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Technologies 4.0 : TOP 3 des innovations à suivre

Technologies 4.0 les outils

Les technologies 4.0 sont perçues comme le renouveau de l'industrie. De part les outils disponibles, elles permettent aux industriels d’améliorer leur processus et leur performance industrielle. Surtout, elle permet d'envisager une réindustrialisation chez les GE, les PME, les TPE et les startups.

De manière générale, elle s'appuie sur la digitalisation des processus que ce soit via la génération de données par les machines connectées, la digitalisation des savoir-faire, la réalité augmentée ou l'implémentation de MES, WMS ou tout autre logiciel de gestion des flux. 

L'usine digitale est plus qu'un enjeu, elle est une nécessité car créatrice de valeur. Les technologies de l'industrie 4.0 sont nombreuses et certaines solutions, rapides à mettre en place génèrent des retours sur investissement rapides, condition sine qua non pour être déployées. 

Ces projets de transformation vers les industries du numérique peuvent être profonds et structurants mais c'est bien là le point : ne plus laisser la place au hasard et optimiser tous les processus afin d'atteindre l'excellence opérationnelle via l'usine digitale ou l'usine connectée.

Aujourd’hui, nous vous proposons un focus sur 3 technologies 4.0  qui cartonnent chez les industriels et qui vont continuer d'exploser dans les années à venir !

 

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Technologie 4.0 #1 : les robots collaboratifs.

Qu'est-ce qu'un cobot ?

La collaboration entre l’homme et le robot n’est plus un mythe depuis l’apparition des cobots (ou robots collaboratifs). Sorte de bras robotique et entièrement articulé, le cobot partage le même espace de travail que l’opérateur sur un poste sédentaire afin d'améliorer le processus de fabrication.

Généralement, il prend en charge de manière simultanée les tâches chronophages et pénibles pour permettre à l’opérateur de se concentrer sur des actions plus minutieuses qui nécessitent la précision humaine. En se chargeant des actions simples, répétitives et trop lourdes comme le “Pick & Place” par exemple, cette innovation technologique favorise l’environnement de travail de l’opérateur en lui évitant les tâches épuisantes ou dangereuses du protocole à suivre.

 

L’utilisation des cobots varient selon l'industrie

Les cobots peuvent être utilisés dans un large éventail d'applications allant de l'éducation à la manutention industrielle. Le marché des cobots est en pleine expansion et devrait croître de plus de 50 % au cours des cinq prochaines années, pour finalement représenter près d'un tiers de l'ensemble du marché des robots industriels. Les tendances actuelles en matière d'automatisation devraient renforcer l'intérêt pour plusieurs applications, notamment :

  • La robotique mobile légère : Les cobots peuvent être plus faciles à intégrer dans un système mobile qui effectue des opérations à proximité des humains, comme l'approvisionnement des étagères dans un entrepôt.
  • Assemblage et désassemblage : Les robots peuvent effectuer une tâche fastidieuse de mise à disposition sans systèmes de sécurité complexes pendant que l'homme effectue une activité d'assemblage plus adroite sur la même pièce.
  • Manipulation de pièces et entretien de machines : Les robots peuvent être positionnés près des machines pour effectuer des opérations répétitives sans système de sécurité complexe qui limiterait l'accès à la machine à un opérateur humain.
  • Traitement et inspection : Pour les applications où une charge utile élevée n'est pas nécessaire, les cobots peuvent être utilisés à la place des robots traditionnels afin de réduire l'encombrement et la complexité du système.
  • Recherche et éducation : Dans le cadre de la recherche ou d'une salle de classe, les cobots permettent de tester et de développer des processus automatisés sans la complexité supplémentaire et les inconvénients des systèmes de sécurité complets. L'apprentissage de l'utilisation des cobots tend à être plus facile que celui des robots traditionnels.

 

Avantages des cobots

Les cobots peuvent être utilisés n'importe où dans un processus de production.

