Applying the Internet of Things to manufacturing€™est l’origine de l'Internet des objets (IoT) industriel, une solution qui recueille et centralise de grosses quantités de données

Applying the Internet of Things to manufacturing8 IoT use cases to boost ROI

Introduction

« L’Internet des objets industriel, qui sera probablement le principal moteur de la productivité et de la croissance dans la prochaine décennie, va accélérer la transformation de secteurs qui représentent près de deux-tiers de la production mondiale. » “Winning with the Industrial Internet of Things” Accenture, Février 2017

La pression croissante subie par les

fabricants les pousse à optimiser les

profits et les rendements tout en

réduisant les coûts, ce qui constitue un

défi de taille. Cependant, l’émergence

de la numérisation et les technologies

associées rendent ce tour de force

possible pour l'industrie de la fabrication.

Le marché a vu en particulier la

convergence entre l’informatique et la

technologie opérationnelle en raison de

leurs avancées et synergies respectives.

C’est l’origine de l'Internet des objets

(IoT) industriel, une solution qui recueille

et centralise de grosses quantités

de données de machines collectées

dans des environnements industriels.

Les applications construites sur ces

plateformes d'IoT collectent et analysent

les données, pour vous permettre d'agir

rapidement sur celles-ci, et améliorer

ainsi la performance opérationnelle et la

production.

L'IoT a déjà gagné du terrain dans de

nombreuses industries, dont l'industrie

alimentaire, le pétrole et le gaz, la santé,

l'automobile, etc. Pour les fabricants

de machines, c’est rapidement devenu

un impératif commercial. Selon une

étude IDG et Siemens, 53 pour cent

des entreprises ont lancé une initiative

IoT. Pour suivre le rythme des leaders

de l’industrie, vous devez agir dès

maintenant.

Mais comment faire ?

Le rapport Forrester « Internet-Of-

Things Heat Map 2018 : Prioritize IoT

Use Cases Based On Value To Your

Company Operations » (Cartographie de

l’Internet des objets 2018 : Prioriser les

cas d’utilisation de l’IoT en fonction de sa

valeur pour l’activité de votre entreprise)

détaille les exemples d’utilisation optimale

de l’IoT pour de nombreux secteurs

industriels. En alliant les informations du

report Forrester avec les connaissances de

Siemens et son expertise de terrain dans

le domaine de l'IoT industriel, cet ebook

examine comment l'IoT peut s'appliquer

au mieux aux fabricants de machines et

aux équipementiers.

Huit cas d’utilisation de l’IoT pour les constructeurs de machinesCette section décrit en détail les principaux cas d’utilisation pouvant être mis en œuvre par les constructeurs de machines et les équipementiers pour optimiser la valeur ajoutée et le retour sur investissement (ROI) dans leur activité.

La numérisation et l’IoT industriel peuvent réclamer de nombreuses ressources au début de leur mise en œuvre. Souvent, le mieux est donc de commencer par les mesures les plus simples, puis d’évoluer. Les cas d’utilisation suivants commencent par des mises en oeuvre fondamentales qui, mises bout à bout, génèrent de plus en plus de valeur ajoutée.

Le modèle de maturité numérique de Siemens est une approche par étapes planifiées de l'adoption de l'IoT,qui fournit des résultats ciblés pour les entrepriseslors de leur passage au numérique.

Le modèle de maturité numérique de Siemens pour les processus de fabrication

Gestion des actifs

Surveillance de l’état des équipements

Une fois que vos actifs sont connectés et qu’ils diffusent des données vers une plate-forme IoT centralisée, vous pouvez surveiller l’état des équipements. La surveillance de l’état des équipements vous permet d’afficher des paramètres spécifiques (par exemple, la température, les vibrations et la pression) et des indicateurs de performances clés (KPI) pour suivre les conditions de fonctionnement de tous les actifs connectés. Si les mesures d’un actif divergent des conditions de fonctionnement normales – ce qui traduit un problème – l’application alertera les utilisateurs.

