Technologies pour une efficacité accrue dans la production

Avec FabOS, un système d'exploitation ouvert, distribué, en temps réel et sécurisé est créé pour l'ensemble de l'usine. © Université de Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA, Photo : Rainer Bez, Heike Quosdorf

La tente de salle blanche DryClean-CAPE® ne crée pas seulement un environnement de production propre, mais aussi un environnement avec une humidité de l'air très faible. © Fraunhofer IPA

«DesignChain» est la digitalisation et l'automatisation continues du traitement technique des commandes — de la commande au produit fini. © Fraunhofer IPA/Photo : Rainer Bez

Quelle que soit la nouvelle technologie qui doit être utilisée dans une entreprise – la transformation ne sera réussie que si elle a été planifiée stratégiquement et mise en œuvre organisationnellement au préalable. © Fraunhofer IPA/Photo : Rainer Bez

La Hannover Messe s'intéresse, du 17 au 21 avril, aux technologies pour une industrie neutre en carbone et connectée. Parce que la digitalisation de la production augmente l'efficacité dans de nombreux domaines et que l'efficacité est la clé d'une plus grande durabilité, le Fraunhofer IPA présente des technologies permettant d'économiser de l'énergie et des ressources.

Changement climatique, pénurie d'énergie, ruptures dans les chaînes d'approvisionnement, pénurie de compétences : l'industrie fait face à d'énormes défis. Sous le thème principal « Transformation industrielle – Faire la différence », la Hannover Messe du 17 au 21 avril présente des technologies pour une industrie connectée et neutre en carbone. Dans le hall 16, stand A12, la société Fraunhofer expose sur plus de 900 mètres carrés de nombreuses technologies contribuant à une création de valeur durable.

Le Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA n'est pas seulement présent sur le stand commun de la société Fraunhofer avec des expositions, mais aussi sur le stand de l'Allianz Industrie 4.0 dans le hall 15, stand A06, ainsi que sur le stand du projet de recherche « FabOS » dans le hall 15, stand H07. Voici un aperçu de ce qui y est présenté :

Tout en tant que service : les fabricants deviennent des prestataires de services

Il n'est pas nécessaire d'acheter des machines pour pouvoir les utiliser. Elles peuvent tout aussi bien rester la propriété du fabricant, et l'utilisateur paie soit un montant forfaitaire mensuel pour l'utilisation, soit une facturation basée sur le nombre d'unités produites. Les entreprises n'auraient plus besoin d'investir des sommes énormes dans des moyens de production, mais pourraient commencer la fabrication immédiatement. Et les fabricants de machines auraient tout intérêt à maintenir leurs machines en état de fonctionnement aussi longtemps que possible.

Ces modèles commerciaux innovants reposent sur un échange continu de données au-delà des frontières de l'entreprise. Ainsi, les fabricants deviennent non seulement des prestataires de services, mais tous les processus dans une usine peuvent être considérés comme des services individuels : Tout en tant que service (XaaS). Les conditions nécessaires pour que ces modèles commerciaux basés sur les données soient économiquement et techniquement réalisables sont clarifiées par des experts du Fraunhofer IPA en collaboration avec l'industrie dans le cadre du grand projet de recherche « X-Forge ». Lors de la Hannover Messe, les représentants des partenaires du consortium présenteront en détail les quatre projets X-Forge et exposeront les résultats actuels de la recherche et des projets.

Le XaaS est présenté sur le stand de l'Allianz Industrie 4.0 : Hall 15, stand A06.

Projet de recherche « PAIRS » : détecter précocement les crises et renforcer la résilience

Si les entreprises ne réagissent à une crise que lorsque ses effets sont déjà perceptibles, il est trop tard. Il serait préférable de prendre dès à présent les mesures appropriées, avant qu'une matière première essentielle ne soit livrée en retard ou pas du tout. C'est précisément ce que souhaitent permettre des chercheurs du département de la planification de l'usine et de la gestion de la production du Fraunhofer IPA. Dans le cadre du projet de recherche « Privacy-Aware, intelligent and Resilient Crisis Management » (PAIRS), ils développent une plateforme de gestion de crise qui identifie les perturbations dès leur apparition et fournit des recommandations d'action basées sur les données.

Pour cela, une intelligence artificielle (IA) analyse d'une part des données accessibles au public : où la circulation est-elle bloquée ? Quels ports sont congestionnés ? Où menace-t-il des intempéries ? Des tremblements de terre, éruptions volcaniques ou autres catastrophes naturelles ont-elles eu lieu ? Comment évoluent les prix de certaines matières premières à la bourse ? D'autre part, l'IA utilise des indicateurs d'entreprise, comme la fiabilité des délais de livraison d'un fournisseur donné. Dès que l'IA conclut que des perturbations dans la chaîne d'approvisionnement sont à prévoir, les algorithmes peuvent proposer des mesures appropriées, comme changer de fournisseur ou commander une matière première comparable. Cela augmente la résilience d'une entreprise.