Un cobot est un robot flexible et il est assez facile d'ajouter de nouvelles tâches au cobot. Un cobot peut effectuer la même tâche pendant 40 heures, mais il est également possible de lui faire effectuer une tâche différente chaque jour grâce à l'Intelligence artificielle. De cette façon, vous pouvez rechercher les endroits du processus de production où le cobot peut être utile à ce moment-là. Cette flexibilité permet aussi d'engager le cobot comme employé temporaire. Durant les périodes de pointe du processus de production, il est plus pratique d'engager un cobot pour une certaine période que d'engager un employé pour une courte période, le robots collaboratifs vous rendra plus productif. C’est pour cela que les cobots ont largement leurs places dans le classement des technologies 4.0 à suivre !

Technologies 4.0 : robots collaboratifs industriels

 

Les cobots dans l'industrie 4.0 en résumé :

  • Un allègement des tâches contraignantes de l’opérateur en prenant en charge la partie la plus répétitive et la plus chronophage du processus industriel.
  • Cette solution de robotisation évite à l’opérateur de se mettre en danger ou de nuire à sa santé en réalisant des actions trop lourdes.

 

Technologie 4.0 #2 : la Réalité Augmentée.

Qu'est-ce que la réalité augmentée ?

Appréciée pour sa versatilité et son côté intuitif, la réalité augmentée est la solution qui séduit de plus en plus les industriels qui mettre en place une stratégie 4.0.

Elle se caractérise par des éléments digitaux contextuels (pdf, vidéo, audio, modèle 3D…) qui se superposent au réel et qui guident les techniciens pour effectuer une opération de maintenance, de production ou de qualité complexe. 

Utilisée dans les modules de formation 4.0 et comme assistant augmenté pour les opérateurs terrain, la réalité augmentée devient une solution extrêmement rentable pour les industriels aux cas d'usage complexes et/ou variés.

Sur des cas d’usage identifiés et pertinents, les améliorations des processus industriels apportés par la RA et les bénéfices qui les accompagnent sont visibles dès les premières semaines qui suivent l’implémentation de la solution.

Avantages de la réalité augmentée (RA)

Voici les avantages de la réalité augmentée (RA) :

➨Le système de RA est hautement interactif par nature et fonctionne simultanément avec l'environnement en temps réel.

➨Il réduit la frontière entre le monde réel et le monde virtuel.

➨Il améliore les perceptions et les interactions avec le monde réel.

Grâce à son utilisation dans le secteur médical, la vie des patients est devenue plus sûre. Elle aide à diagnostiquer efficacement les maladies et à les détecter précocement.

Il peut être utilisé par tout le monde en fonction des applications.

➨Il permet d'économiser de l'argent en testant des situations critiques afin de confirmer leur succès sans les mettre en œuvre en temps réel. Une fois qu'il est prouvé, il peut être mis en œuvre dans le monde réel.

➨Il peut être utilisé par les militaires sans mettre leur vie en danger par le biais de la simulation de champ de bataille avant la guerre réelle. Cela les aidera également dans la guerre réelle à prendre des décisions critiques.

➨Il peut être appliqué à une partie des programmes de formation, car il rend les choses mémorables et accrocheuses. 

Opération de maintenance avec une technologies 4.0

 

La réalité augmentée dans l'industrie 4.0 en résumé :

  • Les protocoles de maintenance, assemblage ou qualité traditionnels sont remplacés par des modes opératoires entièrement digitalisés : l’opérateur conserve les mains libres pour réaliser ses tâches deux fois plus vite !
  • Les objets virtuels apparaissent au bon endroit et au bon moment dans le champ de vision de l’opérateur : il sait exactement quel geste il doit réaliser en cas de doute ou de manque d’expérience sur une opération complexe. Ceci vient notamment augmenter très sensiblement les bons du premier coup !

 

Technologie 4.0 #3 : les jumeaux numériques.

Qu'est ce qu'un jumeau numérique ? 

Au croisement du réel et du digital se trouve les digital twins ou jumeaux numériques. Ce sont des reproductions fidèles et digitalisées en 3D d’une machine ou d’un composant choisi. 

