Intégration de données dans l'usine transparente

Interreg Factory 4.0

 

Un aspect important du démonstrateur du Smart & Digital Factory Application Lab à Courtrai est l'intégration de données. Connecter les différents éléments des systèmes de production est l'une des six compétences d'une usine intelligente et agile.

Six compétences 

Nous examinerons les six compétences en détail :

1. Maîtriser la complexité

Les entreprises manufacturières sont toujours plus fréquemment confrontées à une demande croissante de flexibilité et d'agilité. Les systèmes de production doivent pouvoir faire face à une complexité de plus en plus grande. Une complexité croissante signifie non seulement que les produits et les processus de production ont gagné en complexité (notamment plus de variantes de produits, produits plus difficiles à réaliser), mais aussi que le contexte commercial devient de plus en plus incertain et imprévisible. Les marchés de produits de masse sont devenus des marchés hautement concurrentiels et axés sur la clientèle, où l'entreprise n'est plus seulement motivée par l'amélioration de l'efficacité, mais où les innovations de produits se succèdent rapidement pour des clients exigeants et parfois versatiles. Être capable de faire face à la complexité, à l'incertitude et à l'imprévisibilité devient une compétence de plus en plus importante.

2. Accompagner les opérateurs dans leur tâche

Dans un tel contexte, nous constatons qu'en plus des compétences inhérentes aux machines (vitesse, précision et constance), les compétences humaines (créativité, aptitude à résoudre des problèmes et polyvalence) deviennent de plus en plus essentielles. La refonte du contenu des tâches d' « Operator 4.0 » représente un défi majeur dans la transformation d'organisations complexes. La technologie permet de développer de nouvelles formes de travail et de nouvelles méthodes de collaboration, ainsi que d'élaborer de nouveaux scénarios d'interaction. Le déploiement de cobots ou d'exosquelettes permet d'alléger la charge physique tout en offrant une qualité plus constante et une productivité accrue.  

3. Permettre d’atteindre un niveau de qualité dès le premier essai (first-time-right)

Les systèmes d'aide cognitive tels que les systèmes de prélèvement par signal lumineux (pick-to-light), les instructions de travail numériques et la réalité augmentée (RA) peuvent également générer une situation gagnant-gagnant, notamment en associant la réduction de la charge cognitive et l'optimisation de la qualité et de la productivité.

4. Augmenter la vitesse et l'agilité

Le quick reponse manufacturing (QRM) est une piste intéressante pour améliorer la vitesse et l'agilité d'une organisation, tant dans les ateliers que dans les bureaux (Q-ROC). Un principe important à cet égard est la création d'équipes autogérées ou auto-organisées qui se voient confier des tâches plus vastes et assument elles-mêmes davantage de tâches de contrôle. Cela permet à une organisation complexe nécessitant des systèmes de contrôle compliqués pour piloter et coordonner un grand nombre de tâches simples dans de nombreux lieux de travail différents, d’évoluer vers une organisation relativement simple ayant relativement peu de tâches (mais plus vastes et plus complexes) à coordonner.

5. Créer de la transparence

« Don’t move information to authority, move authority to information », telle est la devise d'une organisation transparente. Des tableaux de bord sur mesure transmettent la bonne quantité d'informations, au bon moment, au bon endroit et au bon moment aux opérateurs sur le lieu de travail. Il en va de même pour le responsable de production, l'ingénieur de procédés, le technicien de maintenance, le collaborateur logistique et le responsable qualité. Ces tableaux de bord permettent aux utilisateurs de prendre les décisions et les mesures qui s’imposent en fonction des informations les plus actuelles et les plus exactes.

6. Systèmes de production connectés

Pour créer de tels tableaux de bord, il est nécessaire de disposer de données en temps réel. Pour cela, l'usine doit être numérisée afin que les différents systèmes de production puissent communiquer entre eux et permettre une production plus fluide.

L'usine numérique

Dans l'usine numérique, de plus en plus d’« actifs » sont numériques et connectés. Par « actifs », nous entendons les produits, les équipements, les automates programmables industriels (PLC), les machines, les lignes de production, voire des départements et des usines interconnectés.

Dans le cas du démonstrateur de Sirris, différents actifs sont connectés : des bacs de composants équipés de tags RFID, des lecteurs RFID, des robots, des tableaux de bord opérateurs, des VGA, des HIM (Human Interface Mate d'Arkite, qui fournit une assistance à l'assemblage), des bases de données pour les instructions de travail et les listes de pièces consultées.

Pour l'intégration des différents actifs, trois technologies sont mises en œuvre : Thingworx, Node-Red et MQTT. 

À l'aide de la plate-forme IoT Thingworx les données sont agrégées à partir de différentes sources. Ainsi, les tableaux de bord ont été conçus en fonction des besoins de l'opérateur. Ces tableaux de bord ont un aspect uniforme qui se reflète dans chaque poste de travail. Cela permet aux employés de travailler plus rapidement et de manière multifonctionnelle sur différents postes de travail.

Node-Red est un environnement de programmation open source qui permet de définir des flux de données en toute simplicité, par glisser-déposer. De cette façon, les données provenant d'une grande variété de sources de données (appareils, machines, bases de données, tweets, e-mails, URL,...) peuvent être combinées.Une grande bibliothèque de nœuds (nodes) prédéfinis rend l'écriture de code presque superflue.

MQTT est un protocole de connectivité de machine à machine (M2M) IoT. Il s'agit d'un exemple de protocole de communication de publication/abonnement (publish/subscribe). Les rapports sont caractérisés par un « sujet » (topic) et un « contenu » (content). Le « courtier » (broker) du MQTT s'assure qu'un « client » qui souscrit à un « sujet » spécifique ne reçoit que ce type de notifications. Cela facilite la création d'applications car l'application client peut interagir avec différents types de sources de données d'une manière très simple et cohérente.

Cependant, les trois technologies IoT précitées (Thingworx, Node-Red et MQTT) ne sont que rarement déployées dans les environnements industriels. Toutefois, elles témoignent d’une tendance qui gagnera en importance au cours des prochaines années. La rapidité et l’agilité avec lesquelles de nouvelles applications peuvent être développées, sont les principaux avantages de ces plates-formes IoT industrielles. 

Ce blog est publié dans le cadre du projet Interreg Factory 4.0.