By Michelle Drew Rodriguez, Bernhard Langefeld and Oscar Silva Eguibar

Le terme « industrie 4.0 » est né il y a plus de dix ans pour désigner les fantastiques gains d’efficacité rendus possibles par la digitalisation des opérations de fabrication. Beaucoup d’industriels ont déjà commencé à explorer les nouvelles technologies et à les utiliser, mais la plupart ne tirent pas encore pleinement parti de ce que l’industrie 4.0 a à offrir. Il est désormais évident que les défis technologiques et organisationnels ne manquent pas, et que le passage de l’industrie manufacturière à l’ère du numérique est plus complexe que prévu.

Dans notre nouveau rapport, État des lieux de l’industrie 4.0, nous étudions la manière dont les entreprises peuvent s’inspirer des principaux industriels nouvelle génération sur le continent américain, et dont elles peuvent structurer leur propre transformation vers une industrie 4.0 en adoptant une stratégie et une vision claires qui exploitent tout le potentiel des technologies de fabrication numérique (digital manufacturing).

Le nouveau rapport de Roland Berger étudie la manière dont les entreprises peuvent s’inspirer des principaux industriels nouvelle génération sur le continent américain, et dont elles peuvent structurer leur propre transformation vers une industrie 4.0 en adoptant une stratégie et une vision claires qui exploitent tout le potentiel des technologies de fabrication numérique En Amérique et ailleurs dans le monde, Roland Berger a aidé de nombreux industriels à structurer leur transformation vers une industrie 4.0 et à établir une stratégie et une vision claires pour exploiter tout le potentiel des technologies de fabrication numérique. En observant les différents engagements pris par nos clients et en interrogeant des experts de référence sur le marché, nous avons remarqué que certaines entreprises industrielles avaient mieux réussi et pris une longueur d’avance ces dix dernières années. Ces entreprises ont plusieurs attributs en commun.

Avant tout, elles ont une bonne compréhension de leur situation de départ et s’en servent pour mettre en place une stratégie de transformation holistique qui tient compte des réalités du marché. Ensuite, elles ont clairement déterminé les cas d’usage prioritaires dans la fabrication numérique ; elles ont formé une équipe dédiée aux compétences transversales ; elles savent vers quel environnement IT/OT elles souhaitent évoluer ; et bien sûr elles investissent dans le renforcement des capacités de leurs collaborateurs. Cette approche permet aux sociétés d’éviter d’investir dans des projets à faible valeur ajoutée et de miser au contraire sur les solutions les plus rentables.

Les entreprises manufacturières moins matures peuvent s’inspirer de ces bonnes pratiques et décliner leur propre vision et leur propre stratégie pour accélérer leur transition vers une « industrie 4.0 ».

"Compte tenu de la pression sur les ressources et la localisation, les entreprises doivent se montrer pragmatiques et miser sur les solutions à fort impact. Le choix d’un réseau en étoile, associé à l’application de bonnes pratiques, permet de développer efficacement des solutions évolutives qui génèrent rapidement une valeur ajoutée considérable. "

1. Industrie 4.0 : la situation actuelle

L’« industrie 4.0 », ou digitalisation, est un élément clé de la fabrication nouvelle génération. Elle favorise l’automatisation vers une production entièrement autonome. Ces dernières années, les industriels ont investi beaucoup de temps et de ressources pour mettre en place les capacités nécessaires et identifier les cas d’usage à déployer au sein de leurs usines. L’industrie automobile a particulièrement encouragé la digitalisation dans la production. Elle est souvent considérée, avec l’industrie des semi-conducteurs, comme un fer de lance en matière de mise en œuvre. (Pour en savoir plus sur l’industrie nouvelle génération, découvrez notre nouveau rapport Quand les industriels américains se réinventent : L’industrie nouvelle génération, une source de compétitivité et de résilience – Contenu international, disponible en anglais).

Cependant, plus on explore de cas d’usage, plus la route vers une production entièrement digitale ou autonome semble complexe. Plusieurs écueils technologiques et organisationnels ralentissent la transformation des sites de production.

2. Quels cas d’usage de l’industrie 4.0 génèrent le plus de valeur ?

La transformation digitale de l’industrie offre de nombreux cas d’usage (dont beaucoup sont spécifiques à un secteur ou à un processus de fabrication). Nous avons distingué sept catégories de cas d’usage. La plupart des entreprises ont expérimenté au moins un cas de chaque catégorie, mais la priorité est clairement donnée aux six applications qui offrent le plus de valeur ajoutée immédiate : optimisation (en temps réel) des paramètres en cours de processus ; maintenance conditionnelle et prédictive ; inspection par vision automatisée ; inspection de processus basée sur les données ; manutention autonome des matériaux en intralogistique ; et le suivi du transport dans la supply chain. Ces cas d’usage concentrent une grande part de l’investissement des entreprises dédié à la digitalisation de l’industrie.