Ils permettent une visualisation détaillée d’une versions numériques d’un objets réels afin de réaliser une simulation de comportement de vieillissement de la machines ou d’une partie de cette même machines.

Cette innovation technologique permet de prévenir les éventuelles pannes ou l’usure du temps. Grâce aux jumeaux numériques, les opérations de maintenance sont planifiées à l’avance et permettent un gain de temps et de matériel. 

Petit bonus : les jumeaux numériques sont accessibles et compatibles avec une solution de réalité augmentée !

Les avantages de l'utilisation des jumeaux numériques

1) Accélération de l'évaluation des risques et du temps de production

Avec l'aide de jumeaux numériques, les entreprises peuvent tester et valider des produits avant même qu'ils n'existent dans le monde réel. En créant une copie du processus de production prévu, le jumeau numérique permet aux ingénieurs d'identifier toute défaillance du processus avant que le produit n'entre en production.

Les ingénieurs peuvent perturber le système pour synthétiser des scénarios inattendus, examiner la réaction du système et identifier les stratégies d'atténuation correspondantes. Cette nouvelle capacité améliore l'évaluation des risques, accélère le développement de nouveaux produits et renforce la fiabilité de la chaîne de production.

2) Maintenance prédictive

Étant donné que les capteurs IoT d'un système jumeau numérique génèrent des données volumineuses en temps réel, les entreprises peuvent analyser leurs données pour identifier de manière proactive tout problème au sein du système. Cette capacité permet aux entreprises de planifier la maintenance prédictive avec plus de précision, cela améliore la ligne de production et réduit les coûts de maintenance.

3) Surveillance à distance en temps réel

Obtenir une vue approfondie en temps réel d'un grand système physique est souvent très difficile, voire impossible. En revanche, un jumeaux numériques est accessibles n'importe où, ce qui permet aux utilisateurs de surveiller et de contrôler à distance les performances du système.

4) Meilleure collaboration entre les équipes

L’automatisation des processus et l'accès 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 aux informations système permettent aux techniciens de se concentrer davantage sur la collaboration inter-équipes, ce qui entraîne une amélioration de la productivité et de l'efficacité opérationnelle.

5) Meilleure prise de décision financière

Les représentations virtuelles d'objets physiques peuvent intégrer des données financières telles que les coûts des matériaux et de la main-d'œuvre. La disponibilité d'énormes quantités de données en temps réel et l’analyses avancées permet aux entreprises de prendre de meilleures décisions plus rapidement pour déterminer si des ajustements apportés à une chaîne de valeur sont financièrement judicieux ou non.

technologies 4.0 l'outil digital twins

 

Les jumeaux numériques dans l'industrie 4.0 en résumé :

  • Une simulation sur une représentation fidèle et digitalisée d’une machine, afin de tester divers scénarios de comportement ou de vieillissement.
  • Une prévention des pannes potentielles et de l’usure des machines ou des composants spécifiques entièrement digitalisés au détail près.



Conclusion sur les technologies 4.0 à suivre

Cette nouvelle révolution industrielle marque l’explosion de diverses innovations technologiques  dans le secteur industriel : parmi elles la réalité augmentée, les robots collaboratifs et les jumeaux numériques sont des solutions à suivre de près pour leur intuitivité, leur capacité à être des objets connectés et innovants.

Évidemment, l'adoption de ces technologies 4.0 devront faire l'objet d'un projet de transformation bien que dans certains cas, elles soient déployables très rapidement. 

L'usine digitale ou "l'usine du futur" est une réponse évidente à la nécessité pour les industriels d'améliorer leur compétitivité. Avec des retours sur investissement quasi instantanés, nul doute que ces technologies 4.0 trouveront leur place d'abord chez les plus gros industriels, puis naturellement auprès du tissu de PME-ETI.

 

Vous souhaitez en savoir plus ? Contactez-nous sur : contact@spectraltms.com

 

 

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