Industrie 4.0 : pour une transformation réussie - LIVRE BLANC
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LIVRE BLANC
___
Industrie 4.0 : pour une
transformation réussie
C1 - Public
Conseil et Expertise en Infrastructures, Cybersécurité, Cloud, Data
www.evagroup.fr
C1 - Public
AUTEURS
_____
Audit & Conseil
Consultante Consultant Manager
Marguerite PEGON Khelil RIAH
C1 - Public
EXECUTIVE SUMMARY
Intégrer le digital au sein d’une usine de QUELS IMPACTS POUR L’INDUSTRIE ?
production induit de nombreuses et
profondes transformations de l’organisation Les industries ont ainsi accès à un nouveau
tant dans ses métiers que dans l’offre de degré de performance : l’ensemble des
produits et services. processus est plus intelligent, les services
sont capables de fonctionner en prévoyant
L’avènement des nouvelles technologies les potentiels incidents et l’organisation
telles que le cloud, l’intelligence artificielle ou devient plus agile. Evidemment, les métiers
la réalité virtuelle a accéléré ce besoin et en évoluent, de nouvelles synergies se mettent
a fait un enjeu stratégique pour les industries. en place, comme entre les services IT et OT,
et les modes de travail sont repensés.
Ce livre blanc vise à apporter une grille de
lecture du concept d’Industrie 4.0, à en Sur le plan économique, les industries sont
comprendre les enjeux, les impacts, à amenées à faire évoluer leurs business
identifier les freins et les leviers nécessaires models. Les partenariats se développent et
à sa mise en œuvre, pour enfin fournir des les acteurs historiques doivent s’entourer de
propositions concrètes à implémenter pour startups innovantes pour faire face à tous
amorcer ou accélérer cette transformation. ces changements.
COMPRENDRE L’INDUSTRIE 4.0
OÙ EN SONT LES ENTREPRISES ?
L’Industrie 4.0 désigne la transformation
Toutes les industries ne sont pas au même
digitale de l’industrie, elle prévoit
stade de transformation. Au-delà de l’ajout de
l’interconnexion généralisée des machines et
simples briques technologiques pour les
des objets, ainsi que le travail de concert de
moins matures, certains secteurs les
tout un ensemble d’innovations
intègrent à leurs flux de production et arrivent
technologiques.
à augmenter leurs performances par ce biais.
Ces changements apportent également leurs
Ce concept met en œuvre différents
lots de challenges qui freinent les
principes tels que l’interopérabilité, la
investissements; la sécurité et le manque de
standardisation des protocoles, le temps réel,
compétences étant au cœur des réflexions.
ou encore l’intégration horizontale et verticale
des processus. Ces principes s’appuient sur
un ensemble de technologies émergentes qui QUE FAIRE CONCRÈTEMENT ?
peuvent être organisées en trois grandes
familles : Cette transformation globale nécessitera un
• Les technologies d’aide à la production rapprochement des silos IT et OT avec une
comme les nouveaux robots, les smart stratégie et un modèle de gouvernance
products, ou l’impression 3D communs, une création de valeur via
l’exploitation de la data et enfin une
• Les technologies de communication qui cybersécurité repensée pour les nouveaux
réunissent le Cloud, l’Edge Computing, les enjeux. Ces chantiers, s’ils sont bien menés,
Big Data et l’Intelligence Artificielle; doivent permettre de rassurer les entreprises
• Et les technologies de simulation telles dans leur capacité à intégrer toutes ces
que la réalité augmentée ou virtuelle. technologies et monter en maturité sur ces
questions.
3
C1 - PublicSOMMAIRE
SOMMAIRE
1/ Introduction ………………………………………………………… 05
2/ Comprendre le concept d’Industrie 4.0 …………… 06
3/ Quels impacts sur les industries ? …………………….. 13
4/ Où en sont les entreprises ? ………………………………. 19
5/ Nos recommandations ………………………………………. 23
6/ Conclusion ….…..…………………………………………………. 28
7/ Annexes …….…..…………………………………………………. 29
C1 - Public__
1/ Introduction
C1 - PublicINTRODUCTION
Après une première révolution industrielle déclenchée par l’exploitation du charbon et
l’invention de la machine à vapeur, une seconde amenée par l’essor de l’électricité, de la
mécanique et du développement du transport, une troisième due au développement de
l’électronique et des télécommunications; s’amorce aujourd’hui une 4ème « révolution »
industrielle.
Celle-ci est motivée par l’avènement de tout un ensemble de nouvelles technologies telles
que les objets connectés, l’Intelligence Artificielle, le Cloud, la réalité virtuelle, …
Contrairement aux précédentes itérations, cette nouvelle génération d’industrie ne repose
pas sur l’adoption d’un nouveau modèle de production mais propose plutôt de partir de
l’existant et de le faire évoluer en y intégrant toutes ces innovations. L’Industrie 4.0 désigne
donc la transformation digitale de l’industrie.
INTRODUCTION
DE NOUVELLES
LA PRODUCTION TECHNOLOGIES
AUTOMATISÉE
LA PRODUCTION
LA PRODUCTION DE MASSE
Soutenue par Internet of Things,
MÉCANIQUE Intelligence Artificielle,
l’électronique et les
Poussée par l’énergie technologies Big Data, Cloud
Portée par la machine à computing, M2M
électrique et pétrolière informatiques
vapeur
1765 1870 1969 Aujourd’hui
Figure 1 : les révolutions industrielles successives
Intégrer le digital au sein de la production est complexe et équivaut à de nombreux et
profonds changements au sein des organisations tant dans les métiers que dans l’offre de
produits et services; le risque étant de se laisser submerger par la multiplicité des solutions
et de leurs lots de promesses.
