Le travail humain rétrograde ne peut plus répondre aux besoins de l'industrie manufacturière moderne. Certains pays développés ont depuis longtemps commencé à investir dans la technologie de l'automatisation pour améliorer la productivité. Par conséquent, au cours des dernières décennies, avec l'informatisation, la numérisation et la mise en réseau de divers produits, la structure de production de l'industrie manufacturière elle-même est devenue plus complexe, plus sophistiquée et plus automatisée. Le flux d'informations au sein des lignes de production et des équipements de production, ainsi que les données dans le travail de gestion, ont augmenté de façon spectaculaire. Les systèmes d'automatisation précédents n'ont pas été en mesure de répondre aux besoins accrus de l'industrie manufacturière en termes de capacités de traitement de l'information, d'efficacité et d'échelle. L'application de la nouvelle génération de technologies de l'information a permis de résoudre ce problème dans une certaine mesure.
Aujourd'hui, une nouvelle vague d'innovation de la révolution industrielle, représentée par l'Internet, émerge dans le monde entier. Le cœur du changement est également l'application des technologies de l'information de nouvelle génération telles que l'Internet. Lorsque de nouvelles formes commencent à être injectées dans le domaine de la fabrication, un nouveau défi se présente également, celui de transformer l'industrie manufacturière de la mécanisation, de l'électrification et de la numérisation en une fabrication en réseau, numérisée et intelligente.
(1) Le droit : Evolution de l'industrialisation à l'intelligence
Les caractéristiques techniques de l'industrialisation traditionnelle sont l'utilisation de la mécanisation, de l'électrification et de l'automatisation pour réaliser une production à grande échelle et des ventes par lots. Dans le contexte actuel de concurrence internationale complexe et dans l'environnement de la Chine, il est nécessaire de passer des méthodes de production traditionnelles à des méthodes de production intelligentes afin de renforcer la position de l'industrie manufacturière chinoise dans la chaîne de valeur industrielle mondiale et de résoudre le problème d'une industrie manufacturière importante mais pas assez forte.
La loi du développement de l'industrialisation
Les caractéristiques techniques de l'industrialisation moderne comprennent, outre les systèmes physiques (mécanisation, électrification, automatisation), l'intégration des systèmes d'information (informatisation, informatisation et mise en réseau) pour parvenir finalement à des systèmes cyber-physiques (intelligentisation). À l'ère de l'"industrie 4.0", l'industrie manufacturière chinoise évolue vers l'intelligence et dispose d'un espace et d'un potentiel considérables. À l'heure actuelle, la Chine est en cours d'industrialisation et son essor économique doit d'abord s'appuyer sur l'industrie manufacturière. Si le nouveau cycle de révolution industrielle comporte de nombreux défis, il offrira également de rares "opportunités" pour le nouveau cycle de développement de l'industrie manufacturière chinoise. En effet, l'expérience historique montre que chaque révolution industrielle offre aux pays en retard de développement des "opportunités" de rattraper leur retard. La Grande-Bretagne, l'Allemagne, les États-Unis, le Japon, etc. ont tous réussi à saisir les opportunités de la révolution industrielle. En ce qui concerne la transformation et la modernisation de l'industrie manufacturière chinoise, le nouveau cycle de révolution industrielle offrira également des "opportunités" de rattrapage.
Dans le passé, l'industrie manufacturière chinoise avait un faible contenu technologique et se situait toujours au bas de la chaîne de valeur industrielle internationale. L'intégration profonde de l'industrie et de l'informatisation a effectivement jeté des bases solides pour le développement en réseau et intelligent de l'industrie manufacturière. Il ne fait aucun doute qu'à l'ère de l'"industrie 4.0", un nouveau cycle de révolution industrielle stimulera plus rapidement l'intégration profonde de l'information et de l'informatisation. L'intégration complète des technologies de l'information dans l'industrie manufacturière brisera les processus de production, les modèles de production et les méthodes de gestion traditionnels. L'intégration profonde du processus de fabrication et du système de gestion d'entreprise permettra une configuration très flexible des facteurs de production et une production personnalisée à grande échelle. En conséquence, l'industrie manufacturière traditionnelle pourra accélérer le rythme de sa transformation et de sa mise à niveau.
