel des objets. Les données produites par les machines et les opérateurs représentent pour les industriels un important levier de compétitivité. C’est le cas notamment avec la maintenance prédictive. Le groupe Bosch récupère par exemple les données de capteurs de température, de vibration, ou de consommation des moteurs pour mieux anticiper les pannes de ces machines. « Ces données nous alertent sur les besoins de maintenance. De nombreux projets sont en cours pour utiliser les données, avec la data mining, et nous franchirons ainsi le pas très prochainement vers une maintenance préventive » explique Pascal Laurin, responsable projet Industrie 4.0 chez Bosch France. La maintenance prédictive commence à se développer par contre dans l’aéronautique. Le groupe Safran a ainsi constitué une équipe pour travailler sur son propre logiciel de big data, capable de traiter les données de ses produits.

Cette technologie commence à peine à se développer, et de nombreuses avancées sont attendues en matière de traitement des données. La start-up Scortex a ainsi développé une technologie d’analyse d’image particulièrement efficace, en s’appuyant sur les algorithmes de réseaux de neurones artificiels. «. La particularité de notre offre, c’est qu’elle est embarquée, dans la caméra ou le micro, ce qui permet de traiter la donnée jusque là inutile. Par exemple, un vol Paris-New York produit 1,5 téraoctets de données sous-exploitées. En embarqué, il est possible d’analyser cette donnée pour détecter des pannes, ou intervenir en cas de dérive d’un système » explique Christophe Raix, co-fondateur de Scortex. Si cette technologie va être déterminante dans le développement de la mobilité connectée, dans l’industrie elle va permettre d’améliorer la détection ou la classification de défauts sur les produits. La start-up travaille également sur des algorithmes capables d’analyser des données de son. Ces algorithmes pourraient permettre de développer des applications de maintenance prédictive.

Réalité augmentée
L’autre grande technologie à s’imposer dans les usines est la réalité augmentée. Là encore la technologie est constamment en train d’évoluer, et les applications de la réalité augmentée se développent de plus en plus. C’est le cas avec la start-up Diota. La société a commencé à développer une technologie de réalité augmentée qui guide l’opérateur dans ses taches en superposant des instructions sur les ensembles concernés. Diota a depuis mis l’accent sur la connexion de sa technologie aux systèmes d’information déjà en place chez les industriels, à l’instar des PLM, en travaillant notamment avec le CEA. L’objectif de la start-up est de suivre automatiquement l’évolution des données. La start-up a même produit un logiciel « DiotaConnect For CATIA », logiciel qui permet de convertir les fichiers 3D de l’éditeur de logiciel DS en expérience de réalité augmentée prêt à l’emploi pour l’opérateur.

La start-up Robocortex s’est elle concentrée sur l’amélioration des opérations de production et de maintenance grâce à la réalité augmentée. Son logiciel se connecte aux logiciels de GMAO de l’industriel et guide l’opérateur à travers des tablettes, des lunettes connectées ou de la projection de vidéo. Le système permet de gagner du temps, d’éviter les erreurs humaines et de créer une traçabilité des opérations. « L’analyse de l’image permet d’afficher la bonne information à la bonne taille. Nous améliorons constamment notre logiciel de reconnaissance, pour s’adapter aux changements de lumière ou aux grands mouvements. On travaille aussi sur le contrôle automatique, qui contrôle par exemple la bonne position de la vis » explique Manuel Asselot, directeur commercial de Robocortex. Le groupe a travaillé avec une filiale d’Airbus dans la production de structure d’avion, et affiche une réduction de 40% du temps de production selon le groupe. Robocortex a également travaillé avec St Gobain sur une application baptisée « Plafond Designer », destinée à visualiser sur écran des faux-plafonds. La réalité augmentée n’en est qu’à ses débuts, et progressera également avec l’amélioration des matériels. « Un verrou pour faire évoluer les outils de réalité augmentée est le matériel. Avec de meilleure lunette, nous pourrions réaliser davantage de choses. Nous étudions également l’utilisation du toucher ou du vocal sur telle ou telle application. La connexion main libre va aussi se développer à la place de la tablette » anticipe Manuel Asselot.