Dans ce livre blanc nous tentons de répondre aux questions suivantes :
• Que doivent mettre en place les industries aujourd’hui pour accueillir cet ensemble
de technologies émergentes ?
• Comment s’assurer que ces innovations ne restent pas seulement des accessoires
mais soient toutes pleinement intégrées à la chaîne de valeur de l’entreprise ?
• Quels sont les fondamentaux IT/OT à mettre en place pour digitaliser une usine ?
6
C1 - Public__
2/ Comprendre le concept
d’Industrie 4.0
Les principes qui le définissent
Les technologies qui le composent
C1 - PublicQU’EST-CE QUE L’INDUSTRIE 4.0 ?
Le concept d’Industrie 4.0 fut introduit officiellement pour la première fois
lors de la foire de Hanovre (salon de la technologie industrielle en L’interconnexion
Allemagne) en 2011. On parle alors d’usine intelligente ou « smart
factories ». L’idée est de rendre la chaine de production plus intelligente et généralisée des
flexible en prévoyant l’interconnexion généralisée des machines et des machines et des
objets, et le travail de concert de tout un ensemble d’innovations objets, et le
technologiques. travail de concert
Si cette évolution est maitrisée, les entreprises pourraient développer leur de tout un
flexibilité et leur réactivité. Elles seraient à même de mieux prévoir leurs ensemble
besoins et d’anticiper les fluctuations du marché (augmentation ou baisse d’innovations
de la demande). De la conception à la livraison des produits, toute la
chaîne de production pourrait être automatisée, connectée et intégrée. technologiques.
LES PRINCIPES
INTEROPERABILITE ET ORIENTATION CLIENT
STANDARDISATION ET SERVICE
L’Industrie 4.0 prévoit la communication Les besoins variés, pressants et changeants du
généralisée entre différents systèmes de client vont bientôt piloter la production. Au-delà
production quels que soit leurs systèmes de de la connaissance du client, celui-ci va être
communication. Or, les parcs de machines des pleinement intégré au processus de production
industries sont très hétérogènes, des tour à tour interrogé, écouté et impliqué dans la
équipements de tous âges et de différents définition de l’offre ou la conception du produit.
constructeurs et technologies coexistent.
Par ailleurs, les produits, de plus en plus
L’interconnexion reste donc encore compliquée
intelligents et communicants, deviennent des
dans de nombreux cas.
intermédiaires pour vendre des services
(réglage personnalisé, télémaintenance, mise à
Un travail de standardisation des interfaces et
PRINCIPES
jour fonctionnelle, conseils, …). Le client ne
protocoles utilisés est en cours avec pour
juge plus seulement le produit pour son usage
objectif de développer tout un écosystème
et sa qualité mais plutôt une solution globale
intégré, les données étant échangées,
répondant à un besoin précis.
remontées et analysées pour refléter en
temps réel l’état de l’entreprise à tous les L’Industrie 4.0 rapproche les concepts de
niveaux : la situation des stocks, de la produit et de service. Elle souligne la
production, l’état du parc matériel et des nécessité d’une démarche client-centric, en
finances… soignant le parcours client qui devient plus que
jamais structurant.
L’entreprise deviendrait alors capable de faire
de l’analyse tendancielle ou prédictive,
anticiper les risques et suivre des phénomènes MODULARITE
en temps réel.
Toutefois, au vu du raccourcissement des Une fois numérisée et synchronisée, la
cycles technologiques et du time-to market, les production devient flexible et modulable. La
industries ne peuvent pas se permettre chaine de production s’adapte en fonction de la
d’attendre cette normalisation et tâtonnent en demande et tous autres aléas : prix, stock de
intégrant certaines briques technologiques au matières premières, imprévus avec
fur et à mesure. l’approvisionnement,… Au-delà d’un
écosystème communiquant, il doit être
intelligent.
8
C1 - Public> L’intégration verticale elle, intègre une
INTÉGRATION HORIZONTALE composante hiérarchique, il est toujours
ET VERTICALE question de digitalisation mais à différents
niveaux de fabrication et de production.
Pour aboutir au concept d’Industrie 4.0, C’est cette intégration qui permet de
l’ensemble des processus au sein de reconfigurer le processus de production en
l’entreprise doit être relié en mettant en œuvre fonction de la demande client.
une continuité numérique entre les services.
Deux types d’intégrations existent et doivent Parmi les solutions et technologies typiques de
être combinées. cette intégration, citons la réutilisation de
solutions éprouvées comme les automates
> L’intégration horizontale désigne la programmables (PLC) qui contrôlent les
digitalisation de l'ensemble de la chaîne de processus de fabrication et se situent au niveau
valeur et d'approvisionnement de contrôle, les SCADA qui permettent diverses
l’industrie. Cela concerne les flux internes et tâches de supervision de processus et de
PRINCIPES
externes allant du fournisseur, au client en production, les systèmes MES ou d’exécution
passant par le distributeur et les partenaires. Il de la fabrication et un ERP intelligent pour le
est évident que l'intégration horizontale aide à niveau entreprise, qui est le plus haut niveau et
la collaboration, aux économies de coûts, à la désigne la planification globale de la
création de valeur, à la performance avec une production.
efficience des opérations ainsi qu’une mise
sur le marché plus rapide.
