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Quelles formes de maintenance dans l’usine du futur ?
Internet des objets, intelligence artificielle, fabrication additive⊠L’usine du futur fait un large appel au numĂ©rique. Ce pilotage par la donnĂ©e permet de gĂ©nĂ©raliser la maintenance prĂ©dictive.
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Place Ă la 4Ăšme rĂ©volution industrielle. AprĂšs la mĂ©canisation, l’industrialisation et l’automatisation, le numĂ©rique fait une entrĂ©e remarquĂ©e dans nos usines. La fabrication additive, lâinternet des objets, la robotique et l’intelligence artificielle changent en profondeur la façon dont les produits sont conçus, fabriquĂ©s et maintenus.
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Dans ce concept d’usine du futur ou d’industrie 4.0 comme on l’appelle outre-Rhin, les sites de production sont irriguĂ©s par un flot continu de donnĂ©es. Alors que lâinformatisation sâarrĂȘtait aux postes de CAO/DAO des bureaux dâĂ©tudes, tout le cycle de vie dâun produit peut aujourdâhui ĂȘtre numĂ©risĂ©, de la conception avec la maquette numĂ©rique jusqu’Ă la maintenance en passant par la logistique.
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Prévenir les pannes, allonger la durée de vie des équipements
Dans l’usine du futur data driven, la production est aussi pilotĂ©e par la donnĂ©e. Du contrĂŽle numĂ©rique du robot au MES (Manufacturing Execution System), la collecte en temps rĂ©el des donnĂ©es de production va dĂ©livrer de prĂ©cieux indicateurs de qualitĂ©, de performance et de disponibilitĂ©.
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Le premier bĂ©nĂ©fice de l’usine du futur, c’est bien sĂ»r la maintenance prĂ©dictive. En plaçant des capteurs de pression, de tempĂ©rature ou de vibration sur un Ă©quipement, un industriel connaĂźt en temps rĂ©el son Ă©tat de santĂ© et peut, ainsi, prĂ©venir les pannes ou des dĂ©rives dans le cadre de sa politique de qualitĂ© produit.
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En fonction de la qualitĂ© des fluides ou du niveau de tempĂ©rature s’approchant des seuils critiques, le systĂšme Ă©tablira un risque de dĂ©faillance nĂ©cessitant ou non la planification d’une intervention.
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La maintenance prĂ©dictive concourt aussi Ă l’allongement de la durĂ©e de vie d’un Ă©quipement, correctement surveillĂ© et entretenu. En ayant une connaissance intime de son fonctionnement, l’industriel pourra optimiser les paramĂštres de fonctionnement.
La disponibilité des équipements, priorité absolue des industriels
Les enjeux sont donc loin d’ĂȘtre neutres. Selon une Ă©tude menĂ©e par LâUsine Nouvelle et KPMG, deux tiers des industriels placent la disponibilitĂ© des Ă©quipements comme leur prioritĂ© absolue devant la rĂ©duction des coĂ»ts et lâamĂ©lioration de la qualitĂ©.
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Le numĂ©rique leur permet de rĂ©pondre Ă cet objectif de rĂ©duire au maximum les temps dâarrĂȘt. Toute indisponibilitĂ© pĂ©nalise la productivitĂ©, entraĂźne des surcoĂ»ts. D’Ă©ventuels retards de livraison ou des baisses de qualitĂ© peuvent aussi affecter lâimage de lâentreprise.
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Objectif : « zero downtime »
Pour tendre vers le « zero downtime », les industriels s’outillent. Toujours selon la mĂȘme Ă©tude, 83 % des sondĂ©s disent avoir dĂ©ployĂ© ou ĂȘtre en passe de le faire une solution de gestion de maintenance assistĂ©e par ordinateur (GMAO), 78 % un outil de tĂ©lĂ©maintenance, 60 % une solution de maintenance prĂ©dictive. La rĂ©alitĂ© virtuelle et augmentĂ©e (30 %) et la fabrication additive (34 %) arrivent bien aprĂšs.
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Pour autant, si la moitiĂ© des industriels interrogĂ©s disent dĂ©jĂ mettre en place la maintenance prĂ©dictive, la maintenance prĂ©ventive reste la forme de maintenance la plus courante (91 % des rĂ©pondants). Lâadoption du prĂ©dictif est notamment freinĂ©e par le manque de compĂ©tences en numĂ©rique.