(2) Lois : Collaboration en réseau interne et externe
"Industrie 4.0" définit la structure de collaboration en réseau entre les fabricants, les fournisseurs et même les développeurs. L'objectif principal est de parvenir à une collaboration entre le marché et la R&D, la R&D et la production, la gestion et la communication, formant ainsi un réseau de fabrication complet. La chaîne de valeur est un réseau de fabrication complet, composé de plusieurs entreprises manufacturières ou participants, qui échangent des biens et des informations entre eux et exécutent conjointement des processus d'entreprise. Les trois dimensions de l'entreprise, de la chaîne de valeur et du cycle de vie du produit traversent les participants à la fabrication dans chaque chaîne de valeur. Au sommet se trouve la fonction de gestion, et à la base, la fonction de fabrication.
Parallèlement, la "production intelligente" de l'"usine intelligente" se concentre sur la recherche de systèmes et de processus de production intelligents, ainsi que sur la réalisation d'installations de production distribuées en réseau. Son cœur est l'application à l'ensemble du processus de production industrielle par le biais de systèmes cyber-physiques (CPS). Les systèmes cyber-physiques, qui utilisent la technologie, la technologie logicielle et la technologie de communication de l'internet des objets pour renforcer la gestion de l'information et les services et améliorer la contrôlabilité du processus de production, permettent de couvrir l'ensemble des informations dans les domaines de la R&D, de la production, des processus de fabrication et du contrôle industriel, et de contrôler globalement tous les types d'informations, garantissant ainsi que tous les liens de production et de fabrication sont dans des conditions optimales. Cela permettra à l'industrie manufacturière de s'orienter vers l'intelligence.
1.Réseau interne de fabrication en collaboration
Pour une entreprise manufacturière, l'information interne est centrée sur la fabrication, y compris la gestion de la production, la gestion de la logistique, la gestion de la qualité, la gestion des équipements, la gestion du personnel et des heures de travail et d'autres éléments liés à la production. La gestion traditionnelle de la fabrication utilise un seul atelier/usine comme unité de gestion. L'objectif de la gestion est la production et le champ d'application de la gestion est l'industrie manufacturière.
Cependant, avec les progrès des technologies de l'information, de nombreuses entreprises manufacturières ont continuellement développé différents systèmes en fonction des besoins de gestion à différents stades de développement, et les ont progressivement utilisés au sein de l'entreprise, tels que les systèmes de gestion des stocks et les systèmes de gestion de la production. Le système de gestion des stocks, le système de gestion de la qualité, le système de gestion du cycle de vie des produits, le système de gestion de l'offre, etc. Différents systèmes mettent en œuvre différentes fonctions, et certains systèmes sont composés de systèmes développés par l'entreprise elle-même ou de systèmes provenant de différents fournisseurs. Avec le développement des entreprises, la collaboration entre les différents éléments de gestion de la production est nécessaire pour éviter les îlots d'information dans le processus de fabrication. Par conséquent, il existe une demande croissante d'interfaces et de compatibilité entre les différents systèmes, c'est-à-dire que la collaboration interne entre les différents systèmes est de plus en plus importante.
En particulier, alors que les exigences en matière d'agilité de la production et de production allégée ne cessent d'augmenter, l'importation et l'exportation manuelles d'informations ne peuvent plus répondre aux besoins de l'informatisation de la production. Cela nécessite une collaboration en réseau entre différents systèmes afin d'obtenir des informations en temps réel. Livrer et partager.