Développement en interne, production et processus opérationnels
Développement Production Logistique Distribution
Analyse de Planification de
Clients : distributeurs, revendeurs,
marché production Gestion Gestion de la
canaux divers, clients finaux…
d'entrepôt
Fournisseurs et partenaires
Conception Actifs demande
d’opérations Préparation de Traitement
PoC
commandes des devis
Matériaux Expédition Traitement
Prototypage Approvisionne commandes
ment
Préproduction
Personnel
Lancement Réception des
marchandises Livraison /
Automatisation expédition,
de la Planification
de la demande tracking
fabrication de
pièces Gestion des
retours
Performance
de production
Assemblage
Processus internes + flux d’information + Systèmes IT
Figure 2 : le principe d’intégration horizontale
9
C1 - PublicLes MES pour
Gestion des commandes, Niveau Manufacturing
production, process business ERP Entreprise Execution System
sont les systèmes de
Planification de la prod Niveau gestion de production
et management qualité MES opérations permettant de délivrer
aux automates les
Supervision et monitoring Niveau données nécessaires à
des lignes de production SCADA
production l’exécution de l’ordre de
fabrication. Il peut être
Régulation des Niveau positionné sur le cloud.
PLC
systèmes machines Contrôle
Les ERP (Entreprise
Processus de production Niveau Resource Planning)
Capteurs et actuateurs
des interfaces (capteurs..) Terrain sont des progiciels qui
permettent de gérer
Figure 3 : le principe d’intégration verticale l'ensemble des
processus d'une
entreprise en intégrant
Les PLC (Programmable Logic Controller) sont des ordinateurs
l'ensemble de ses
industriels créés pour le contrôle de processus de fabrication, tels que
fonctions; ressources
des chaînes de montage ou des dispositifs robotiques.
humaines, fonctions
Les SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) sont des comptables, ventes...
systèmes de contrôle et d’acquisition de données au niveau du pilotage Possible en cloud
des machines automatisées. également
D’autres principes également structurants pour le concept d’Industrie 4.0 tels que la
décentralisation des décisions et de l’intelligence, la virtualisation et la simulation de
production, le traitement de données en temps réel seront abordés en filigrane à travers
les technologies qui les permettent dans la section ci-dessous.
LES COMPOSANTS
LES NOUVELLES TECHNOLOGIES DE PRODUCTION
pour le soulager dans la réalisation de tâches
ROBOTS ET COBOTS particulièrement physiques. Les drones sont
utilisés pour transporter différents objets (colis,
L’utilisation des robots se répand à mesure que outils, pièces, …) ou pour accéder à des zones
ceux-ci se perfectionnent. Equipés de capteurs difficiles afin de faire de la surveillance ou bien
et d’interfaces, les robots sont aujourd’hui de la maintenance.
capables de travailler en collaboration avec les
humains, d’où le terme « cobot ». Ainsi, ils vont
IMPRESSION 3D
assister les opérateurs dans la réalisation
de tâches pénibles ou dans des
environnements difficiles. Les hommes L’impression 3D ou fabrication additive, consiste
pourront s’occuper des tâches complexes à créer un objet à partir d’un dessin ou d’un
nécessitant un savoir-faire particulier. modèle numérique en ajoutant la matière
couche par couche. A l’inverse des
Par exemple, les exosquelettes constituent une
procédés utilisés actuellement en industrie
armature mécanisée portée par l’opérateur
10
C1 - Publicqui consistent à enlever la matière d’un bloc IOT & SMART PRODUCTS
jusqu’à obtenir la forme désirée, l’impression
3D part d’un matériau liquide ou en poudre puis
fabrique un objet en trois dimensions. Littéralement produits intelligents, ce concept
renvoie à la production de biens connectés et
Les avantages sont nombreux :
donc capable de collecter des informations
➢ un gain de matière première puisque la tout au long de leur cycle de vie : de la
quantité exacte de matière est utilisée ; conception, à la fabrication, en passant par leur
distribution, leur vente, leur consommation et
➢ une rationalisation du nombre de pièces
leur recyclage. Cela représente un moteur
car il est possible de produire en une fois un
important pour les cycles de produits et une
objet qui regroupait plusieurs pièces
étape clé dans la poursuite de la diminution
moulées ;
des coûts.
➢ de meilleures propriétés physiques (pas
de soudure, gain en poids, …)
LES NOUVELLES TECHNOLOGIES DE COMMUNICATION
demande, mesurable à l’usage, mutualisé
CLOUD COMPUTING pour plusieurs clients et élastique; capable
d’allouer dynamiquement des ressources en
Le cloud est un modèle où l’on consomme des fonction des besoins.
ressources informatiques (de la puissance de
calcul, des serveurs, des applications ou de Levier majeur de l’Industrie 4.0, les solutions
l’espace de stockage) auprès d’un fournisseur Cloud ont été conçues pour travailler en
par l’intermédiaire d’un réseau, généralement réseau, supprimer les problématiques de
Internet. géographie locale et relier les silos métiers.
Le Cloud est avant tout un modèle Le Cloud permet d’adresser les problématiques
économique, il utilise des technologies telles que la scalabilité, la disponibilité ou
existantes pour fournir un service à la l’intégration avec des systèmes « Enterprise ».
IaaS PaaS SaaS
Service management Service management Service management
Applications / Data Data / Applications Data
Environnement d'exécution Environnement d'exécution
Sauvegarde Sauvegarde
Base de données / MW Base de données / MW
XX
XX
XX
XX
XX
Système d’exploitation Système d’exploitation
…
Virtualisation Virtualisation
Stockage Hardware Stockage Hardware
Serveur Hardware Serveur Hardware
Réseau Réseau
Hosting Hosting
Client Fournisseur
Figure 4 : Le modèle de co-responsabilité du Cloud
11
C1 - PublicEDGE COMPUTING Une solution possible est l’Edge Computing.