 

 La stratégie bottom-up de Bosch dans l’Usine 4.0 
Le concept Usine 4.0 est cœur de la stratégie de Bosch. Le groupe allemand prévoit d’ailleurs d’embaucher près de 14 000 pour renforcer ses compétences dans la maitrise des technologies digitales clefs. La mise en application de sa stratégie 4.0 se démarque toutefois de ses concurrents en privilégiant une approche bottom-up, c’est à dire en partant du terrain. Les technologies à déployer ont été choisies par les usines elles-mêmes, dans le cadre d’une vaste consultation. « Chaque usine a déterminé ses besoins et a déclenchés en moyenne pour commencer une dizaine de projets i4.0. Les projets sont ensuite remontés en centrale, ils sont « benchmarqués » et par capillarité sont déployés dans les autres usines » explique Pascal Laurin, chef de projet Industrie 4.0 chez Bosch France. Cette stratégie bottom-up a permis a chacune des usines de développer les technologies qui lui semblaient les plus utiles dans le cadre de ses activités. Plusieurs usines ont décidé de s’équiper en cobots, pour gérer les pics de production par exemple. Le cobot est facilement programmable, et surtout il est mobile, il se rend sur la ligne en fonction des pics. D’autres usines ont choisi de se doter de technologies plus simples. « Ce qui a aussi intéressé les usines [de Bosch], c’est le 0 papier, continue Pascal Laurin. Ainsi nous avons développé l’Active Cockpit de Rexroth, un grand écran tactile avec un logiciel permettant d’avoir accès à de nombreuses informations, comme les cadences des machines, sur la production, les objectifs… ». Basée sur le concept de Lean Management qui « chasse » le moindre gaspillage, cette technologie de concentration et de numérisation de la donnée permet un important gain de temps, de l’ordre de 30% selon Bosch . La prochaine étape sera l’affichage automatisé de données issues du MES ou de l’ERP sur l’écran. Enfin certaines usines se sont équipées d’imprimantes 3D. Elles ne sont toutefois pas destinées à produire des pièces en série, mais à produire des pièces détachées, afin de réduire les temps de réparation des pannes, ou de prototypes. Bosch tire pour l’instant un bilan positif du déploiement de ces technologies. « Des initiatives i4.0 ont des ROI très courts et permettent des gains à plusieurs digits » confirme Pascal Laurin.

 

  3 Questions à Cédric Eloi, directeur innovation de Daher 

• Quelles technologies 4.0 avez vous déployé dans vos usines ?
Nous avons automatisé et robotisé deux presses de pièces thermoplastiques sur notre usine de Nantes, ce qui a permis une haute cadence de production. Nous avons également mis en place une ligne taktée de production dans notre usine de Tarbes. Il s’agit d’une ligne de production de trappes de train d’atterrissage de l’Airbus A350, de plus de 20 m2 pesant à peine 150 kilos. Ce processus de fabrication permet aux opérateurs de rester fixes tandis que l’assemblage se fait en séquence cadencée. Un AGV (Automatic Guided Vehicle) transporte la trappe d’un poste de travail à l’autre. Nous déployons également la réalité augmentée dans nos usines, à l’aide de tablettes, afin de faciliter les contrôles qualités.

• Avez vous déjà des résultats ?
Nous déployons encore plusieurs technologies, comme l’internet des objets et des puces RFID. La « cobotisation » commence également à être mis en place, mais il y a encore peu de cas d’usage. Par contre nous avons testé les Google Glass, pour des opérations de contrôle qualité, et nous nous sommes rendu compte qu’elles chauffaient au bout de quelques heures. Nous avons abandonné.

• Comment sélectionnez vous les technologies à développer ?
Nous avons mis en place une cellule innovation, qui travaille en open innovation, et qui regarde ce qui marche ailleurs. Par exemple, nous avons fait un POC sur la réalité virtuelle, sur une usine de production de vannes, et nous nous sommes demandé quel pouvait être le retour sur investissement. Nous nous sommes rendu compte que la réalité virtuelle permettait de prendre en compte le cycle de vie complet, et donc le cout total d’acquisition d’un produit ou d’un service. Après ce POC réussi, Daher s’est muni d’une salle de réalité virtuelle.

 

Florent Detroy - Photo : Daher

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