2.Réseau externe de fabrication en collaboration
Dans l'industrie manufacturière du futur, chaque usine fonctionnera de manière indépendante. Chaque usine disposera d'un système de gestion de la production fonctionnant de manière indépendante, ou bien un ensemble de systèmes de gestion de la production sera utilisé pour gérer les opérations de toutes les usines. Cependant, avec le développement des entreprises, celles-ci ont différentes bases de production et plusieurs usines. Les usines doivent souvent se programmer les unes les autres et utiliser rationnellement les ressources telles que la main-d'œuvre, les équipements et les matériaux. Le flux d'informations entre chaque usine de l'entreprise devient de plus en plus rapide. Il y en a de plus en plus, et les exigences en matière de temps réel sont de plus en plus élevées. Parallèlement, les exigences de chaque usine en matière de volume de données et de vitesse d'exécution sont également de plus en plus élevées. Cela nécessite une collaboration en réseau entre les différentes usines afin de garantir la transmission et le partage des informations en temps réel.
À l'ère de la mondialisation et de l'Internet, la collaboration n'est pas seulement une collaboration au sein d'une organisation, mais implique aussi souvent une collaboration entre les organisations en amont et en aval de la chaîne industrielle. D'une part, grâce à la collaboration en réseau, les consommateurs et les entreprises manufacturières mènent conjointement la conception des produits et la recherche et le développement pour répondre aux besoins de personnalisation ; d'autre part, grâce à la collaboration en réseau, les ressources de production telles que les matières premières, le capital et l'équipement sont allouées pour organiser une production et une fabrication dynamiques. Raccourcir le cycle de développement des produits et répondre aux besoins différenciés du marché.
L'intégration horizontale dans "Industrie 4.0" représente la combinaison de systèmes de production, qui est une intégration de l'ensemble de la chaîne industrielle. Dans le passé, la production d'une usine, d'un produit ou d'un composant n'était qu'un processus indépendant sans lien entre eux et sans contrôle logique ultérieur. La fabrication collaborative en réseau externe permet à une usine de ne produire qu'une partie d'un produit en fonction de sa propre capacité de production et de son calendrier de production. La logistique externe, la production externe de l'usine, y compris les ventes, peuvent relier l'ensemble de la chaîne industrielle. De cette manière, l'intégration horizontale de l'industrie tout au long de la chaîne de valeur est réalisée.
(3) Industrie manufacturière du futur : raccourcir la période de construction, réduire les coûts, améliorer l'efficacité, répondre à la personnalisation et réduire la consommation d'énergie.
Avec la popularisation des technologies de l'information, de l'Internet et du commerce électronique, les nouvelles exigences de la concurrence sur le marché de l'industrie manufacturière ont changé. D'une part, les entreprises manufacturières sont tenues d'obtenir en permanence des informations basées sur le réseau et de répondre aux demandes du marché en temps voulu et de manière dynamique ; d'autre part, les entreprises manufacturières sont tenues d'intégrer et de partager de manière dynamique diverses ressources et d'utiliser rationnellement diverses ressources. La fabrication interconnectée peut répondre rapidement aux changements du marché, allouer rapidement les ressources de fabrication grâce à une réorganisation rapide et à une collaboration dynamique des entreprises de fabrication, améliorer la qualité des produits, réduire le temps nécessaire pour mettre les produits sur le marché et augmenter la part de marché. Dans le même temps, elle peut également partager les coûts de construction des infrastructures, les coûts d'investissement dans les équipements, etc. et réduire les risques d'exploitation. L'intégration des ressources de fabrication a dépassé les frontières des entreprises et des pays, et il devient possible de rechercher des ressources dans le monde entier sur l'internet. La logistique, les flux de capitaux et les flux d'informations s'affranchiront des restrictions régionales et circuleront de manière dynamique avec le soutien de l'intégration économique mondiale et d'Internet. Avec la mondialisation, le monde entrera dans une ère de fabrication interconnectée à l'échelle mondiale.
