L'état de l'industrie (4.0)

Séries d'interviews avec des experts Norican

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L'état de l'industrie (4.0)

La transformation numérique de l’industrie a progressivement évolué de la sphère des idées et des concepts aux ateliers et aux fonderies. Dans la deuxième partie de notre série spéciale d'interviews, nous examinons l'état actuel de l'industrie 4.0 dans le secteur de la fonderie, avec cinq experts du groupe Norican évoquant différentes perspectives sur la numérisation des processus de fonderie. Nos experts :

Rudi Riedel

Président, Norican Digital

Ancien PDG de StrikoWestofen et président de Light Metal Castings Group, Rudi est devenu président de Norican Digital en 2017. 

Il dirige une équipe d’experts pour le développement de produits de l'industrie 4.0 destinés à prendre en charge les quatre marques Norican (DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen et Wheelabrator) et les clients qu’ils approvisionnent et qui cherchent à accroître leur productivité en exploitant l’Internet des objets industriels (IIoT). Rudi Riedel a également occupé des postes de direction chez KERN Microtechnik GmbH et Georg Fischer.

Nina Dybdal Rasmussen

Vice-présidente du développement du portefeuille de produits, DISA

Nina a commencé chez DISA en 2005 en tant que responsable marketing et à partir de 2011, elle a relevé le défi de responsable de programme pour les transferts de technologie du centre technologique DISA du Danemark vers l'Inde et la Chine. 

Depuis lors, son engagement pour la stratégie et la numérisation des produits en 2018 l'a amenée à occuper le poste de vice-présidente du développement du portefeuille de produits pour les équipements de fonderie et les solutions numériques de DISA.

Stanislav Venclik

Vice-président du développement du portefeuille, Wheelabrator

La carrière de Stanislav Venclik (principalement avec l'équipement à grenaille) s'étend sur plus de 20 ans où il a eu l'occasion de travailler avec des collègues de Norican dans le monde entier. 

Il se spécialise dans les défis d'ingénierie, en mettant l'accent sur l'ingénierie de concept, le développement de produits, la gestion de projet et le transfert de connaissances/technologies avec des équipes Wheelabrator en Chine et en Inde. Depuis 2017, il est basé au centre pour l'innovation produit à Zurich, en Suisse, et il développe le portefeuille de produits de Wheelabrator pour s’assurer qu’il correspond aux besoins du secteur et des clients.

Theodoor van der Hoeven

Vice-président du développement de produits, StrikoWestofen

En tant que responsable de la recherche et du développement de produits, Theodoor van der Hoeven se passionne pour la stimulation de la numérisation au sein de StrikoWestofen, Norican et le secteur de la fonderie dans son ensemble.

À ce poste depuis 2016, Theodoor van der Hoeven est au cœur de l'identification des tendances, des processus de développement et de tous les projets liés aux nouveaux produits StrikoWestofen. Avant de travailler chez StrikoWestofen, Theodoor a travaillé chez AVL SCHRICK GmbH et DAF Trucks NV. Il a obtenu son doctorat en technologie de l'énergie à l'Université de technologie d'Eindhoven.

Carlo Scalmana

Ancien Président, Italpresse Gauss

Carlo Scalmana a rejoint Italpresse Gauss il y a plus de dix ans, en 2008. Selon lui, l'innovation et la tradition sont complémentaires et ne doivent jamais être en conflit. 

Cette passion, alliée à sa formation en ingénierie, lui ont permis de renforcer l’engagement et la réputation de la société vis-à-vis du développement de solutions innovantes pour le secteur de la coulée sous pression : des solutions de qualité qui résolvent les défis réels avec facilité et fiabilité.

Le terme « industrie 4.0 » résume le potentiel d’une quatrième révolution industrielle. Il existe depuis près d’une décennie maintenant. Après l’engouement initial, quel est l'état de l'industrie 4.0 ?

Theodoor van der Hoeven (StrikoWestofen) : Il est apparu que faire fonctionner l'industrie 4.0 dans la vie réelle n’était pas aussi simple qu’on le pensait au départ. Le marché se dirige cependant dans la bonne direction. Nos clients exigent activement des solutions industrie 4.0. Plus important encore, le cloud comment à être accepté. Même les constructeurs automobiles qui, il y a quelques années, auraient été absolument catégoriques sur le fait qu'ils ne laisseraient jamais le cloud entrer dans leurs activités, changent progressivement d'avis. C'est une évolution essentielle, car le cloud constitue la base de la plupart des technologies de l'industrie 4.0.