C’est une architecture IT distribuée où le
Avec l’explosion des objets connectés (IoT), traitement des données est décentralisé. Une
une multitude d’appareils ont commencé à partie des données est traitée en périphérie du
générer des volumes importants de données, réseau par un PC, ou un serveur local au lieu
qu’ils envoient par la suite aux datacenters d’être transmise à un datacenter.
pour traitement. Cela sature les bandes Décentraliser l’intelligence en la déplaçant
passantes disponibles et ralentit les en périphérie du réseau offre une plus faible
traitements. latence, une sécurité renforcée, et un gain
économique.
OBJETS CONNECTÉS EDGE COMPUTING DATACENTER / CLOUD
Traitement parallélisé et
Génération, prétraitement, Analyse des données et massif des données,
compression des données traitement en temps réel analyse globale et Data
Warehouse
Figure 5 : principe du Edge computing
sont pas en mesure de traiter, les 5V :
BIG DATA
• Le volume de données à collecter et à
Ce terme désigne la capacité à collecter, analyser
stocker et traiter en temps réel des flux très • La variété des données en matière de
importants de données de natures diverses. natures et de sources
• La vélocité, vitesse à laquelle les données
L’enjeu pour les entreprises est d’être capable sont générées, capturées et partagées
d’en tirer des informations et créer de la valeur • La valeur désignant la capacité à mesurer le
en prévoyant des tendances à l’aide d’analyses retour sur investissements de la donnée
et statistiques poussées. • Véracité, ou fiabilité des données
Le Big Data lève des contraintes que les Combiné aux autres technologies, le Big Data
systèmes d’informations classiques de type catalyse la flexibilité, la modularité et les
Business Intelligence ou bases de données ne capacités de déploiement et d'intégration
souhaitées dans l’Industrie 4.0.
Données brutes en Collectées et stockées Analysées Monétisées
entrée en Datalake
Figure 6 : principe du Big Data
12
C1 - PublicINTELLIGENCE Intelligence Artificielle
ARTIFICIELLE
Critères de Machine Learning
L’intelligence artificielle désigne décisions
un champ de recherche très définis par Critères de décisions définis par l’homme
vaste fondé autour d’un objectif l’homme
ambitieux : comprendre Algorithme créé par la machine
comment fonctionne la Algorithme
créé par Statistiques
cognition humaine et la l’homme Deep Learning
reproduire.
Critères de décisions définis
Pour l’industrie, les applications par la machine
sont innombrables. Cela va
étendre l’exploitation des Algorithme créé par la
données, aider à la prise de machine
décision, anticiper la Neuroscience
demande, améliorer les
processus, et surtout mieux
comprendre le comportement Figure 7 : Organisation des composants
des équipements et anticiper de l'Intelligence Artificielle
les défaillances.
Par exemple, la promesse de maintenance prédictive est rendue possible grâce à deux
composants forts de l‘lA, le machine learning et le deep learning. Dans le premier cas, l’expertise
reste humaine, le but étant de découvrir des patterns de données (modèles schématiques) et
d’effectuer des prédictions en se basant sur des statistiques, du forage de données et de l’analyse.
Dans le deep learning, l’expertise n’est même plus apportée par l’homme mais directement par la
machine via un système d’apprentissage et de classification. Pour exemple, les assistants vocaux
Siri et Alexa utilisent déjà ces principes.
LES NOUVELLES TECHNOLOGIES DE SIMULATION
RÉALITÉ AUGMENTÉE par des plateaux virtuels où tous les métiers
& VIRTUELLE sont réunis pour travailler sur un projet ou être
formés, même à distance, via internet.
La réalité augmentée est la superposition
d’informations numériques sur une image réelle SIMULATIONS
regardée à travers un écran, des lunettes ou un
viseur. En industrie, cette technologie peut
Il est possible aujourd’hui, en analysant les
être utilisée pour guider l’opérateur dans la
données récoltées à différents niveaux, de
réalisation de certaines tâches ou certains
créer une simulation numérique de processus,
gestes en affichant des informations.
de produit ou de service. Ce jumeau
L’opérateur de maintenance peut, par exemple,
numérique, permet de détecter des problèmes,
suivre étape par étape les indications qui lui
tester et simuler des scénarios sans
sont conseillées pour résoudre un incident via
impacter le modèle physique. Cette
un terminal comme une tablette ou des lunettes
technologie peut se révéler très pratique pour
connectées.
les industries qui ont besoin de repenser
La réalité virtuelle, elle, est un environnement régulièrement l’ensemble de leur chaine de
simulé créé par ordinateur dans lequel production. En générant un avatar numérique,
l’utilisateur est immergé et avec lequel il peut l’entreprise est capable d’anticiper les
interagir. Les plateaux physiques de problèmes qui pourraient apparaitre sur la
conception peuvent être ainsi remplacés nouvelle chaine de production (latences,
problèmes de qualité, dangers, …).
13
C1 - Public__
3/ Quels impacts sur les
industries ?
Une nouvelle définition de la performance
Une organisation du travail repensée
Une économie des complémentarités
C1 - PublicUNE NOUVELLE DÉFINITION DE LA PERFORMANCE
conception de la chaine de valeur elle-même.