À l'avenir, les usines réaliseront la mise en réseau des services internes et externes par le biais de l'internet et de l'internet des objets, et évolueront vers la tendance de l'usine internet. Par la suite, diverses informations provenant de l'atelier de production sont collectées et analysées pour fournir un retour d'information aux consommateurs. Les informations collectées dans l'usine peuvent être analysées en tant que données massives (big data) afin d'ouvrir de nouvelles opportunités commerciales. La manière de traiter les données massives collectées dans l'atelier par le biais du matériel déterminera également la valeur des services et des solutions dans une large mesure. En d'autres termes, dans le cadre du modèle de fabrication sur Internet, les entreprises manufacturières ne contrôleront plus la production de manière centralisée, de haut en bas, et ne s'engageront plus dans des liens séparés entre la conception et la R&D, ou entre la production et la fabrication, ou encore entre le marketing et les services. Au contraire, en partant des besoins des clients, en acceptant les commandes de produits, en recherchant une production coopérative, en achetant des matières premières ou des pièces, en menant conjointement la conception, la production et l'assemblage des produits, l'ensemble du processus est relié par l'internet et communique en temps réel pour garantir que le produit final répond aux besoins de personnalisation des clients à grande échelle.
L'omniprésence d'Internet et les systèmes logistiques pratiques signifient que les processus de recherche et de développement, de conception, de production, de vente et de service ne sont pas nécessairement menés à bien de manière indépendante au sein d'une entreprise ou même d'un pays, mais qu'ils peuvent être décomposés, externalisés et confiés à des tiers. Différentes entreprises, voire différents pays et régions. À l'avenir, la compétitivité d'une entreprise ne dépendra pas du nombre de ressources et de technologies de base qu'elle possède, mais de ses capacités d'analyse des informations et des données, de ses capacités d'intégration des ressources et de ses capacités en matière de ressources internationales.
Ce type de flexibilité dans la production et la fabrication représente l'orientation future du développement de l'industrie manufacturière. Elle permettra aux entreprises de répondre rapidement et facilement aux changements des besoins des clients, et de garantir que leur production est compétitive et répond aux besoins individuels des clients à grande échelle. Afin de répondre aux besoins de personnalisation, l'entreprise elle-même réalisera la transformation et la mise à niveau de la fabrication pure vers les "services de fabrication".
Internet se caractérise par une communication illimitée, universelle, informatisée et rapide. Tous les aspects de l'industrie manufacturière utilisent la technologie Internet pour visualiser la connexion entre l'information numérique et la réalité physique, intégrer pleinement la technologie de production et les processus de gestion, et réaliser la fabrication collaborative "Internet". Il est ainsi possible de concevoir et de développer, d'acheter des matières premières et des composants, d'organiser la production et la fabrication et d'effectuer la commercialisation en même temps, ce qui permet de réduire les coûts d'exploitation, d'améliorer l'efficacité de la production, de raccourcir le cycle de production des produits et de réduire la consommation d'énergie.
Avantages de la fabrication intelligente
Grâce à l'internet et à la technologie de l'internet des objets, l'approvisionnement, la production, les ventes, le transport et d'autres services des entreprises manufacturières et des entreprises de soutien aux pièces détachées et des utilisateurs sont intégrés sur la plateforme du réseau, ce qui contribue non seulement à promouvoir le caractère direct et la transparence des processus commerciaux, mais aussi à améliorer l'efficacité et à réduire les coûts de transaction.
On peut dire que l'internet et l'internet des objets ont influencé la société humaine et joué un rôle important dans la promotion du développement social. Ils sont la principale source des divers changements auxquels la société est confrontée aujourd'hui. À l'avenir, l'industrie manufacturière utilisera l'internet et la technologie de l'internet des objets pour que tous les maillons de la chaîne de valeur manufacturière soient plus étroitement connectés et collaborent efficacement, de sorte que des produits personnalisés puissent être fabriqués de manière efficace par lots, réalisant ainsi ce que l'on appelle la "personnalisation de masse". La fabrication intelligente dans l'industrie manufacturière du futur entraînera également des changements majeurs, voire révolutionnaires, dans la forme des produits, les processus de conception et de fabrication, les méthodes de gestion et les structures organisationnelles, les modèles de fabrication et les modèles commerciaux de l'industrie manufacturière, et conduira à des changements majeurs dans les modes de vie humains.