En bref, le concept d'industrie 4.0 est devenu beaucoup plus clair. C'est loin d'être un concept prêt à l'emploi et il est devenu évident que les fabricants d’équipements ne peuvent pas faire ce qu'ils veulent. Nous avons besoin de normes.

Où se situe le secteur de la fonderie dans son parcours vers l'industrie 4.0 ?

Rudi Riedel (Norican Digital) : Nous sommes à un carrefour vraiment intéressant. L'intérêt est élevé et il y a une réelle volonté d'investir dans la recherche et la compréhension des avantages de l'industrie 4.0 pour les fonderies. Les données sont désormais considérées, à juste titre, comme une clé permettant de résoudre les problèmes de productivité d’une manière qui n’était tout simplement pas possible ou réalisable auparavant.

L'inconvénient, c'est que les données sont également considérées comme un facteur de risque. Cela est particulièrement vrai sur les marchés européens. Le cloud est à la fois une aide et un obstacle.

Un mécanisme permettant aux applications numériques de collecter, de surveiller, d’exploiter et d’analyser des informations en temps réel apporte de réels avantages commerciaux, par exemple, fournir aux clients disposant de plusieurs sites un moyen simple de suivre et de comparer l’efficacité des processus, mais c'est également une source de réticence pour des questions de sécurité.

Nina Dybdal Rasmussen (DISA) : Nos clients du monde entier sont très habitués à la collecte et au traitement de données via notre plate-forme de fabrication informatisée (CIM) qui fait partie intégrante de toutes les machines de moulage DISA. Nous les aidons désormais à tirer le meilleur parti de ces données, en optimisant et en développant en permanence de nouveaux services et solutions qui transforment les données en informations exploitables et en valeur ajoutée.

Pour la grande majorité de nos clients, cela se produit dans les solutions sur site, plutôt que dans le cloud. Pour certains, cela concerne les problèmes de sécurité mentionnés par Rudi Riedel, et pour d'autres, c'est simplement parce que des niveaux de performance doivent être atteints avant de commencer à utiliser le cloud. Je dirais que c'est en grande partie ce que nos clients font actuellement, ils cherchent à acquérir les bases. Utiliser des séries de données personnelles afin d'améliorer leurs processus peu à peu, s’habituer à la gestion de plus de données ou à une réflexion stratégique sur les données à collecter par la suite. Nous avons veillé à ce que notre offre soit telle que tout client puisse nous contacter à tout moment de son parcours avec les données pour les aider à franchir la prochaine étape optimale.

La sécurité des données va-t-elle demeurer un obstacle au progrès ?

Rudi Riedel (Norican Digital) : Non. D'une part, beaucoup d'efforts sont actuellement déployés en matière de normalisation. La plupart des meilleures pratiques en matière de sécurité des données ont été « empruntées » à d’autres secteurs, comme aux services bancaires en ligne.

D'autre part, le nombre d’exemples concrets de gains de productivité et d’efficacité, comme des projets avec un retour sur investissement établi, va commencer à ébranler le scepticisme concernant la sécurité des données. En particulier une fois que les fonderies auront optimisé au maximum ce qui peut être fait sur site, comme le laisse entendre Nina.

Le terme industrie 4.0 a été inventé en Allemagne : avec des éléments comme le problème du cloud que vous avez mentionné, le pays est-il maintenant son pire ennemi lorsqu'il s'agit de faire de l'industrie 4.0 une réalité ?

Theodoor van der Hoeven (StrikoWestofen) : Peut-être, dans une certaine mesure. La situation évolue lentement. Toutefois, une grande partie des efforts essentiels de normalisation sont en cours en Allemagne. La norme clé est OPC UA, une norme ouverte qui définit la communication entre les machines. Elle existe depuis 10 ans et convient parfaitement à nos applications, mais l'adapter et la faire fonctionner dans des environnements industriels spécifiques demande un travail fastidieux. C'est un domaine où l'Allemagne est vraiment en avance.

Existe-t-il d'autres obstacles importants empêchant la mise en œuvre de l'industrie 4.0 ?

Rudi Riedel (Norican Digital) : La médiatisation ! Il y a tellement de conversations autour des possibilités presque illimitées de l'industrie 4.0 que des progrès concrets peuvent sembler irréels, voire irréalisables. La médiatisation peut servir à mettre en lumière certains développements technologiques vraiment intelligents et importants, mais elle peut également créer une méfiance. Particulièrement dans des secteurs très traditionnels comme la fonderie.