01Identification proactive des problèmes sur la ligne de production et prise de mesures pour y remédier avant la défaillance de l’actif, ce qui réduit les temps d’arrêts imprévus

Optimisation de la disponibilité des actifs critiques

Amélioration de la transparence concernant l’état et la performance des actifs sur tous les sites dans le monde

Quels sont les avantages ?

d’augmentation de la production grâce à la mise en œuvre de conditions de surveillance cohérentes et précises. (Source : Ministère de l'énergie des États-Unis)

25%

Gestion des actifs

Gestion de la performance des actifs

En observant et en suivant les conditions et l'état de vos machines à l'aide de KPI, vous pouvez identifier quelles machines fonctionnent en deçà de leur efficacité et de leur productivité optimales. Les applications de gestion de la performance des actifs basées sur l’IoT émettent des alertes automatisées lorsque les conditions de fonctionnement d’une machine ne sont pas optimales, et vous avertissent que vous devez modifier une ligne de production pour améliorer les performances.02

Réaction rapide à des anomalies suite à des alertes en temps réel qui indiquent la nécessité d’agir, ce qui réduit les temps d’arrêt imprévus. Ceci accélère la production et a une répercussion positive sur le temps de mise sur le marché et la satisfaction du client

Affinement des KPI de base pour déterminer avec plus de précision la performance des machines

Ajustement continu des machines pour améliorer la performance en fonction des données en temps réel

Quels sont les avantages ?

ou plus d’amélioration des bénéfices d’un fabricant avec 10 % d’amélioration du taux de rendement global (disponibilité, performance et qualité). (Source : « Achieve better manufacturing outcomes with close condition monitoring of your machinery and

equipment » (Obtenir de meilleurs résultats de fabrication grâce à une surveillance étroite de vos machines et

équipements), Innius, mars 2017. https://innius.com/machine-condition-monitoring)

20%

Maintenance prédictive

La collecte et l’analyse actives des données sur l’état et la performance d’une machine vous permettent d’identifier quand une pièce a atteint un seuil clé et qu'elle doit être entretenue ou remplacée. Ceci vous permet d’effectuer la maintenance en fonction des besoins, donc de supprimer la maintenance programmée et de réduire considérablement la maintenance non programmée.03

Amélioration de la productivité et réduction des coûts de maintenance grâce à la suppression de temps d’arrêts programmés. Effectuez la maintenance d’une machine uniquement lorsque c'est nécessaire, et non pas lorsque cela pourrait être nécessaire. Réduction des temps d’arrêt non programmés en prévoyant quand une pièce devra être réparée ou remplacée. Connaître une défaillance avant qu’elle ne survienne permet de réduire la quantité de stocks nécessaire pour effectuer des réparations urgentes

Comprendre l’origine de problèmes de qualité et de production pour augmenter la disponibilité, l’utilisation et le rendement des actifs

Maintenance proactive des machines pour prolonger leur cycle de vie

Quels sont les avantages ?

de réduction des coûts de maintenance globaux grâce à la maintenance prédictive.

(Source : Operations & Maintenance Best Practices : A Guide to Achieving Operational Efficiency,

Release 3.0, Pacific Northwest National Laboratory (Guide de l’efficacité opérationnelle, version

3.0, Pacific Northwest National Laboratory), U.S. Department of Energy (ministère de l’Énergie

des États-Unis)

30%

Maintenance des actifs

Nouvelles sources de revenus

L’IoT offre une visibilité en temps réel de l’état de vos pièces et machines, même lorsqu’elles ont déjà quitté l’usine. Vous pouvez surveiller une machine à distance, donc proposer de nouveaux services à vos clients, par exemple, une maintenance prédictive ou des capacités de diagnostic.04

Proposer une maintenance en tant que service pour ouvrir de nouvelles sources de revenus

Augmenter la satisfaction du client du fait de la garantie de disponibilité de la machine

Interagir de façon continue avec les clients pour favoriser la fidélisation et une relation à long terme

Quels sont les avantages ?

de réduction des pannes d’actifs grâce à la mise en oeuvre de la maintenance prédictive.

