La conception d'une production durable pour l'avenir

© Fraunhofer IPA

Numérique, lean et centré sur l'humain : dix lignes directrices pour la conception de systèmes de production adaptés à l'avenir ont été élaborées par des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la technologie de la production et l'automatisation IPA dans l'étude « Systèmes de production holistiques 4.0 ». Leurs exigences pratiques concernant la conception de méthodes et d'outils offrent un cadre d'action concret pour les gestionnaires et les exploitants d'usines.

La digitalisation transforme la production. Elle marque une coupure sous le mot-clé Industrie 4.0. Quel rôle jouent l'humain et la production lean dans la conception de systèmes de production intégrant les nouvelles technologies Industrie 4.0 ? Quelles exigences sont posées à la conception et comment la transformation numérique influence-t-elle les différents niveaux des systèmes de production holistiques ? De nombreuses questions ont été posées à des experts du secteur dans l'étude réalisée par l'IPA de Fraunhofer.

Avec Lean et Industrie 4.0 vers la flexibilité et la capacité d'adaptation

Une chose est claire dans l'étude du Fraunhofer : la transformation numérique ne remet pas en question les principes fondamentaux des Systèmes de Production Holistiques (SPH). « Le cadre méthodologique spécifique à l'entreprise, qui sert à orienter en permanence tous les processus de l'entreprise en fonction du client, reste valable — d'autant plus que les Systèmes de Production Holistiques sont établis comme norme industrielle en Allemagne », résume Simon Schumacher, chef de projet du Future Work Lab et principal auteur de l'étude. Les méthodes de la production lean continueront donc à définir les processus dans les usines. Cependant, elles évoluent constamment en lien avec une digitalisation et une connectivité accrues. L'objectif de ce changement est de rendre la production plus flexible. Une entreprise doit pouvoir répondre rapidement aux souhaits de ses clients, même très spécifiques. Industrie 4.0 permet même de fabriquer des pièces uniques au prix de produits de masse. Cela est facilité par le fait que la chaîne de montage ne sera plus l’unique référence. Dans l'usine du futur, la production en ligne traditionnelle avec bande et cadence pourra être démantelée — tout en réduisant les coûts.

Gestion coopérative des données

Ce succès n'est possible qu'avec une bonne gestion des données. Il doit être garanti que toutes les données de chaque machine et chaque processus soient toujours disponibles. Plus encore : à l'avenir, il ne suffira pas d'optimiser ses propres processus de production. Une entreprise doit aussi regarder au-delà de ses frontières et intégrer les données de ses clients et fournisseurs dans ses processus. Schumacher parle de « processus de bout en bout sans rupture de système ». La connectivité va donc bien au-delà de son propre parc de machines.

Boîte à outils et cas d'utilisation

Tout cela augmente considérablement la complexité de la production. Pour maîtriser ces processus, des aides pour l'ingénierie industrielle sont nécessaires. C'est une conclusion importante de l'étude. Il faut une boîte à outils. Une boîte à outils doit permettre de résoudre les problèmes selon des procédures standardisées. Lors de chaque modification de processus ou de machine, la boîte à outils structurée fournit des indications sur ce qu'il faut faire. Condition : elle doit être facile à manipuler et aussi intuitive que possible. La boîte à outils devrait également inclure des exemples d'application, appelés cas d'utilisation. Le groupe de recherche sur les méthodes de mise en œuvre pour la production numérique souhaite créer au cours de l'été un groupe de travail industriel « Systèmes de production holistiques 4.0 », dans lequel la mise en place d'une telle boîte à outils sera pratiquement réalisée avec des experts en ingénierie industrielle.

Étude en deux étapes

L'étude fait partie des travaux de recherche du Future Work Lab et repose sur une enquête en deux étapes. La première partie de l'enquête, un sondage en ligne, a impliqué 73 experts. Sept hypothèses générales issues de la recherche ont été vérifiées dans la pratique.

Dans la seconde partie, l'équipe de projet a réalisé 18 entretiens approfondis avec des professionnels d'entreprises de production. « Notre étude donne un aperçu de l'état actuel de la conception des systèmes de production des principales entreprises allemandes du secteur automobile ainsi que de la construction de machines et d'équipements. Nos hypothèses issues de la recherche ont été largement confirmées par l'industrie. De plus, les entreprises rapportent qu'en combinant Industrie 4.0 et les Systèmes de Production Holistiques, elles peuvent réaliser des améliorations annuelles à deux chiffres en pourcentage », explique Schumacher.

Des activités de recherche supplémentaires sur le travail de production du futur sont recueillies au sein du Fraunhofer IPA dans le nouveau thème directeur et d'avenir « Technologies pour la production centrée sur l'humain », que coordonne Simon Schumacher pour l'IPA.

Remarque sur le financement

Cette étude fait partie du projet de recherche « Future Work Lab ». Le Future Work Lab est soutenu en tant que mesure pilote par le biais de fonds du ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche (BMBF) dans le cadre du programme « Innovations pour la production, les services et le travail de demain », ligne de programme « Avenir du travail » et est géré par le prestataire de services Karlsruhe (PTKA).