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Le moment est-il venu d'adopter un nouveau modèle opérationnel de fabrication ?


Le moment est-il venu d'adopter un nouveau modèle opérationnel de fabrication ?

Depuis 30 ans, depuis l'avènement du modèle CIM (Computer Integrated Manufacturing) de l'Université de Purdue, également appelé PERA (Purdue Enterprise Reference Architecture).également appelé Purdue Enterprise Reference Architecture (PERA), les entreprises manufacturières ont considéré leurs processus d'affaires et les applications qui les supportent comme une hiérarchie - une pyramide - qui part de l'atelier et va jusqu'aux bureaux de la direction de l'entreprise. Ce modèle opérationnel de fabrication est devenu la base de la plupart des stratégies de déploiement de systèmes. Voir la figure 1. Il est peut-être temps de remettre en question cette hypothèse.

 

Le moment est-il venu d'adopter un nouveau modèle opérationnel de fabrication ?
Figure 1 : Modèle PERA ; source Wikipedia

 

Ce modèle hiérarchique a été cimenté dans l'architecture de fabrication par des normes comme ISA95, qui est devenu le modèle le plus courant pour définir la fonctionnalité des applications d'atelier. Les conférences et les symposiums ont donné lieu à de nombreux articles sur "l'intégration de l'atelier à l'étage supérieur". Avec la mentalité du "si ce n'est pas cassé, ne le réparez pas" si courante dans l'industrie manufacturière, la pyramide CIM semble pouvoir se dresser aussi longtemps et solidement que les pyramides de l'Égypte ancienne. Mais, avec l'émergence de l'Internet industriel des objets (IIoT), de l'intelligence artificielle (IA) et des analyses avancées désormais disponibles avec un modèle de données partout et en tout lieu, il est peut-être temps que la pyramide CIM soit nivelée.

L'attrait de la pyramide

Lorsque la technologie numérique a fait son entrée dans l'industrie manufacturière, elle est d'abord apparue dans les systèmes financiers et comptables des entreprises. Avec l'avènement des circuits intégrés, la numérisation des systèmes de contrôle des processus a véritablement commencé. Puis sont apparus le mini-ordinateur et l'ordinateur personnel, qui ont rendu pratique l'informatique dans l'atelier. Les différences d'ouverture, de protocoles de communication et de programmation de chaque type ont conduit à une stratification naturelle. 

Pour promouvoir l'adoption de la technologie numérique, le Dr Theodore Williams de l'université Purdue a dirigé une équipe qui a examiné la nature de cette stratification et affiné la manière dont la technologie était déployée. Il a proposé un moyen de relier tous ces éléments pour créer une "fabrication intégrée par ordinateur" ou CIM. Il est intéressant de noter que les couches naturelles du modèle de Purdue s'alignaient également sur les structures organisationnelles hiérarchiques courantes dans l'industrie manufacturière du 20e siècle siècle. Cet alignement naturel a rendu le modèle de Purdue facile à comprendre, ce qui explique pourquoi il s'est imposé comme un modèle opérationnel de fabrication.

L'explosion de l'IIoT et de l'IA change tout pour les fabricants

Au cours des cinq ou six dernières années, l'ascension rapide des communications sans fil, des appareils intelligents et de la connectivité en tout lieu, l'Internet industriel des objets (IIoT) et l'intelligence artificielle (IA) sont apparus comme des technologies capables de traiter efficacement les vastes quantités de données désormais générées par les fabricants. La prolifération des dispositifs IIoT a modifié le paysage de la fabrication et remet désormais en question le modèle des opérations de fabrication. 

Dans le même temps, des bouleversements géopolitiques tels que la pandémie de coronavirus ont obligé les fabricants à repenser leur façon de travailler. Avec les restrictions liées au travail à domicile et à la distanciation sociale, l'idée d'un modèle rigide d'opérations de fabrication est tombée en désuétude. Les organisations s'efforcent d'être plus agiles. L'idée que toutes les informations doivent suivre un chemin prédéfini n'est plus gérable. Au contraire, le concept tant recherché de mise à disposition de la bonne information à la bonne personne au bon moment est désormais un impératif. À mesure que les opérations deviennent plus souples, les réseaux poste-à-poste, qui sont eux-mêmes adaptatifs et souples, apparaissent comme une nouvelle meilleure pratique.

Une perspective historique 

Nous pouvons nous tourner vers le passé pour mieux comprendre pourquoi s'accrocher à un modèle existant peut entraver la modernisation et le changement. Dans les années 1800, les usines étaient alimentées par des roues à eau, des turbines ou des moteurs à vapeur. Ces sources d'énergie ponctuelles donnaient lieu à des usines dotées d'une source d'énergie centralisée qui utilisait ensuite des arbres de transmission et des courroies pour alimenter toutes les machines. Il était alors pratique de les installer de manière compacte aussi près que possible de la source d'énergie, ce qui donnait des usines exiguës et souvent dangereuses.

Ces usines devaient également être situées à proximité de cours d'eau en mouvement, soit comme source d'énergie, soit pour les moteurs à vapeur. Lorsque le moteur électrique a été introduit pour la première fois, il a simplement remplacé l'unique turbine à vapeur ou à eau existante. Ce n'est que lorsque les ingénieurs ont réalisé que des moteurs multiples et plus petits pouvaient éliminer les arbres et les courroies tout en améliorant la sécurité de l'usine.   

L'émergence d'un modèle opérationnel de fabrication alternatif 

Il existe de nombreux parallèles entre l'électricité en tant que perturbateur technologique et ce qui est désormais possible à partir de l'IIoT et des technologies informatiques avancées. Les fabricants peuvent désormais exploiter de grandes quantités de données pour obtenir des informations et gérer les processus d'exploitation de différentes manières - qui n'étaient pas considérées comme possibles auparavant. La première étape de la transformation numérique actuelle a consisté à simplement remplacer les composants d'une architecture d'exploitation existante. L'étape suivante consiste à repenser la manière de mieux fabriquer de nouveaux produits à plus grande valeur, pour un coût moindre. 

Les appareils intelligents qui fonctionnent partout permettent maintenant aux fabricants de repenser la façon dont ils exploitent et entretiennent leurs installations, tout comme l'électricité l'a fait il y a plus de 125 ans. Où en êtes-vous dans la transformation de votre entreprise? Vous en êtes encore à l'étape 1 ou vous avez exploré de nouvelles façons de développer votre entreprise ou votre gamme de produits ? Vos applications de fabrication seront-elles capables de prendre en charge ce nouveau modèle ou sont-elles construites en supposant que la pyramide CIM tiendra aussi longtemps que les vraies ?

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