Un autre problème est que l'industrie 4.0 a bouleversé le monde des services informatiques industriels. Pendant des années, des décennies, ils se sont concentrés sur des systèmes cantonnés et bloquaient tout ce qui venait du monde extérieur. Les solutions cloud changent la donne. Elles appellent également à des changements culturels.

Traditionnellement, les équipes informatiques travaillaient principalement dans des silos numériques. C'est un problème important lorsque vous souhaitez améliorer la production en utilisant les données, la numérisation et l'automatisation. C'est quelque chose que nous constatons chez nos clients. Je pense à un client en particulier qui a « envoyé » son service informatique s’asseoir physiquement avec son équipe de production afin de bien comprendre les processus, les exigences et donc les opportunités qui existent. Ce ne sera pas un exemple isolé.

Carlo Scalmana (Italpresse Gauss) : Je conviens que la médiatisation peut empêcher de bien comprendre les bases. Les clients d'Italpresse Gauss sont principalement issus du secteur automobile. Le défi majeur consiste donc à éviter les temps d'arrêt.

Notre tâche, avant toutes les choses fantastiques que nous pouvons faire avec les technologies de l'industrie 4.0, consiste à amener les processus de nos clients à un point où ils fonctionnent de manière extrêmement stable et sans interruption. C'est la condition nécessaire à la qualité et la base pour l'amélioration des processus. Ce n’est donc pas vraiment un obstacle, mais une question de priorité.

Pour répondre au défi d'empêcher les temps d'arrêt, nous utilisons la numérisation et la technologie afin de résoudre les problèmes plus rapidement et nous donnons aux équipes de maintenance de meilleurs outils pour faire fonctionner les machines, en utilisant la réalité augmentée par exemple.

Stanislav Venclik (Wheelabrator) : Je partage l'avis de Carlo sur la stabilité des processus, c'est la base même des améliorations futures, et même si la sécurité peut ne pas demeurer un problème à long terme, les clients ont actuellement des inquiétudes quant au contrôle de leurs données. Avec des produits tels que NoriGate, nous permettons aux équipements d'être compatibles avec le cloud à l’échelle de Norican et les clients nous demandent à juste titre : « Allez-vous lire mes données ? ». Nous pouvons ensuite expliquer les contrôles techniques et contractuels en place pour nous empêcher d’accéder accidentellement ou délibérément à des données auxquelles nous ne devrions pas avoir accès. Il est important que les clients expriment leurs préoccupations s’ils en ont. Cela déclenche une conversation et dissipe les fausses idées.

En ce qui concerne les autres obstacles, je pense également qu'en tant que marque d'équipements fournissant des solutions aux clients, nous pouvons parfois être distraits par le côté mécanique des choses, au détriment de la pensée numérique. Je suis sûr que ce sera la même chose pour mes collègues de DISA, StrikoWestofen et Italpresse Gauss. Nous avons tous poursuivi nos propres développements numériques dans le passé, mais disposer d'une ressource telle que Norican Digital nous aide vraiment à maintenir l'innovation numérique au même rythme que l'innovation mécanique et nous permet de commencer à les imbriquer.

Quels sont les principaux moteurs de l’industrie 4.0 dans vos secteurs clients respectifs ?

Carlo Scalmana (Italpresse Gauss) : Pour nos clients du secteur automobile, les moteurs sont principalement le temps d'arrêt, la traçabilité et la durabilité.

Réduire les temps d'arrêt inattendus n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît. Les techniciens de maintenance sont les personnes les plus importantes de la fonderie, mais ils ne peuvent pas être des experts sur chaque pièce de chaque machine. Nous avons donc choisi d'utiliser la technologie pour faire de nos experts et solutions une extension de l'équipe sur le terrain. À l'aide d'appels vidéo, d'outils de réalité augmentée et de guides de dépannage virtuels, nous pouvons donner à l'équipe de maintenance du client les moyens de remettre les machines en fonctionnement plus rapidement.

Nous avons également développé un système de supervision pour nos machines, basé sur SQL. Les données collectées peuvent être utilisées dans l’usine ainsi que dans les systèmes de gestion. Ce système est précurseur de l'utilisation de l'apprentissage automatique et de l'analyse de données afin d'améliorer les performances des machines en temps réel. Notre objectif actuel est de fournir une maintenance prédictive.