(Source : Operations & Maintenance Best Practices : A Guide to Achieving Operational Efficiency,

Release 3.0, Pacific Northwest National Laboratory (Guide de l’efficacité opérationnelle, version

3.0, Pacific Northwest National Laboratory), U.S. Department of Energy (ministère de l’Énergie

des États-Unis)

70%

Maintenance des actifs

Optimisation énergétique

Gestion de l'énergie

Suivre et gérer l'utilisation d'énergie de vos usines et de vos machines pour savoir où il est possible de réduire la consommation.05

Identifier des pics ou des baisses de consommation d’énergie qui peuvent indiquer une anomalie nécessitant une inspection

Rechercher des moyens pour réduire le gaspillage qui contribue à des factures énergétiques excessivement élevées

Mieux comprendre comment chaque machine et processus contribue à la consommation globale d'énergie, et utiliser ces données pour améliorer les prévisions Connaître les périodes hors heures de pointe pour faire fonctionner les machines à prix réduit

Faire plus d’efforts en matière de développement durable

Quels sont les avantages ?

de l’énergie consommée par les installations industrielles est gaspillée.

(Source : « How Manufacturers Achieve Top Quartile Performance. » (Comment les fabricants

obtiennent des performances de premier quartile), Emerson)

37%

Jumeau numérique

Jumeau numérique de performance

Recevez les données en temps réel des performances physiques de votre ligne de production et de votre produit. Utilisez ces données pour ajuster rapidement la production et améliorer la conception des produits ainsi que vos modèles virtuels.06

Réception de données réelles pour compléter vos modèles virtuels. Utilisez ces données pour voir dans quelle mesure les performances effectives répondent aux attentes et apportez les modifications nécessaires pour qu’elles s’en rapprochent le plus possible. Ceci réduit les risques et les coûts associés au réglage des machines et des processus.

Amélioration rapide de l’itération suivante de votre produit avec un retour en temps réel sur la performance. Cela améliorera la qualité et le délai de mise sur le marché en vous permettant d'effectuer des changements immédiats.

Collecte de données de milliers de machines vendues à des clients du monde entier sur une plate-forme centralisée. Faites le suivi des machines pour voir si elles fonctionnent comme prévu afin d’identifier des défauts ou des problèmes d’approvisionnement éventuels, et savoir comment les clients les utilisent effectivement

Quels sont les avantages ?

Le potentiel en jumeaux numériques atteindra 75 milliards de dollars en 2025.

(Source : German Association for Information Technology, Telecommunications and New Media)

75milliards de dollars

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Système de systèmes

Inventaire, entrepôts et gestion de la chaîne logistique

Une solution d’IoT entièrement intégrée peut vous aider à gérer les approvisionnements et les stocks sur tous les sites de fabrication. Les fournisseurs qui ont une plate-forme d'IoT peuvent mettre en œuvre des chaînes d'approvisionnement dynamiques mieux adaptées aux besoins.

Optimisation de l'espace et minimisation des coûts grâce à la gestion des stocks à flux tendus et à la prévision des ressources

Établissement de relations mutuellement avantageuses avec des fournisseurs attentifs

Acquisition de connaissances plus approfondies concernant la qualité des approvisionnements provenant de fournisseurs

Localisation précise et rapide des actifs et équipements avec des capteurs de position

Quels sont les avantages ?

« Le client a constaté que ses ouvriers passaient 47 pour cent de leur temps à chercher les bons outils. Avec une solution d’IoT industriel, l’ouvrier pourrait être informé que l’outil dont il a besoin se trouve à 10 mètres derrière lui à gauche. » ¹

Dr. Richard Soley, Directeur général chez

Industrial Internet Consortium (IIC)

07

Nouveaux modèles économiques – les produits en tant que service

L’ajout de la technologie à vos produits ouvre de nouveaux canaux de vente : les produits en tant que service. Des capteurs et dispositifs connectés ajoutés aux machines vendues vous permettent de suivre l’intensité d’utilisation d’une machine en temps réel. Vous pouvez donc commencer à louer vos machines et à les facturer en fonction de leur utilisation.08

Remplacement des dépenses d’investissement par des dépenses d’exploitation : Les entreprises qui ne peuvent pas se permettre d’acheter une machine peuvent peut-être en louer une. Les clients qui ne peuvent pas se permettre d’acheter plus d’une machine peuvent peut-être en louer plusieurs.

Vente de résultats et non d’un produit. Par exemple, si une usine a besoin d’air comprimé, elle veut acheter de l’air comprimé, pas la machine qui le produit.

Suivez l’utilisation des actifs qui vous appartiennent pour amortir l’usure d’une machine

Création de sources de revenus prévisibles et constantes

Fourniture aux clients d’une valeur permanente grâce à une assistance continue qui préserve l’état et la performance des actifs

Quels sont les avantages ?