INTELLIGENCE INTÉGRÉE
Cela va entrainer des cycles d’innovation plus
rapides, des chaines d’approvisionnement plus
Au fil des années, les entreprises qui
efficaces et une plus grande flexibilité dans les
souhaitaient amorcer leur numérisation se sont
systèmes de production.
équipées de systèmes d’information afin
d’automatiser certaines tâches au sein de Leur combinaison permettra un contrôle
processus industriels établis sur différents optimal de l’automatisation et de la prise de
niveaux, de l’opérationnel à l’organisationnel. décision nécessaires pour fabriquer des
produits personnalisés, de qualité, en
Pour répondre aux objectifs donnés par
accord avec la demande sur ces biens à
l’Industrie 4.0, l’étape suivante est
l’instant T. On parle alors d’intelligence
d’interconnecter tous les niveaux, aussi bien de
intégrée.
manière verticale que transversale afin de
reconfigurer facilement le processus de Avant d’atteindre cet idéal, les entreprises
production en fonction de la demande des continuent à faire face à différentes difficultés
clients (cf. Intégration verticale et horizontale) qui sont le coût des solutions IT et le manque
optimisant la conception produit et la de standardisation.
A la différence de la maintenance préventive
CONTINUITÉ DE SERVICE qui, à l’aide de moyennes d’utilisation,
détermine une date critique avant laquelle il
Avec l’essor des capteurs sur les systèmes de
semble être nécessaire d’intervenir sur le
production et le développement de systèmes
matériel, la maintenance prédictive calcule la
d’information, la récolte et l’analyse
date exacte selon l’utilisation réelle de
d’informations de production est plus efficace.
l’équipement.
Combiné à la puissance du big data et de l’IA,
il devient possible de prévoir une panne et Avec l’Industrie 4.0, des processus entiers
d’intervenir sur le matériel juste avant qu’il ne de fabrication peuvent fonctionner de
casse. La commande de pièces de rechange et manière autonome et continue 24 heures sur
la mise en place de mesures correctives 24 et 7 jours sur 7. Les opérateurs de
peuvent ainsi être anticipées et éviter un arrêt maintenance supervisent les lignes via des
de la production. terminaux (tablettes, PC…).
Figure 8 : l’évolution de la maintenance 15
C1 - PublicAGILITÉ & PILOTAGE PAR LA DATA
Une fois la ligne de production entièrement connectée et les systèmes d’information
communiquant à tous les niveaux de l’entreprise, il devient possible d’analyser en continu
l’ensemble de l’environnement de l’entreprise. Les décisionnaires ont alors une vue globale,
complète et en temps réel de l’activité de production. La prise de décision, basée sur des
données fiables peut alors être plus rapide.
EXEMPLE :
LE GESTIONNAIRE LE RESPONSABLE
DE PRODUCTION COMMERCIAL
est en mesure de définir un processus pourra optimiser les ventes à
d’assemblage optimal en fournissant des l’échelle internationale. Grâce à la
données de performance à ses masse de données produite et
interlocuteurs, il peut connaitre la agrégée, il peut s’appuyer sur une
répartition possible de la production sur vision globale et transversale de
d’autres sites dans le monde et l’adapter si chaque client pour positionner le
la demande augmente. produit au sein d’une offre
commerciale adaptée à chacun
des clients, dans chaque marché.
En cas de ventes inférieures aux
prévisions, il est capable de définir
LE RESPONSABLE rapidement une nouvelle stratégie
DE MAINTENANCE ciblant le produit différemment
auprès de certains clients et la
gestion des pièces détachées est
connaît en temps réel les données de replanifiée pour correspondre à la
performance fournies sur l’ensemble du nouvelle stratégie.
processus de production. Il peut modifier
de façon efficace les plans de
maintenance et les caractéristiques des
pièces détachées pour une production
Grâce à des outils de simulation
continue.
LES CHANGEMENTS ORGANISATIONNELS
Cette transformation digitale n’est pas qu’une Avec la numérisation des processus de
transformation technologique, elle est production industriels, le rapprochement des
également organisationnelle et humaine. services de l’IT (technologies de l’information)
et ceux de l’OT (technologies d’exploitation) est
IT / OT DE NOUVELLES fondamental. En effet, historiquement, l’IT est
SYNERGIES chargé des systèmes d’information d’entreprise
(SIE), c’est-à-dire des technologies
Dans cette transformation qu’est l’Industrie 4.0, nécessaires au pilotage commercial,
des entités qui fonctionnaient de manière administratif et financier de l’entreprise. L’OT
indépendante vont devoir se rapprocher, quant à elle, gère les systèmes d’information
communiquer et fonctionner conjointement. industriels (SII) et est donc garant du bon
fonctionnement de l’outil de production et de
16
C1 - Publicson pilotage opérationnel. Ainsi, l’adoption de objectifs et besoins communs.
technologies IT par les équipements industriels
Ainsi, l’IT devra transmettre tout un ensemble
nécessite obligatoirement le rapprochement
de méthodes à l’OT : cartographier les flux de
entre les deux entités.
données sur les réseaux, chiffrer les données,
Pourtant, ce rapprochement n’est pas évident. penser cybersécurité… et pourra intégrer les
Les formations et préoccupations de chacun bonnes pratiques OT : penser sureté de
diffèrent : l’OT travaille sur des équipements fonctionnement, éviter une perte de cadence,
qui nécessitent de gros investissements et un arrêt de production, …
donc des cycles temporels longs. Les La transformation numérique en cours dans les
évolutions des systèmes complexes y sont entreprises doit amener les responsables à
rares et redoutées alors que les services IT, repenser l’organisation de l’entreprise, le
habitués à des cycles d’innovation courts, font management des personnes et des projets, en
évoluer très régulièrement leurs systèmes. L’IT prévoyant, dans ce cas précis, un référent IT
et l’OT doivent donc adapter leurs modes de dans le service OT, ou inversement, ou une
travail, développer des compétences fusion des deux services selon le niveau de
transverses et intégrer de nouveaux maturité.