À partir de modules déjà complétés de la plateforme PAIRS, l'équipe de recherche donne un aperçu de ses travaux à la Hannover Messe. Le démonstrateur est visible sur le stand commun de la société Fraunhofer : Hall 16, stand A12.

DesignChain : numérisation et automatisation du traitement des commandes

L'industrie doit produire des produits personnalisés à moindre coût et dans des délais toujours plus courts. Pour rester compétitive dans un contexte mondial, la « DesignChain » est recommandée, c'est-à-dire la digitalisation et l'automatisation continues du traitement technique des commandes – de la commande au produit fini.

Un groupe de recherche autour de Timo Denner, du département de la planification de l'usine et de la gestion de la production du Fraunhofer IPA, montre comment cela fonctionne précisément. Les visiteurs de la foire peuvent configurer un produit personnalisé sur leur stand, qui sera ensuite généré en modèle CAD, simulé pour la fabrication, puis produit sur une imprimante 3D.

DesignChain est présent sur le stand commun de la société Fraunhofer : Hall 16, stand A12.

DryClean-CAPE® : La cabine de nettoyage à sec mobile

En période de produits personnalisés, de faibles lots, d'une diversité croissante de variantes et de processus ou environnements de production nécessitant une rapidité accrue pour réaliser des conditions contrôlées de propreté et d'humidité, les salles blanches stationnaires ne sont souvent pas la solution la plus efficace en termes d'investissement, de coûts d'exploitation et de délai de mise en service. Une équipe de recherche dirigée par Udo Gommel, chef du département Reinst- und Mikroproduktion du Fraunhofer IPA, a ainsi développé le système de salle blanche mobile CAPE® (Clean And Protective Environment), qui réalise une pureté d'air selon les classes ISO 1 à 9. Tout comme une tente de camping, le CAPE® peut être monté et mis en service en environ une demi-heure.

Au cours des dernières années, les chercheurs ont étendu la famille de produits CAPE®. La dernière nouveauté est le DryClean-CAPE®, qui crée non seulement un environnement de production pur, mais aussi une atmosphère à très faible humidité, par exemple un point de rosée de -50°C. Ce facteur joue un rôle crucial dans la fabrication de cellules de batteries, l'industrie automobile, mais aussi dans l'aérospatiale, pour la qualité du produit.

Le DryClean-CAPE® est visible sur le stand commun de la société Fraunhofer : Hall 16, stand A12.

FabOS : Le système d'exploitation pour toute l'usine

Le paysage informatique dans la production se compose souvent de systèmes de différents fournisseurs, ce qui complique leur gestion. Une solution serait un système d'exploitation pour la production, actuellement en cours de développement par des chercheurs du Fraunhofer IPA en collaboration avec 23 autres instituts de recherche, universités et entreprises. Il s'appelle FabOS et sera une plateforme, semblable aux systèmes d'exploitation pour ordinateurs ou smartphones, pour machines, infrastructures et services d'IA.

Lors de la Hannover Messe, les partenaires du projet présenteront onze expositions illustrant différents aspects du système d'exploitation ouvert, distribué, en temps réel et sécurisé, FabOS. Par exemple, Felix Spenrath du département Robotique et systèmes d'assistance du Fraunhofer IPA montrera un robot capable de reconnaître automatiquement des pièces métalliques et de les saisir dans une caisse. Les méthodes d'IA utilisées sont entraînées via une simulation, évitant ainsi toute configuration manuelle par un expert. De plus, l'exposition inclut une technologie du partenaire du projet, Compaile, qui compare et identifie les pièces stockées sans tri, lors de l'alimentation d'une nouvelle caisse avec des plans de fabrication intégrés. Le système n'a pas besoin d'être entraîné pour chaque nouvelle pièce. Enfin, un robot saisit les pièces et les dépose dans la position correcte.

FabOS dispose de son propre stand : Hall 15, stand H07.

Excellence en affaires technologiques : une bonne planification, c'est déjà la moitié du succès

Que ce soit un nouveau modèle commercial, un système d'exploitation pour la production ou une digitalisation et automatisation continues du traitement technique des commandes : toute nouvelle technologie déployée dans une entreprise ne sera couronnée de succès que si elle a été planifiée stratégiquement et mise en œuvre organisationnellement. Une équipe de recherche dirigée par Oliver Schöllhammer, du département Stratégie et développement d'entreprise du Fraunhofer IPA, accompagne volontiers dans la recherche de la stratégie appropriée et de la structure organisationnelle la plus performante.

Lors de la Hannover Messe, l'équipe présentera ses projets dans le domaine du développement et de l'innovation de modèles commerciaux : Hall 16, stand A12.