Industrie 4.0 … enfin parlons plutôt de 3.X !

L’industrie 4.0 est devenue une évidence pour tout le monde… mais il faut savoir raison garder !

Le terme Industrie 4.0 a été introduit pour la première fois pendant la Hanover Fair en 2011 (Wahlster, 2012). Il vient d'une initiative lancée par le German Federal Government dans le cadre de sa stratégie globale High-Tech. Une introduction aux concepts de l'industrie 4.0 peut être trouvée dans Lasi et al. (2014).

Pour mémoire, la première révolution industrielle traduit l’automatisation de la production grâce à la vapeur et l'eau (Industrie 1.0) ; pour la seconde, l'électrification (2.0) est arrivée, et enfin, plus récemment, la troisième a vu l’avènement de l'ordinateur numérique (3.0). Toutes ces révolutions étaient liées à des inventions fondées sur des découvertes scientifiques de rupture (Watt, Tesla, von Neuman) ouvrant de nouvelles industries.

Notez que même d’autres inventions révolutionnaires, telles que la télécommunication sans fil de Marconi (prix Nobel de 1909) qui est à la base de la communication mondiale actuelle, ainsi que des possibilités variées pour le contrôle de la chaîne d'approvisionnement dans la production moderne ne sont pas considérées comme des « révolutions » pour l'industrie.

Ainsi, le concept Industrie 4.0 n'est pas lié à une révolution technique suite à une découverte scientifique de rupture !

En effet, les principaux outils nécessaires à cette mise en œuvre de l’industrie 4.0 existent déjà depuis longtemps : capteurs, automates, big data, Internet des objets, cloud computing, imprimante 3D. Plus qu’une révolution technologique, l’industrie 4.0 représente plutôt une réorganisation complète du mode de production avec les outils modernes donnant un plus grand poids au réseau.

Cette nouvelle génération d’usines a pour objectif de relancer le dynamisme de l’industrie européenne via plusieurs actions : modernisation de la production, augmentation de la compétitivité, flexibilité par rapport à la demande, positionnement face aux enjeux de la mondialisation…

  Si ce n’est pas une révolution, alors pourquoi est-ce LE sujet aujourd’hui ?

Toute entreprise aujourd’hui se doit de communiquer sur le digital. Selon des études récentes, plusieurs centaines de milliards d’investissements 4.0 sont lancés chaque année dans le monde. Les entreprises espèrent des retours sur investissement en moins de 2 ans en générant plusieurs points de revenus supplémentaires tout en réduisant leurs coûts, selon les études de 2 à 4%. Dans ce contexte les principaux acteurs misent sur ce marché à fort potentiel et font la guerre des plateformes pour l’usine du futur : Siemens avec MindSphere, GE avec Predix, Bosch avec IoT Bosch Suite, ABB avec ABB Ability, etc.

Aujourd’hui les global players comme Siemens, Bosch, SAP, Deutsche Telekom se sont donc positionnés, ont conclu des alliances et déclinent des offres Industrie 4.0 tout en développant des démonstrateurs (Kohler C&C, 2015). Les pays n’hésitent pas à suivre ce mouvement car ils y voient une opportunité pour insuffler une nouvelle dynamique dans leurs pays, leurs régions, leurs villes. De plus, la fertilité technologique avec une grande capacité computationnelle et les nouvelles générations de plus en plus « branchées », sont les ingrédients clés pour favoriser cette transition digitale depuis la bulle internet.

De notre point de vue, l’Industrie 4.0 sera d’abord une usine du rattrapage : le « pick and place » permet aux machines japonaises depuis plusieurs décennies de charger et décharger en cycle les machines automatiques. Il en va de même pour les chariots robotisés de manutention assurant le transport des semi-produits, de poste à poste, sur des itinéraires de moins en moins prédéfinis. Ils n’avaient jusqu’à présent jamais convaincus les industriels français alors qu’ils fonctionnent à la satisfaction de tous au même Japon depuis plus de 20 ans. Ce rattrapage réalisé, l’usine aura déjà un « look » plus actuel Quant à ce qu'il en sera dans le futur, vraisemblablement une extension des percées actuelles dans plus de domaines industriels et davantage d’opportunités.

En conséquence, appeler l’Industrie 4.0 une « révolution » représente une incohérence avec les trois premières révolutions, car il s'agit simplement d'une évolution naturelle de la production intégrée par ordinateur (computer-integrated manufacturing (CIM)), et elle se matérialise plutôt par de petites étapes que l'on pourrait éventuellement appeler V.3.1, V.3.2, etc.

L'évolution de l'industrie (adapted from Schrauf et Berttram, 2016)



L’Industrie V.3.x, la « numérisation avancée », concernera les entreprises qui s'orientent vers le client via le commerce électronique, le marketing numérique, les médias sociaux et l'expérience client. En fin de compte, pratiquement tous les aspects de l'entreprise seront transformés par l'intégration verticale de la R&D, de la production, du marketing et des ventes et d'autres opérations internes, ainsi que de nouveaux « business models » fondés sur ces progrès. En effet, nous évoluons vers l'écosystème numérique complet.