En ce qui concerne la traçabilité, je sais que nous travaillons tous sur le sujet, l'obligation d'identifier l'origine de chaque pièce et de rassembler les données de processus et de qualité tout au long de son parcours. La connectivité est essentielle, et ce dans les différentes étapes du processus. Cependant, la traçabilité implique également des éléments fondamentaux comme le marquage et la numérisation au laser. Là encore, l'objectif ultime est de retracer la défaillance d'une pièce ou un problème de qualité jusqu'à une variation de paramètres au cours du processus de production de cette pièce. Une fois que vous y ajoutez l'intelligence artificielle et l'analyse de données, vous êtes en mesure d'améliorer continuellement la qualité et d'éliminer les défauts de processus à chaque étape.

Stanislav Venclik (Wheelabrator) : Pour intervenir au niveau de Wheelabrator : en plus des données de procédé de grenaillage, la grenailleuse peut fournir des mesures indirectes qui donnent un aperçu des autres parties du procédé. Les modifications de la distribution granulométrique de l'abrasif dans le mélange en fonctionnement ou la composition de la poussière dans le dépoussiéreur sont autant d'éléments qui peuvent être utiles pour améliorer le procédé. Comme Carlo l'a dit, la connectivité entre les machines peut accomplir beaucoup ici, tout comme la compréhension connectée du procédé.

Nina Dybdal Rasmussen (DISA) : Ce type de traçabilité vous permet également d'évaluer le coût par pièce, y compris l'énergie, les matériaux et les ressources. Et cela nous dirige en douceur vers la durabilité. L'économie de ressources et d'énergie est un facteur majeur pour l'utilisation des données et de la technologie. Notre Mould Accuracy Controller (DISA MAC) en est un bon exemple. Il utilise le suivi des paramètres en ligne pour empêcher le mauvais alignement ou assortiment du moulage, ainsi que pour prévenir les rebuts et économiser l'énergie.

Quelles technologies numériques testez-vous actuellement ? Quels sont vos succès ?

Theodoor van der Hoeven (StrikoWestofen) : L'industrie 4.0 est au centre de nos efforts. Par exemple, toutes nos machines sont compatibles avec l'industrie 4.0 à leur sortie de l'usine. Autrement dit, elles sont prêtes à générer les bonnes données de la bonne manière. Les machines existantes peuvent être mises à niveau pour fournir de meilleures données.

Au-delà de ce travail de préparation de base, nous avons effectué des essais initiaux relativement prometteurs avec l’intelligence artificielle. Le défi, c’est que les données ne sont pas suffisamment homogènes à l’heure actuelle pour fonctionner avec l'intelligence artificielle. Cette normalisation est toutefois en cours de développement. L’intelligence artificielle sera alors capable d’optimiser les processus et d’éliminer les erreurs, ce qui contribuera à améliorer la disponibilité et l'efficacité. Ce que nous avons vu avec l'intelligence artificielle, c'est que la connaissance du processus est essentielle pour le fonctionnement. Sinon, cela produira des résultats absurdes.

En ce qui concerne des cas plus spécifiques de technologies numériques en action, notre dispositif de contrôle de remplissage est un bon exemple. Comme son nom l'indique, cet appareil surveille les niveaux de remplissage des fours de dosage afin qu’ils puissent être maintenus à tout moment au niveau de remplissage optimal et ainsi garantir la meilleure précision de dosage.

Cela semble être un détail, mais cette étape se fait actuellement par une inspection visuelle des voyants lumineux de chaque four. Si vous disposez de 12 fours, un cariste conduit ainsi autour de la fonderie pour vérifier les niveaux de remplissage de métal liquide et les compléter si nécessaire.

Mais sans savoir à l'avance quel four doit être rempli, à quel moment et avec quelle quantité de métal liquide, le risque d'un four à sec ou trop rempli est relativement élevé, ce qui peut entraîner des arrêts non planifiés.

Le dispositif de contrôle de remplissage extrait ces données, les affiche de manière centralisée et est utilisé pour informer les calendriers de remplissage afin de s’assurer que les bons niveaux sont maintenus pour une production efficace. Cela permet d'économiser du temps, des ressources et garantit une plus grande sécurité.

Carlo Scalmana (Italpresse Gauss) : En utilisant les données du système de contrôle de la machine, nous avons pu entre autres identifier des créneaux horaires pendant chaque cycle où nous pouvons éteindre les moteurs électriques des systèmes hydrauliques. Cela semble être un détail, mais sur une machine de coulée sous pression à haute performance, l'économie d'énergie peut être importante. Il serait pratiquement impossible de se passer des informations fournies par les données de la machine.

