ALORS QUE LES OUTILS PROPREMENT
INFORMATIQUES COMME LES SUITES
BUREAUTIQUES ET LES PROGICIELS DE
GESTION INTÉGRÉS SOUVENT APPELÉS ERP ,
GOUVERNENT LARGEMENT LA PRODUCTION ET
LES ÉCHANGES DE DOCUMENTS AINSI QUE LA
COLLECTE ET L’EXPLOITATION DES DONNÉES
CHIFFRÉES ET COMPTABLES, LE MONDE DE
LA PRODUCTION OÙ SONT FABRIQUÉES ET
ASSEMBLÉES LES PIÈCES CONSTITUANT LES
PRODUITS MANUFACTURÉS, REPOSE SUR DES
RESSOURCES NUMÉRIQUES ENCORE TROP
PARTIELLEMENT UNIFORMISÉES.
Au plus profond de l’appareil de production se trouve « la
machine ». On peut regrouper sous ce terme aussi bien les
machines-outils comme les tours, fraiseuses et ajusteuses qui
ont fait les belles heures de l’industrie conquérantes des Trente
Glorieuses que les machines spéciales remplissant une fonction
unique. Des robots et des systèmes d’approvisionnement
asservis sont venus s’ajouter à l’ensemble pour constituer des
lignes de production complètes.
Reliés aux équipements par des bus de communication, des
automates commandent les opérations selon des cadences bien
orchestrées. Mais dans ce concert mécatronique, les lignes de
production constituent souvent des îlots autonomes dont les
responsables ne connaissent que les rendements par lots, les
taux de fonctionnement et les coûts d’entretien.
L’Industrie 4.0 promeut une toute autre approche : l’appareil de
production ne doit plus être un agrégat d’îlots spécialisés qui
oeuvrent de concert avec un rendement jugé satisfaisant mais
constituer un ensemble dont le fonctionnement est suivi en
temps réel jusque dans ses moindres détails pour en optimiser
l’orchestration, réduire la consommation énergétique, allonger la
durée de vie, etc. Ce bond à la fois quantitatif et qualitatif, repose
sur un véritable socle technologique d’une part, et une
transformation profonde du management opérationnel de l’autre.
DES TECHNOLOGIES ET DES HOMMES
Pour coordonner un ensemble de machines de production,
d’équipements servant à leur approvisionnement et à leur
déchargement et de dispositifs de surveillance, de régulation, de
métrologie, etc., il faut disposer d’un moyen de remonter les
informations produites par chaque îlot à une vitesse suffisamment
élevée pour qu’elles restent pertinentes et donc, valorisables.
C’est le réseau informatique industriel qui se charge de
transmettre les données vers un outil de supervision centralisé
quand il existe et qui permet la coordination des machines entre
elles, par la synchronisation des applications d’automatisation qui les contrôlent. Pour l’heure, ces liaisons en
réseau reposent sur différents standards
dérivés de la norme Ethernet afin d’assurer
des échanges de données déterministes,
c’est-à-dire, dont la durée d’acheminement
est garantie dans des limites plus ou moins
strictes, ce qui permet de parler de réseau
temps-réel. Les instances de normalisation
internationales semblent décidées à mettre
de l’ordre dans ce domaine en fixant les
protocoles et les techniques régissant le
Time Sensitive Networking (TSN).
Coordonner le travail de machines et
d’équipements de natures diverses,
nécessitent d’avoir une connaissance
détaillée de leur fonctionnement interne
afin de mieux comprendre quel paramètre
ou quelle dérive d’un caractère physique
(température, pression, etc.) peut conduire
à une baisse de la qualité sur l’équipement
concerné, voire à une perte de
synchronisation avec les autres éléments
composant la ligne de production.
C’est ici que règnent en maître les
capteurs de grandeurs physiques, les
dispositifs de détection et les caméras de
vision industrielle auxquels s’ajoutent les
dispositifs de sécurité comme les
commandes d’arrêt d’urgence. Outre
l’information instantanée qu’il véhicule, un
capteur peut s’inscrire dans un schéma
plus global en mettant à la disposition d’un
système de supervision, une donnée qui
pourra être corrélée avec d’autres pour
constituer un système analytique élargi.
Comme dans le domaine des réseaux
temps réel, il faut ici aussi, standardiser
voire, normaliser pour permettre la
constitution d’un Internet des objets à
finalité industrielle (IIoT). Outre le support
physique de communication, c’est sur une
adoption commune de protocoles
reconnus pour leur efficacité à l’instar de
OPC UA ou MQTT, que reposera l’efficacité
d’une meilleure connaissance du
fonctionnement de l’appareil industriel en
incluant ses multiples dérives ponctuelles
au fil du temps.
DRONES ET ROBOTS
COLLABORATIFS
Pendant des décennies, l’automatisation et
la robotisation ont participé à réduire le
nombre d’opérateurs présents au sein de
l’appareil de production. Pour difficile à
accepter qu’elle soit, cette réalité a
largement contribué à mettre certains biens
de consommation à la portée du plus grand
nombre comme c’est le cas d’un bout à
l’autre du Globe avec la voiture et
l’électroménager.
Cela dit, l’exercice a ses limites et il n’existe
aucune usine au monde dont les promoteurs
soient en mesure d’affirmer qu’elle
fonctionne sans la moindre intervention
humaine. Mieux, on redécouvre aujourd’hui
que la main et l’intelligence humaine
remplacent avantageusement la machine
dans certaines opérations, tout
spécialement lorsqu’il faut adapter un
produit ou le personnaliser.
En Europe comme aux Etats-Unis, un réel
effort est entrepris pour réduire la pénibilité
des postes de travail dans l’industrie.
Certaines techniques de management des
ressources humaines apportent des solutions.
C’est ainsi que depuis parfois plusieurs
décennies, quelques entreprises autorisent
leurs ouvriers et ouvrières à remplir
différentes fonctions au fil des jours, voire
dans une même journée. On peut ainsi
réduire la monotonie et la pénibilité des
tâches.
Une autre approche qui peut être
complémentaire, consiste aujourd’hui à ne
plus mettre en compétition l’humain et le
robot industriel mais à les faire travailler
ensemble. La robotique collaborative fait
partie des technologies les plus prometteuses
pour construire l’Industrie du Futur.
En raison des dangers que représentent sa
vitesse de déplacement, l’amplitude de ses
mouvements et l’inertie de son bras, les
humains sont tenus à bonne distance d’un
robot industriel par des grilles le plus souvent
en acier et plus rarement, par une barrière
immatérielle. A l’inverse, le robot collaboratif
sera le plus souvent bardé de capteurs pour
détecter la moindre présence afin d’adapter
sa vitesse de travail en conséquence. Certains
de ces équipements servent déjà à soulever
des charges pour les présenter à un
opérateur ou une opératrice qui pourra ainsi
se concentrer sur une tâche à valeur ajoutée
comme un assemblage complexe, une
mesure fonctionnelle ou un contrôle qualité.
Robotique et automatisation ont dépassé le
stade de la défiance, pour avec l’Industrie 4.0,
entrer dans le temps de la confiance.
Thierry PIGOT