  Mais la réalité est un peu plus compliquée 

Une étude de la DZ Bank (échantillon de 1000 entreprises ayant un chiffre d’affaires compris entre 0,5 M€ et 125 M€) publiée en 2014 montrait que 35% des entreprises du Mittelstand pensaient que la numérisation était peu pertinente par rapport à leur chaîne de valeur et 14% supplémentaires, qu’elle jouait un rôle faible.

Comment s’explique cette situation ?

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    Des barrières culturelles et psychologiques : ci-dessous, les nombreuses sources d’incertitude pour les chefs d’entreprise qui sont autant de freins pour l’introduction de l’Industrie 4.0 :
Barrières culturelles et psychologiques

Les freins perçus par les chefs d'entreprise dans le déploiement de l’Industrie 4.0 (Kagermann et al., 2013)

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    Les ressources financières peuvent manquer aux entreprises pour mettre en œuvre l’industrie numérisée;
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    Côté management, on note un manque de vision digitale globale. Les dirigeants ont du mal à percevoir le potentiel d'industrie numérisée et le ROI associé;
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    La majorité des entreprises se trouvent aujourd'hui dépassées par la complexité du thème « digital » et l’ensemble des implications dans l’entreprise;
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    La cybersécurité : pour l’académie allemande des technologies (Acatech), il n’y a pas de déficience des solutions de sécurité, seulement celles qui existent ne sont pas utilisées systématiquement. Bien que les menaces soient réelles dans l’application : infection des équipements avec un logiciel malveillant via les réseaux de bureaux, insertion de logiciel malveillant par clé USB ou par du matériel externe, accès illicite par un réseau de télémaintenance, sabotage délibéré ou comportement erroné, incitation à révéler des données personnelles notamment des mots de passe par l’hameçonnage (emails frauduleux, phishing) et par le « social engineering » (des criminels prennent une fausse identité, par exemple dans un email où ils peuvent se présenter comme le fisc ou un interlocuteur des ressources humaines).

Bien que les techniques propres des systèmes de production Lean ne soient pas encore en place dans tous les ateliers des sites de production, la « Smart Factory » avec le très prometteur label allemand "Industrie 4.0" fait déjà son show.

3.X
Industrie

Alors que le système de production Toyota (TPS) a montré être le système de production le plus performant, l'industrie 4.0 est encore en phase de cadrage avec l'objectif ambitieux de devenir un système de cyber-production. Les connaissances partielles et parfois limitées sur les systèmes de production Lean conduisent à des idées déformées selon lesquelles les deux approches seraient incompatibles.

La mise en place d’une digitalisation féroce sans un management du « juste nécessaire » dans une logique de conduite du changement mènerait à des gaspillages dans l’industrie d’aujourd’hui, où l’homme-machine continue à cohabiter et le fera dans la prochaine décennie. Certainement, l’industrie numérisée rendra le système de production plus flexible, cependant il n’est pas certain qu’il sera plus rapide, plus lisse, plus stable et plus précis. L’Industrie 3.X en soi se matérialisera de toute façon, avec ou sans cette initiative politico-économique. En fait, la numérisation dans l'industrie a commencé depuis longtemps et est toujours en cours. 

Certes, c'est la connexion, la disponibilité et le traitement des données qui feront la différence dans le futur. Les esprits critiques pourraient donc même dire que l'industrie 3.X est une prophétie auto-réalisatrice dans une certaine mesure et ne répondra pas aux grandes attentes qu'elle soulève.


Nous verrons dans une prochaine publication les différents types de technologies proposées par, soyons indulgents, le « 4.0 » et une brève définition du TPM.

Sources :

Kagermann, H., Wahlster, W., & Helbig, J. (2013) Recommendations for implementing the strategic initiative Industrie 4.0 – Final report of the Industrie 4.0 Working Group. Frankfurt am Main: Communication Promoters Group of the Industry-Science Research Alliance, acatech.

Kohler C&C (2015). Industrie 4.0 : quelles stratégies numériques ? 1–67.

Lasi, H., Fettke, P., Kemper, H.-G., Feld, T., and Hoffman, M. n, “Industry 4.0,” Business & Information Systems Engineering, vol. 6, no. 4, p.239, 2014.

Nelles, J., Kuz, S., Mertens, A., and Schlick, C. M., “Human-centered design of assistance systems for production planning and control: The role of the human in industry 4.0,” in Industrial Technology (ICIT), 2016 IEEE International Conference on, pp. 2099–2104, IEEE, 2016.

Schrauf, S., Berttram, P. (2016). How digitization makes the supply chain more efficient, agile, and customer-focused.

Wahlster, W., “From industry 1.0 to industry 4.0: Towards the 4th industrial revolution,” in Forum Business meets Research, 2012.