Stanislav Venclik (Wheelabrator) : Les grenailleuses sont assez violentes et destructrices. Nous mettons donc toujours l'accent sur la réduction de l'usure et la gestion rigoureuse des créneaux de maintenance. L'usure élevée signifie également que les paramètres du processus peuvent glisser, la surveillance de l'état est donc essentielle pour la maintenance et la stabilité du processus. Nous utilisons la technologie de l'industrie 4.0 pour surveiller les vibrations, les conditions abrasives, l'analyse de la composition de la poussière, etc. Une grande partie de ces tâches est déjà en cours, mais hors ligne. Le défi est donc de trouver des moyens de le faire en ligne et en temps réel.

Nina Dybdal Rasmussen (DISA) : Il convient également de rappeler qu'au sein de Norican, nous avons tous reconnu et exploité la puissance des données depuis un certain temps. Chez DISA, par exemple, nous assurons la collecte de données en temps réel pour nos clients depuis la fin des années 1990 avec nos modules CIM qui assurent la surveillance et la génération de rapports sur les performances afin d'optimiser l'efficacité et la qualité des processus de production.

C'est sur ce procédé que nous avons pu nous appuyer, en développant ce principe pour observer où les données peuvent apporter une valeur ajoutée à nos clients et comment optimiser et stabiliser leur production en fonction des données de processus corrigées. Le DISA MAC, que j'ai mentionné précédemment, est notre dernier exemple en matière de collecte et de surveillance d'un point critique du processus afin d'optimiser la qualité et de réduire le nombre de mise au rebut. De nombreuses autres propositions sont à l'étude, notamment en matière de traçabilité.

De plus, grâce à des solutions comme notre service de surveillance à distance (RMS), nous fournissons désormais des services dans lesquels nous analysons les données de processus complexes pour nos clients afin de proposer des avantages comme la maintenance prédictive.

Comment Norican Digital s'intègre-t-il dans cette dynamique ?

Theodoor van der Hoeven (StrikoWestofen) : Avant la création de Norican Digital, les quatre marques du groupe avaient déjà commencé leurs propres efforts liés à l’industrie 4.0. Pour StrikoWestofen, de même que pour les autres marques, notre approche du numérique était très centrée sur la machine. Les ingénieurs de Norican Digital se concentrent plus sur les connexions entre les machines et l'ensemble du processus. Ils nous aident également à accélérer l'innovation. Par exemple, avec Norican Digital, nous fonctionnons sur des cycles d’innovation de trois mois : nous nous occupons d'un problème particulier d'un client, trouvons une solution, la testons, obtenons les commentaires de nos clients.

Rudi Riedel (Norican Digital) : Ce que Theo vient de décrire est ce que nous appelons notre modèle « cupcake ». Rien de plus simple. Nos collègues de Norican viennent nous voir avec un problème particulier de client ; un problème qui, si résolu, pourrait faire une différence pratique et immédiate pour leurs activités. Nous travaillons avec eux et avec le client pour inventer une solution, la tester et en mesurer les résultats. Le tout dans un cycle d'innovation de 3 mois. Ce sont des projets courts, agiles et axés sur les résultats qui, en cas de succès, peuvent résoudre un problème immédiatement et nous aider à développer une solution pouvant être déployée à l'ensemble de notre clientèle ; rien n'est perdu dans tous les cas.

Le coût de l'échec est très faible pour nous et le client. Il s’agit d’un processus qui décompose l'avancement en tâches simples et faciles à gérer.

Je dois avouer que nous ne pouvons pas nous approprier tout le mérite de cette approche. Nous en avons emprunté des aspects importants à Linde Gas, la société qui a inventé le cycle de réfrigération industrielle (impossible de profiter d'une bière fraîche sans cette invention !).

Cette société a été récompensée à maintes reprises pour son approche de l'innovation. Nous avons donc passé du temps à discuter avec eux, à chercher ce que nous pouvions faire, etc. Et voici le résultat.

Nina Dybdal Rasmussen (DISA) : L’avantage de cette approche pour nous est que l’innovation de l’industrie 4.0 est stimulée par les défis des clients et alimentée par notre connaissance du processus. Elle produit des innovations extrêmement pertinentes et ancrées dans la réalité.

Un consultant IoT peut facturer une fortune pour concevoir une structure capable de soutenir l'adoption numérique. Ils sont cependant incapables de regarder une courbe de température baisser et de comprendre ce que cela signifie, de comprendre comment cette information peut, à l’aide de la solution numérique appropriée, favoriser l’amélioration. Nous possédons cette connaissance détaillée des machines et des procédés de fonderie, connaissance qui provient directement des « ateliers de fonderie » de DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen et Wheelabrator.