Interfaces
Interface Web
Homme Automati-
Machine Technos. sation de
(IHM) Réponse Standards process
Technos. aux business
propriétaires urgences Sécurité /
humaines Data
Sureté / Latence,
Process gigue et
Temps Gestion de
Contrôle pertes de
réel et de l’info.
des données
fiabilité acceptée
process
réseau IT
physiques
exigés
CONVERGENCE
OT
Données
Agilité
Format de complexes
Maintenance
données Cycle
planifiée
simple techno 3 à
Cycle de 5 ans
10 à 15
ans …
…
Figure 9 : le rapprochement complexe IT / OT
• Les plateformes collaboratives se
LE TRAVAIL REPENSÉ
développent pour capitaliser les
Les promesses liées à l’Industrie 4.0 ne se connaissances et expériences de l’ensemble
limitent pas à un saut technologique. Cette des collaborateurs
transformation peut accroitre les capacités des • Les postes de travail sont repensés ou
opérateurs pour peu que se mette en place une réaménagés
collaboration entre les systèmes techniques et • Les cobots, exosquelettes et autres drones
les ouvriers. réduisent la pénibilité de certaines tâches
De nouvelles façons de travailler vont • Certains métiers disparaissent, d’autres
émerger requérant plus de collaboration, apparaissent de plus en plus décloisonnés
d’autonomie et de réactivité. et multi-pluridisciplinaires
• Les opérateurs développent de nouvelles
compétences, de nouveaux modes de travail
et de communication
17
C1 - PublicUNE ECONOMIE DES COMPLÉMENTARITÉS
DE NOUVEAUX Par exemple, SAP a une équipe de conseil
BUSINESS MODELS pour vendre des formations à leurs clients en
parallèle de la vente du progiciel.
La numérisation globale offre de plus en plus
Les plateformes : lieu où des produits,
d’opportunités commerciales. De nouveaux
services et informations peuvent être échangés
business models émergent. Quatre
à travers des canaux de communication
tendances se dégagent :
prédéfinis. Ces plateformes peuvent être
Le business model orienté data : il peut être technologiques (des écosystèmes pour les
direct lorsque le produit vendu est la donnée développeurs basés sur des systèmes ouverts)
collectée, comme Google et son moteur de ou de courtage (qui établi automatiquement
recherche. Ou indirect lorsque les données, une correspondance entre les ordres d'achat et
récoltées via divers canaux, sont utilisées pour de vente des titres sur le marché).
améliorer ses connaissances du marché et
Les business models « as a service » : de
développer de nouvelles offres directement
plus en plus d’entreprises ont les capacités de
dictées par les consommateurs.
proposer à leur client de ne payer que ce qu’ils
Le business model basé sur les compétences: consomment. L’objet est ainsi dématérialisé
certaines entreprises ont une expertise pour fournir du service. Des fournisseurs de
approfondie de leurs produits et vendent ce technologies ou même de robots proposent
savoir auprès de leurs clients comme service. aujourd’hui des prix liés à l’usage du client au
lieu d’un prix fixe d’achat.
Partenaires Activités clés Proposition de Relation client Segments clients
clés AGRÉGATION valeur
SELF-SERVICE
NETTOYAGE
COMMUNAUTÉ
SOURCES DE MARKETING INFORMATION EN LIGNE
DONNÉES AS A SERVICE
TIERCE VENTE APPLICATION
PROVIDER
D’OUTILS
ANALYTICS
Ressources clés Canaux
DATA FIABLES VENTE
MARCHÉ DE DIRECTE
NICHE DETAILLEES
REVENDEURS
PRECISES APPLICATION
Structure de coûts Revenues Streams
SITE WEB / PAIEMENT
MARKETING SERVICE A L’USAGE
VENTES COÛTS DE
LICENCE
PUBLICITÉ
Figure 10 : Exemple de Business Model orienté Data
18
C1 - PublicDES PARTENARIATS capitaux et de données générées par des
ATYPIQUES opérations matures.
Cette nouvelle économie des complémen-
Le matériel, devenu plus accessible, baisse les
tarités s’insère dans un écosystème plus large
barrières d’entrée sur les marchés. À présent,
de coopération. Les Etats saisissent que la
les technologies de pointes sont développées
réussite des industries à se transformer peut
par des petites entreprises innovantes dans
redynamiser l’ensemble de leur paysage
des marchés de niche. Plus agiles, ces
économique. Ainsi, les institutions s’engagent de
nouveaux entrants sont capables d’intégrer très
plus en plus financièrement dans la recherche
rapidement les nouvelles technologies en les
fondamentale et appliquée des technologies en
valorisant un maximum.
œuvre comme l’Intelligence Artificielle. Ces
Les grands acteurs industriels ont bien projets peuvent mobiliser différents partenaires.
compris qu’ils ne réussiraient pas seuls leur Cette restructuration du tissu industriel autour de
transformation numérique. Beaucoup font nouvelles complémentarités entre entreprises est
donc le choix de collaborer avec de jeunes donc appuyée par les instituts, chambres de
startups. Les premiers manquent de commerce, etc… Les Etats développent les
compétences sur les technologies de pointe et conditions d’un dialogue entre les différentes
les secondes font face à une pénurie de parties inscrites dans l’Industrie 4.0.
