La mise en place d'usines intelligentes et d'ateliers numériques est désormais essentielle pour améliorer l'efficacité de la production, optimiser l'allocation des ressources et renforcer la compétitivité sur le marché. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de mettre en œuvre de manière globale des technologies de pointe, d'optimiser les processus de gestion et d'assurer une intégration efficace des différents systèmes.
Étapes clés et stratégies pour la mise en place d'usines intelligentes et d'ateliers numériques
1. Modélisation et simulation numériques
La modélisation numérique permet de simuler les flux de processus et les agencements, de réaliser des simulations virtuelles, d'optimiser la conception des chaînes de production, de réduire les risques et les coûts liés à la construction proprement dite, et d'assurer une gestion numérique de l'ensemble du processus, de la planification à la production en passant par l'exploitation.
2. Intégration des systèmes d'information
Les « usines intelligentes » s'appuient sur l'utilisation coordonnée de systèmes d'information, notamment les ERP (Enterprise Resource Planning), les MES (Manufacturing Execution System), les SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) et les WMS (Warehouse Management System). Ces systèmes fonctionnent de concert pour transmettre et intégrer automatiquement, en temps réel et avec précision les données, de la R&D à la production, de la chaîne d'approvisionnement aux clients, améliorant ainsi l'efficacité de la production et la qualité des produits.
3. Utilisation de l'automatisation et des équipements intelligents
Intégrer des machines-outils à commande numérique haut de gamme, des robots industriels, des capteurs intelligents et des passerelles d'edge computing, afin de mettre en place l'automatisation et l'intelligence dans le processus de production. L'interconnectivité et le haut degré d'intégration de ces dispositifs améliorent l'efficacité de la production, réduisent les erreurs humaines et permettent la surveillance et l'optimisation en temps réel du processus de production.
4. Collecte et analyse des données
Mettre en place un système complet de collecte et d'analyse des données. Zongheng Intelli-Control assure la connexion entre les équipements traditionnels et les systèmes d'information grâce à des passerelles d'edge computing et des terminaux d'acquisition de données, afin d'obtenir en temps réel des informations sur l'avancement de la production, l'état des équipements et les données de contrôle qualité. L'analyse de ces données permet d'identifier les goulots d'étranglement et les problèmes de production, ce qui facilite les ajustements et les optimisations en temps opportun afin d'améliorer l'efficacité de la production et la qualité des produits.
Par exemple, dans un certain atelier de production automobile, on trouve de nombreux types d’équipements répartis sur une vaste zone, générant un volume considérable de données. Le modèle traditionnel de traitement centralisé des données peine à répondre aux exigences de temps réel et d’efficacité. C'est pourquoi la passerelle d'edge computing fournie par Zongheng Intelligent Control a été mise en place. Elle sert à la collecte, à l'analyse et à la surveillance des données au niveau local, ce qui permet d'améliorer l'efficacité de la production et d'optimiser la gestion de l'état des équipements.
Mettre en œuvre le processus
(1) Mise en réseau des équipements et collecte de données : divers équipements de production (tels que les presses à estamper, les machines à souder, les équipements de peinture, etc.) sont connecté à la passerelle d'edge computing via un réseau industriel protocoles (tels que Modbus, OPC UA, etc.). La passerelle recueille en temps réel l'état de fonctionnement des équipements, les données de production et les données de consommation d'énergie.
(2) Informatique en périphérie et traitement des données : les passerelles d’informatique en périphérie traitent localement les données collectées, notamment en effectuant une analyse en temps réel des anomalies et en optimisant les paramètres de fonctionnement des appareils, ce qui réduit la dépendance vis-à-vis du cloud. Les données importantes sont synchronisées et transmises à la plateforme de gestion centrale en vue d’une analyse plus approfondie et de la prise de décision.
(3) Fonction de surveillance et d'alarme : la passerelle permet l'affichage en temps réel des données de production via une interface visuelle intégrée. En cas d'anomalie au niveau des équipements (telle qu'une surchauffe ou une défaillance opérationnelle), le système peut déclencher automatiquement une alarme et enregistrer l'événement afin d'alerter le personnel de maintenance pour qu'il intervienne rapidement.
