Les capteurs intelligents, moteurs de l’industrie 4.0

12 minutes de lecture 9 mai 2020
Par Daniel Zaugg

Advanced Manufacturing & Mobility Sector Leader | Switzerland

Focuses on auditing and advising international clients.

12 minutes de lecture 9 mai 2020

Les capteurs sont à la base de la production en réseau. Cela fait bien longtemps qu’ils ne se contentent plus de fournir des données de fabrication: désormais, ils conditionnent des modèles d’affaires entiers.

L’«industrie 4.0» désigne une révolution économique, mais il n’est pas toujours évident de savoir ce qui se cache précisément derrière ce terme. Levons le voile sur l’un des secrets de cette mégatendance à l’œuvre dans le secteur de la production: sans capteurs, cette manière moderne et connectée de piloter les entreprises n’existerait tout simplement pas. Les capteurs intelligents échangent des données et font même appel à leurs propres algorithmes. Non contents d’optimiser sensiblement la production, ils transforment en profondeur le modèle d’affaires de nombreuses entreprises.

L’ère où seuls les ingénieurs s’intéressaient aux capteurs est bel et bien révolue. En plus de transformer les processus de production, ces technologies font émerger de nouveaux services dans le domaine de la maintenance. En outre, face aux volumes de données et à la mise en réseau, les collaborateurs se retrouvent confrontés à de nouvelles questions, souvent assez délicates, qui exigent d’eux des nouvelles qualifications. Dans le domaine du marketing, les données obtenues dessinent des profils client de plus en plus précis, qui donnent naissance à de possibilités de communication toujours plus individualisées.

Quel pays exploite au mieux ces nouvelles possibilités?

EY a procédé à une comparaison internationale des grands pays industrialisés et étudié en détail les trois marchés germanophones. Les États-Unis et, de plus en plus, la Chine, sont considérés comme les leaders mondiaux de l’exploitation du potentiel de l’industrie 4.0, suivis du Japon et de la Corée du Sud, mais aussi de la Suisse, qui figure également dans le peloton de tête. Dans ces pays, on observe surtout le rôle prépondérant des technologies numériques pour améliorer l’efficacité de la production. L’Allemagne et l’Autriche se situent juste au dessus de la moyenne de l’Union européenne en ce qui concerne le déploiement de l’industrie 4.0.

L’humain contre la machine? Selon une étude,

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des entreprises allemandes interrogées déclarent remplacer le travail humain par de nouvelles formes de technologie.

Le potentiel de croissance dans ce domaine est énorme: selon une étude publiée en 2018 dans LogForum, revue spécialisée dans la logistique, sur 350 entreprises en Allemagne appliquant le Smart Manufacturing, seules 11% misent aussi sur les capteurs. Autre fait notable: elles ne sont que 19% à utiliser les nouvelles technologies liées à l’industrie 4.0 pour remplacer le travail humain. Chez les autres participants à l’étude, elles complètent l’interaction existante entre l’humain et la technologie.

  • Capteurs intelligents et industrie 4.0 - définitions

    Les capteurs intelligents se composent de trois éléments qui transforment les données de l’environnement en informations exploitables: le capteur, le microprocesseur et le dispositif de communication.

    Si les valeurs mesurées par les capteurs traditionnels sont entièrement interprétées par des humains, les capteurs intelligents sont souvent interconnectés et font appel à des algorithmes pour analyser les données. À cela viennent s’ajouter des capteurs virtuels (soft sensors), qui ne mesurent pas directement les valeurs mais les traitent dans un second temps au moyen de modèles informatiques.

    Les capteurs intelligents sont un pilier de l’industrie 4.0. Sans eux et leur utilisation couplée à des logiciels spécialisés et à d’autres acteurs technologiques, la production réactive et agile qui caractérise l’industrie 4.0 ne pourrait exister.

Du potentiel dans tous les secteurs

Les facettes de la transformation induite par l’industrie 4.0 sont nombreuses: réduction des coûts, évolution des modèles d’affaires, besoin de nouvelles compétences… Même si certaines filières en profiteront plus que d’autres, en définitive, des possibilités prometteuses s’offrent à tous les secteurs. Les entreprises peuvent désormais se poser des questions auxquelles il leur était auparavant impossible de répondre, faute de données.

1. Les capteurs intelligents réduisent les coûts

Parmi les économies permises par les nouvelles technologies de mesure, certaines sont particulièrement frappantes: les entreprises qui forment leurs collaborateurs à l’utilisation des capteurs et adaptent leurs processus en conséquence améliorent leur production à flux tendu. Judicieusement utilisés, les capteurs réduisent les périodes de maintenance tout en minimisant les rejets, et donc le gaspillage. Dans certains secteurs, ils permettent aussi de calculer plus précisément le coût de revient et la marge unitaire, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives de réduction des coûts.