FORCES FAIBLESSES
• De nouvelles solutions aux anciens • Différence de taille de structure
problèmes
• Différence de vue sur les cycles Produit
• Un delivery plus rapide et productif (ex : software vs véhicule)
• Capacité à accepter de nouveaux • Nécessité d’un support financier
challenges S W
T
OPPORTUNITÉS O T MENACES
• Création de nouveaux produits • Différence de culture et de taille
différenciants d’entreprise
• Agilité et rythme soutenu avec la culture • Des maturités cybersécurité différentes
startup
Figure 11 : SWOT d’un partenariat grand compte industrie / Startup
PLUS DE PRODUCTIVITÉ L’Industrie 4.0 ouvre de nouveaux marchés
différents de ceux mesurés normalement. Les
statistiques traditionnelles ne prennent en compte
L’étude annuelle « Productivity Brief 2019 » de The
ces nouveaux profils, de nombreux services
Conference Board, fait le constat qu’au cours des
utilisés aujourd’hui améliorent la productivité mais,
dernières années, la productivité mondiale a très
étant gratuits, ne sont pas comptabilisés
faiblement progressé alors que les progrès
technologiques et les investissements dans À terme, l’Industrie 4.0 va inverser le rapport
l’innovation ont augmenté de manière exponentielle. entre l’accumulation de capital (principal levier
de productivité) et les gains en efficacité par
Cela indique que les effets de la transformation
innovation en agissant sur tous les leviers cités
digitale sur la productivité sont encore trop limités pour
précédemment : l’amélioration des produits et le
se traduire par une amélioration durable au niveau
développement de nouvelles offres, une meilleure
macroéconomique.
connaissance des clients, la captation de
Klauss Schwab, Président du World Economic Forum, nouveaux business à forte marge, la définition de
propose un second éclairage sur ce phénomène nouveaux business modèles basés sur la donnée.
19
C1 - Public__
4/ Où en sont les entreprises ?
Quels niveaux de maturité ?
Les initiatives en cours
Les challenges à relever
C1 - PublicQUELS NIVEAUX DE MATURITÉ ?
L’étude réalisée par
Harvard Business
Review (2016) a élaboré
une matrice de maturité
pour déterminer les
secteurs américains les
plus avancés dans la
numérisation et en donne
les raisons. L’étude se
base sur 3 indicateurs :
les actifs /biens
technologiques, la
numérisation des
processus et l’utilisation
des technologies en
interne.
Sans surprise, en haut
de la liste se trouvent
les secteurs de la tech
et les services
financiers, étant donné
leurs efforts pour
automatiser les
transactions back-office
et les interactions avec
les clients.
En bas, les secteurs de
la santé, du bâtiment et
de l’agriculture restent
peu matures sur les
différentes dimensions
du fait de leur forte
localisation et de l’impact
des règlementations
publiques.
Figure 12 : Etude de maturité digitale par secteur HBR 2016 ©
Ici, il est intéressant de comparer les sur investissement sont plus visibles et rapides
industries dites « avancées » (advanced sur le marché. Cela influence directement
manufacturing) à celles classiques (goods l’avantage concurrentiel d’une entreprise. Par
manufacturing) pour comprendre les leviers contre, les dépenses de numérisation du
sur lesquels les industries de pointe se sont travail et des actifs restent faibles. Pourtant,
concentrées en priorités et les autres qui lorsque l’on compare avec les industries
semblent plus compliqués à numériser. avancées, le prochain palier de maturité
passera obligatoirement par là.
L’industrie classique a amorcé sa
numérisation uniquement pour ses
processus business et marketing. Etant les
services les plus proches du client, les retours
21
C1 - PublicLES INITIATIVES EN COURS
En effet, les opportunités sont multiples :
L’IOT COMME POINT D’ENTRÉE améliorer l’efficacité opérationnelle, optimiser
les coûts et augmenter les revenus, booster la
L’IoT (Internet of Things) littéralement l'Internet productivité et avoir un meilleur contrôle sur la
des objets désigne l'interconnexion de production. Cependant, toutes les industries
terminaux (appareils et objets) identifiés par ne sont pas prêtes à accueillir l’IoT peinant à
une adresse IP (Internet Protocol). Avec gérer la quantité et la complexité des données
l'Internet des objets, les appareils peuvent être générées.
connectés à Internet, détecter, rassembler et
communiquer entre eux et avec des L’IoT reste néanmoins la porte d’entrée
applications via des solutions de connectivité privilégiée des organisations dans
IP. l’Industrie 4.0, avant d’entamer un cycle de
Selon IDC, 55% des industries considèrent que montée en maturité progressive. En 2020, le
l’IoT est stratégique pour leurs activités et un marché de l’IoT devrait représenter 300
moyen d'être plus compétitif (2016). milliards de dollars (source Gartner 2017).
2 use cases d’IoT en usine
TRACKING DES PIÈCES ÉGARÉES
Pour les industries qui construisent des
CHAINE DU FROID produits complexes et volumineux
comme dans l’aéronautique, le suivi des
Il est essentiel de veiller à ce que les composants à intégrer est crucial.
produits sensibles à la température, tels Plusieurs entreprises comptent sur
que les vaccins, soient traités de manière l’analyse de codes barres pour suivre les
appropriée au cours du processus actifs, mais cela ne permet pas d’accéder
d’élaboration, de stockage et d’expédition. rapidement à une pièce perdue. Une
La technologie IoT peut être utilisée pour plateforme de tracking IoT permet
garantir que les composants sont d’économiser les dépenses inutiles liées
manipulés correctement et que les produits à la recherche active de pièces égarées.
finis restent dans une plage de température
prédéterminée.