5. Architecture réseau et sécurité de l'information
En recourant à des technologies réseau de pointe telles que la 5G et l'Ethernet industriel, mettre en place une architecture réseau interconnectée au sein de l'usine afin d'assurer une collaboration et une intégration efficaces entre les différents processus. Mettre en place un système de gestion de la sécurité de l'information industrielle ainsi qu'un cadre de protection technique afin d'assurer la protection du réseau et les capacités de réaction en cas d'urgence, garantissant ainsi la sécurité du processus de production.
6. Application de la technologie du jumeau numérique
La technologie du jumeau numérique permet de créer des répliques numériques d'entités physiques afin de surveiller, simuler et optimiser les processus de production en temps réel, ce qui améliore l'efficacité de la gestion, de la planification et du contrôle de l'atelier, et favorise l'amélioration continue et l'optimisation du processus de production.
7. Formation du personnel et changement organisationnel
Dans le cadre de la mise en place d'usines intelligentes et d'ateliers numériques, les employés suivent des formations leur permettant de maîtriser l'utilisation des nouvelles technologies et des nouveaux outils, ce qui améliore leurs compétences globales et facilite leur adaptation aux nouveaux modèles de production. Les structures organisationnelles sont également optimisées afin de favoriser la collaboration entre les services, garantissant ainsi la mise en œuvre et le fonctionnement efficaces des nouveaux systèmes.
8. Amélioration et optimisation continues
La mise en place d'usines intelligentes et d'ateliers numériques ne se fait pas du jour au lendemain ; il est nécessaire de tirer continuellement les leçons de l'expérience acquise sur le terrain et de procéder à une amélioration et à une optimisation constantes. En évaluant régulièrement les performances du système, en identifiant ses lacunes et en procédant à des ajustements en temps opportun, nous veillons à ce que le système réponde en permanence aux besoins de développement de l'entreprise.
Analyse de cas : la transformation numérique d'une entreprise manufacturière (Plus de cas)
À titre d'exemple, une usine de cigarettes impose des exigences strictes en matière de qualité des produits, ainsi que la détection en temps réel et contrôle de la qualité des emballages Les contrôles effectués pendant la production revêtent une importance capitale pour garantir le taux de conformité des produits. Cependant, les méthodes de détection hors ligne traditionnelles peinent à s'adapter au rythme de production rapide et aux normes de qualité élevées. C'est pourquoi l'entreprise a adopté les solutions de ZongHengZhiKong, ce qui lui a permis de passer d'un mode de production traditionnel à un atelier numérique.
Mettre en œuvre le processus
(1) Mise en place d'équipements d'inspection en ligne intelligents : des équipements d'inspection en ligne sont installés sur la chaîne de production afin de contrôler en temps réel la qualité esthétique, les dimensions et l'intégrité de l'emballage des produits conditionnés en rouleaux. Ces appareils sont équipés de caméras haute définition et de capteurs permettant une inspection complète.
(2) Collecte et analyse des données : l'équipement de contrôle transmet en temps réel les données de contrôle qualité à un serveur local via une passerelle d'edge computing. La passerelle d'edge computing classe, filtre et effectue une analyse préliminaire des données. Lorsqu'un produit non conforme est détecté, le mécanisme de rejet est immédiatement déclenché.
(3) Plateforme de gestion intégrée : le système intègre les données collectées en périphérie avec le système MES de l'usine et le système central de gestion de la qualité, offrant ainsi une interface de suivi en temps réel. Les responsables peuvent consulter les statistiques relatives à la qualité, les analyses de tendances et l'historique des données via cette plateforme.
(4) Surveillance à distance et retours d'information : le système prend en charge l'accès à distance, ce qui permet aux responsables de surveiller l'état de la chaîne de production à tout moment et en tout lieu via des appareils mobiles. En cas de problèmes de qualité détectés, le système peut générer automatiquement des rapports de retour d'information afin de servir de base aux ajustements de production.
La mise en place d'une usine intelligente et d'un atelier numérique nécessite une coordination et une coopération globales entre la technologie, la gestion et les ressources humaines. Grâce à la modélisation numérique, à l'intégration des systèmes d'information, à la mise en œuvre d'équipements automatisés, à l'analyse des données, à la mise en place d'une architecture réseau, à l'application de la technologie du jumeau numérique, à la formation des collaborateurs et à l'amélioration continue, les entreprises peuvent réussir leur transition vers la nouvelle ère de la fabrication intelligente, renforcer leur compétitivité sur le marché et parvenir à un développement durable.