L’aĂ©ronautique, la production d’acier : deux cas d’Ă©cole
Certains secteurs d’activitĂ© sont plus intĂ©ressĂ©s que d’autres Ă capitaliser sur la maintenance prĂ©dictive. L’aĂ©ronautique est particuliĂšrement en pointe dans ce domaine, la maintenance reprĂ©sentant son plus gros poste de dĂ©pense aprĂšs le carburant.
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Tous les acteurs de la chaĂźne ont un intĂ©rĂȘt Ă prĂ©venir les pannes. Les compagnies aĂ©riennes rĂ©duisent la durĂ©e dâimmobilisation au sol de leurs aĂ©ronefs. Les motoristes, quant Ă eux, diminuent leur stock de piĂšces dĂ©tachĂ©es. Safran sâest ainsi dotĂ© dâune entitĂ© dĂ©diĂ©e au big data (Safran Analytics) tandis qu’Airbus propose son propre service de maintenance prĂ©dictive aux compagnies aĂ©riennes.
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Autre cas de figure : la production dâacier. Les plaques dâacier passent successivement par des phases de chauffage, de refroidissement, de bain. En plaçant des camĂ©ras couplĂ©es Ă la reconnaissance de formes sur une ligne de production, on peut vĂ©rifier les paramĂštres de production et la qualitĂ© de surface de lâacier produit.
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Les mesures remontĂ©es peuvent apporter des indications supplĂ©mentaires sur exploitation des machines. Un rouleau abĂźmĂ© peut crĂ©er une dĂ©formation Ă la surface de la plaque dâacier. Elle nâest pas encore rĂ©dhibitoire au point de vue de la qualitĂ© mais la dĂ©tection des premiĂšres dĂ©rives permet dâengager des opĂ©rations de maintenance prĂ©dictive.
De prĂ©cieuses donnĂ©es sur l’exploitation des produits
Si la maintenance prĂ©dictive associe Ă©troitement intelligence artificielle et internet des objets (IoT), ce n’est pas le seul intĂ©rĂȘt de rendre les Ă©quipements “intelligents”. GrĂące aux objets connectĂ©s, l’industriel conserve un lien avec son produit mĂȘme une fois commercialisĂ©. Il sait comment son produit est utilisĂ©, quelles fonctionnalitĂ©s ont Ă©tĂ© adoptĂ©es.
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Le fabriquant fera Ă©voluer le produit en consĂ©quence et prĂ©parera son successeur en se basant sur des donnĂ©es d’utilisation rĂ©elles. Il pourra aussi optimiser les services de maintenance associĂ©s. Ce feed-back est autrement bien plus prĂ©cieux que toutes les enquĂȘtes de satisfaction.
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De nouveaux modĂšles Ă©conomiques peuvent aussi Ă©merger comme la facturation Ă lâusage. Pour reprendre l’exemple de l’aĂ©ronautique, des motoristes proposent dĂ©jĂ des contrats de maintenance Ă l’heure de vol.
La fabrication additive pour imprimer des piÚces détachées
L’usine du futur fait aussi un large appel Ă l’impression 3D, appelĂ©e ici fabrication additive car elle procĂšde par dĂ©pĂŽts de matiĂšre et non Ă leur retrait comme avec les process d’usinage. Elle permet de crĂ©er de petites sĂ©ries de piĂšces avec des personnalisations quasiment infinies.
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Pour les opĂ©rations de maintenance, la fabrication additive permet dâimprimer des piĂšces de rechange au plus prĂšs des sites, rĂ©duisant dâautant les stocks et la logistique.
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Le rĂŽle de lâhomme valorisĂ©
Enfin, lâusine du futur valorise le rĂŽle de lâhomme. Alors quâil a longtemps Ă©tĂ© asservi Ă la machine, câest aujourdâhui cette derniĂšre qui se met Ă son service. Avec la cobotique – mot valise associant « collaboration » et « robotique » – le robot partage le mĂȘme espace que l’homme et effectue Ă sa place les tĂąches difficiles, rĂ©pĂ©titives, ingrates ou dangereuses.
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Lâhomme est, lui, augmentĂ©. EquipĂ© d’un casque de rĂ©alitĂ© augmentĂ©e, l’agent de maintenance dispose, en surimpression, de toutes les informations utiles qui vont guider son travail (plans, fiches techniquesâŠ).
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La rĂ©alitĂ© virtuelle va, elle, servir de support de formation. PlongĂ© dans un univers immersif, le technicien de maintenance va accomplir les gestes qu’il devra reproduire en situation rĂ©elle. Il peut recommencer Ă l’infini, filmer sa prestation et ainsi s’amĂ©liorer en continu.
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