« Rolls-Royce, un fabricant traditionnel de moteurs d’avion, ne se contente plus de vendre des moteurs. À la place, il facture à ses clients l’utilisation de la poussée sur une base horaire. »

(Source : « The Dawn of Digital Industries White Paper » (L’aube des industries numériques), Frost & Sullivan, Août 2018)

Système de systèmes

Pensez plus loin que des données machines

Ne limitez pas votre plate-forme IoT à des

actifs physiques : voyez plus grand Connecter

à vos actifs physiques des systèmes Web

et d'entreprise, comme la planification des

ressources de l'entreprise (ERP) ou la gestion

des relations clients (CRM) vous donne

l'opportunité d'étendre la valeur de l'IoT

au-delà de l'atelier. L’intégration d’autres

systèmes dans votre plate-forme vous

permet de combiner des jeux de données

et de créer de la valeur au-delà des actifs,

de la production et de la performance des

produits. Par exemple, lorsque les systèmes

d'inventaires communiquent avec les lignes

de production et les fournisseurs, vous

pouvez automatiser le réapprovisionnement

et réduire nettement les frais généraux

d'inventaire.

Observez les technologies émergentes

En tirant parti d’une plate-forme IoT ouverte,

vos déploiements IoT peuvent évoluer avec

les progrès technologiques. Les grandes

avancées dans les domaines de l’intelligence

artificielle (IA), de la réalité virtuelle (RV)

et de la réalité augmentée (RA) sont des

voies prometteuses pour renforcer la

puissante de l’IoT. Par exemple, l’intelligence

artificielle stimule l’apprentissage machine

profond. Etant donnée l'énorme quantité de

données créée, l'intelligence artificielle est

bien adaptée pour analyser ces données et

trouver les informations significatives pour

alerter les utilisateurs afin qu'ils agissent.

La réalité virtuelle va augmenter l'efficacité

du prototypage en détectant d'éventuels

problèmes plus tôt dans le processus de

conception, ce qui accélère le temps de

mise sur la marché. La réalité augmentée

va permettre aux ingénieurs de projeter

des données et des connaissances dans

leur environnement réel. Par exemple, en

tenant une tablette devant une machine, on

pourrait faire apparaître un diagramme en

temps réel des composants internes et du

câblage de la machine.

Une fois qu’une base IoT solide est en place, vous pouvez apporter une valeur ajoutée en continuant à développer votre déploiement. L’intégration de systèmes d’entreprise et de technologies émergentes sont deux manières spécifiques d’augmenter la valeur ajoutée de votre mise en œuvre de l’IoT.

Etendre les résultats de l’IoT

ConclusionLa mise en œuvre de l’IoT n’est

désormais plus une innovation dans la

courbe de maturité des produits. Les

risques associés à la numérisation ayant

considérablement diminué, le nombre

d’entreprises désireuses de franchir

le pas a augmenté. Agir maintenant

permet de jeter les bases d'une valeur

commerciale stratégique avant que

l'adoption précoce de l'IoT ne gagne la

majorité.

L’utilisation de l’IoT pour la fabrication

optimisera votre production. “Les

dirigeants qui mettent en œuvre des

cas d’utilisation de l’IoT pour les lignes

de fabrication cherchent à améliorer la

visibilité et le contrôle des opérations.

Ceci peut conduire à modifier les cycles

de production plus tôt, détecter et éviter

les problèmes émergents et automatiser

la production de produits fortement

personnalisés” (Source : Forrester,

Internet-of-Things Heat Map 2018).

De nombreuses organisations qui

abordent l'IoT industriel ont besoin d'aide

pour garantir une valeur à long terme

et pour mettre en oeuvre efficacement

les applications de l'IoT. Siemens offre

une expertise tant dans le secteur

industriel que dans l'informatique,

et dispose d’une grande expérience

dans le développement de solutions

d’automatisation numériques. En sa

qualité de leader, Siemens peut aider les

fabricants de machines à planifier et à

déployer avec assurance des solutions

IoT qui apporteront une plus-value à leur

entreprise.

Pour en savoir plus sur l’IoT, visitez les

sites suivants :

www.siemens.com/mindsphere

Références :

1. https://www.wired.com/wiredinsider/2018/07/industrial-iot-how-connected-things-are-changing-manufacturing