PASSER l’ETAPE DU PILOTE Ces entreprises ont une approche plus
stratégique : elles ne multiplient pas les
Différentes innovations technologiques existent pilotes mais se concentre sur l’amélioration
et les industries ont commencé à les d’un service ou un processus au lieu de
implémenter. A ce stade, cela reste encore tenter une généralisation, même progressive.
partiel ou de l’ordre du pilote, le déploiement Cela est également dû à leur conscience des
à l’ensemble des processus de production n’est efforts que cela demande en termes
pas encore effectif. d’investissements humains et financiers.
Passer du pilote à un déploiement à grande Les industries comprennent l’intérêt de
échelle n’est pas simple. Seules quelques numériser l’activité et d’aller vers l’Industrie 4.0.
entreprises parviennent à le faire et en obtenir Il s’agit aujourd’hui d’industrialiser l’intégration
un retour sur investissement égal ou supérieur des technologies au sein des processus
à celui attendu. métiers.
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C1 - PublicLES DÉFIS MAJEURS
LA (CYBER)SECURITE
Une industrie plus connectée est une industrie plus vulnérable aux cyberattaques. L’élaboration d’une
infrastructure IT pour l’Industrie 4.0 implique de prendre en compte ce risque dès sa conception.
Traditionnellement, l’environnement industriel est un environnement fermé, extrêmement cadré avec
des règles et des normes, spécifiques à chaque secteur. Or, avec l’ouverture des systèmes, de
nouveaux risques apparaissent avec des impacts potentiellement critiques :
•Risques physiques : une interruption ou un dysfonctionnement peut engendrer des blessures pour les
employés de l’usine (surchauffe, annulation des arrêts d’urgence, …) ou des articles défectueux qui
causeront du tort aux utilisateurs finaux.
•Arrêt de la production. La perte de contrôle du procédé de fabrication ou de tout dispositif associé est
une crainte constante. Arrêter une usine, stopper une production ou reprogrammer un processus
d’assemblage est évidemment extrêmement dommageable pour la productivité de l’entreprise.
•Fuite de données : il est critique pour les industries de protéger leurs secrets de fabrication (propriété
intellectuelle) ainsi que les informations de leurs clients.
À titre d’exemple, l’attaque « Tritton » qui a infecté plusieurs industriels, visait à reprogrammer un
système afin d’agir sur le processus de production sans que cela ne se voit. Le ransomware Wannacry
a quant à lui bloqué plusieurs grandes infrastructures industrielles en 2018.
À la différence d’une cyberattaque sur un système IT qui se limite souvent à des pertes financières, les
attaques sur des systèmes industriels peuvent détruire des équipements ou des usines entières,
menacer la sécurité nationale et même mettre en danger des vies humaines.
LE MANQUE DE COMPETENCES
Une autre crainte face à la mise en place des nouvelles technologies au centre de toute l’organisation
est le manque de compétences en interne pour accueillir et maitriser ces innovations. Les grands blocs
traditionnels que sont la fabrication, la maintenance, la supply chain seront pilotés par des outils digitaux.
Le premier enjeu est donc de garder la maitrise sur ce cycle de production. Il faut veiller à protéger la
question de la gestion des processus. Bien que de plus en plus autonomes, ils nécessiteront toujours
une surveillance constante.
Ensuite, l’arrivée des technologies entraine une transformation des compétences que doit détenir le
salarié. La formation dans l’entreprise est donc extrêmement importante. Or, comment prévoir les
compétences qui seront mobilisées demain ? Il faut que les organisations anticipent la création des
nouveaux métiers dont elles auront besoin dans le futur pour les attirer et les intégrer. Parallèlement, les
entreprises vont devoir prévoir la disparition de certaines activités et donc organiser et accompagner les
transitions de carrières.
Ces questions sensibles et relatives à l’employabilité sont souvent sources de conflit et particulièrement
redoutées par les entreprises qui préfèrent les éviter et freiner l’innovation un temps.
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C1 - Public__
5/ Nos recommandations
Rapprocher IT et OT
Valoriser la data
Repenser la cybersécurité
C1 - PublicSYNTHESE DES 20 RECOMMANDATIONS
INTÉGRER LES NOUVEAUX RAPPROCHER IT & OT
ENJEUX
1. Disposer d’un sponsorship important
15. Appliquer les bonnes pratiques SSI
classiques 2. Fixer une stratégie et une gouvernance
commune
16. Cloisonner les réseaux et confiner
les vulnérabilités 3. Centraliser la gestion de la sécurité et
de la data
17. Sécuriser les systèmes industriels
legacy 4. Créer et former des équipes aux
compétences transversales
18. Adresser les nouvelles
problématiques IoT 5. Commencer par un quick-
win pour une mise en
19. Intégrer le Cloud à la œuvre progressive
réflexion Cybersécurité Management
6. Aligner et redéfinir les
20. Adopter une démarche processus
pilotée par les risques
7. Accompagner le
Infrastructure changement et
& Data communiquer
VALORISER LES DONNÉES
8. Définir les cas d’usage des données en amont
9. Capturer les données du terrain
10. Choisir la bonne connectivité
11. Prétraiter les données à la source
12. Stocker les données utiles sur le Cloud
13. Valoriser et monétiser les données
14. Enrichir la démarche
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C1 - PublicVous pouvez aussi lire