3. Comment les leaders de l’industrie 4.0 maximisent-ils les bénéfices des cas d’usage ?

Il est rarement simple de développer et mettre en œuvre de nouveaux cas d’usage de la fabrication numérique. Il faut d’abord faire face à plusieurs défis techniques et organisationnels. Nous avons échangé avec des clients du continent américain et avec des experts du marché pour mieux comprendre 1) la configuration organisationnelle et le modèle opérationnel, et 2) l’architecture IT/OT sur laquelle s’appuient les entreprises les plus performantes pour relever ces défis.

Bien que les configurations concrètes varient d’une entreprise à l’autre, il est clair que trois facteurs doivent être pris en compte simultanément pour tirer pleinement parti de l’industrie 4.0 : l’équipement et les cas d’usage (voir chapitre 2) ; les logiciels et les données ; et l’organisation. Les meilleures entreprises partagent cette vision et on retrouve des concordances dans la manière dont elles mettent en œuvre les cas d’usage de l’industrie 4.0.

4. Ce que les leaders de l’industrie 4.0 ont à nous apprendre

Les secteurs de l’automobile et des semi-conducteurs sont vus comme les chefs de file de la fabrication numérique. Bien que tous les cas d’usage ne soient pas transposables, leur approche globale l’est et fonctionne quel que soit le secteur industriel. Les entreprises devraient concentrer leur stratégie industrie 4.0 sur cinq éléments clés.

• Une vision réaliste

Pour définir une stratégie de fabrication numérique complète, il est important que les entreprises sachent d’où elles partent, puis qu’elles tracent un cadre pour évaluer et prioriser les cas d’usage et les ressources disponibles. Sur cette base, elles doivent définir leur propre vision de l’industrie 4.0 et les étapes pour la concrétiser.

• Une priorisation claire des cas d’usage et des ressources
  Il est nécessaire de hiérarchiser clairement les cas d’usage et les ressources en vue d’obtenir un impact réel, puis de quantifier leur valeur ajoutée avant de réaliser une étude de rentabilité des cas retenus. Les cas d’usage à forte valeur ajoutée sont généralement associés soit à une maturité technique relativement bonne, qui permet une mise en œuvre rapide, soit à un processus ou à un équipement hautement standardisé qui offre une large réplicabilité.
• Une organisation en étoile
  L’identification, la hiérarchisation et la mise en œuvre rapide et sans redondance des cas d’usage nécessitent une approche centralisée (en étoile). Une unité centrale ne peut pas être rattachée uniquement à l’IT ou à la production ; elle doit combiner les deux. Bien qu’elle doive travailler en étroite collaboration avec les usines, cette unité centrale doit aussi bénéficier de l’autorité nécessaire pour piloter la digitalisation et prendre les décisions finales.
• La gestion des talents et la formation
  Dans des usines hautement automatisées, l’efficacité globale des équipements et le taux de disponibilité impose de former les opérateurs et techniciens à des compétences de fabrication pointues leur permettant de travailler avec ces équipements automatisés. Les grandes entreprises travaillent sur des programmes de qualification, souvent en partenariat avec des établissements locaux de formation. De nouvelles fonctions émergeront au sein des organisations industrielles et de nombreux métiers hors atelier devront également évoluer. Les entreprises les plus modernes ont mis en route de nouvelles initiatives et en observent déjà les bénéfices : innovation, agilité et délais de commercialisation, orientation client et capacité à réagir à l’imprévu.
• Un environnement et une feuille de route IT/OT
  Bien qu’une approche basée sur les cas d’usage soit nécessaire dans un premier temps pour gagner en expertise et obtenir des résultats rapides, il est indispensable, passé un certain niveau de maturité, de mettre au point une stratégie de digitalisation qui définit clairement l’environnement IT/OT visé et les étapes de mise en œuvre afin d’éviter la redondance d’infrastructures et d’interfaces IT pour différents cas d’usage.

Conclusion

Les principales entreprises de l’industrie 4.0 suivent une stratégie claire articulée autour de trois axes pour piloter la transition vers l’industrie numérique. Premièrement, elles ont une bonne compréhension de leur situation de départ, du contexte de leur secteur et des solutions potentielles en matière de fabrication numérique, ce qui leur donne une vision claire tenant compte des réalités du marché. Deuxièmement, une unité centrale dédiée à la fabrication numérique avec un modèle opérationnel clair garantit l’optimisation des ressources et la disponibilité des capacités nécessaires. Afin de rester compétitives, les entreprises peuvent alors concentrer leurs investissements sur les infrastructures clés et sur les initiatives les plus rentables. Troisièmement, un environnement IT/OT cible simplifie le déploiement et la maintenance ultérieure des cas d’usage mis en œuvre.