2. Les capteurs intelligents transforment l’entreprise

Par leurs mesures, les capteurs intelligents favorisent la réactivité, facilitent la réduction de la taille des lots et permettent ainsi de s’adapter plus rapidement aux desiderata des clients. Le marché entier est en pleine mutation: d’une simple assistance à la production venant compléter les processus existants, l’industrie 4.0 est en train d’évoluer vers le développement de nouveaux produits et services. Les capteurs deviennent un facteur de réussite déterminant pour les innovations et le développement de nouveaux domaines d’activité.

3. Les capteurs intelligents exigent de nouvelles qualifications

À l’ère de l’industrie 4.0, nombre de métiers font florès car l’on découvre à présent de nouvelles interdépendances et l’on peut adapter les processus en conséquence, d’où l’émergence de nouveaux besoins de qualification pour les collaborateurs. À l’avenir, ils seront Industrial Data Scientists et auront pour mission de coordonner des robots ou de gérer des chaînes d’approvisionnement, ou ils deviendront experts en simulation et ingénieurs en maintenance pour ces nouveaux outils.

Les données des capteurs intelligents soulèvent nombre de questions nouvelles. Les collaborateurs capables de les analyser et d’en assurer la diffusion peuvent servir d’interface au sein de l’entreprise.

Ainsi, en donnant un sens aux données mesurées, en les interprétant et en les présentant de manière compréhensible, ils peuvent servir d’interface au sein de l’entreprise.

Pour ce faire et afin de favoriser l’émergence de nouveaux réseaux, l’entreprise doit décloisonner son fonctionnement. Par ailleurs, y compris dans la production, elle doit impérativement se doter d’une expertise en informatique et en gestion des données.

Les capteurs intelligents ouvrent des horizons particuliers à certains secteurs

Dans une analyse détaillée, EY a examiné de plus près les effets des capteurs intelligents sur le bénéfice de neuf secteurs. L’étude a révélé que même s’ils sont déployés à une échelle modeste, les capteurs s’avèrent avantageux pour les entreprises de tous les secteurs. Dans le scénario le plus ambitieux, avec une pénétration maximale des capteurs à l’horizon 2030, les marges de profit (EBITDA) de ces secteurs augmentaient entre 11% et 34%.

Toutefois, certaines entreprises devraient davantage en profiter que d’autres. Les experts s’accordent à dire que le potentiel du secteur automobile et des technologies de l’information et de la communication (TIC) à augmenter durablement leurs marges est particulièrement élevé.

Le défi: savoir à qui appartiennent les données

Et pourtant, toutes ces opportunités ne vont pas sans s’accompagner de questionnements complexes auxquels il s’agira d’apporter une réponse précise. La première de ces interrogations porte sur la propriété des données récoltées. Les fabricants de capteurs et les spécialistes de l’analyse pourraient générer des connaissances sectorielles précieuses, mais les entreprises sont réticentes à fournir leurs données internes. Par comparaison, les particuliers sont souvent moins avares de leurs données, par exemple lorsque l’on arrive à modéliser les embouteillages à partir des capteurs de leurs smartphones. Il paraît peu probable que les entreprises acceptent une utilisation ouverte de leurs données.

Quant à la question de savoir quels secteurs d’activité seront particulièrement marqués par les capteurs intelligents, la réponse paraît déjà plus claire: au-delà du secteur productif, c’est surtout le secteur de l’après-vente qui va évoluer, notamment en passant d’un régime de maintenance périodique à un système de maintenance prédictive sur la base des informations fournies par les capteurs.

Par ailleurs, il est évident qu’il convient de penser collectivement l’innovation dans ce domaine. Prenons par exemple la 5G, cette norme de télécommunication qui permettra de transporter de plus gros volumes de données, plus rapidement et de manière plus fiable. Elle formera la base d’une utilisation sécurisée des capteurs mobiles, mais elle constituera aussi le socle du wifi interne des entreprises. Le politique et l’économique doivent s’accorder afin d’accélérer son introduction. En effet, cela nécessite, outre un cadre législatif cohérent, que les entreprises réinventent leurs structures et leurs manières de penser, et que prime la coopération. Car la révolution de l’industrie 4.0 est l’affaire de tous.

Résumé

Les capteurs intelligents sont un moteur décisif de la transition vers l’industrie 4.0. Outre le domaine de la production, ils transforment aussi la maintenance en modifiant les intervalles de maintenance, les ressources humaines en faisant émerger de nouveaux besoins de qualification et le marketing en produisant de nouvelles connaissances détaillées sur le profil de chaque client. Toutefois, le défi majeur sera de déterminer à qui appartiennent les données mesurées par les capteurs.

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