L'industrie 4.0 est la révolution de la production (et des domaines correspondants) concentrée sur l'intelligence dans un réseau câblé de macrodonnées, d'humains, d'opérations, de dispositions, de schémas et de ressources de fabrication actives IoT possédant la propagation, le contrôle et l'application de données exploitables comme un mode de perception de l'industrie intelligente et des grilles d'inventions et de coopération manufacturières.
L'Internet des objets joue certainement un rôle essentiel dans la section IoT industriel de l'Industrie 4.0, aux côtés de ses nombreux composants de pile IoT, intégrant des programmes IoT, des ouvertures IoT industrielles, des gadgets et bien d'autres.
Les applications IoT permettent aux superviseurs et aux directeurs d’usine de voir le rendement de leur équipe en temps réel en connectant les outils que les opérateurs utilisent pour effectuer leur travail aux machines en production.
Avec l'IoT dans l'industrie, les opérateurs peuvent trouver les pièces dont ils ont besoin plus rapidement en parcourant les flux de travail plus rapidement sans compromettre la qualité.
Les appareils IoT peuvent détecter l'activité et s'allumer et s'éteindre automatiquement. Par exemple, ils peuvent vérifier si les climatiseurs doivent être réglés à une température prédéterminée.
L'IoT permet aux capteurs de surveiller les événements tout au long de la chaîne d'approvisionnement, offrant un accès à des informations en temps réel en suivant les entrées, les appareils et les produits.
Les capteurs environnementaux peuvent surveiller en continu les conditions critiques pour la qualité et alerter les responsables en cas de dépassement des seuils de qualité. Ces derniers peuvent surveiller les variables et recevoir des alertes immédiates en cas de dépassement des paramètres attendus.
Les opérations qui prennent en charge l’Internet des objets leur permettent de collecter des données automatiquement, ce qui leur donne plus de temps pour améliorer les processus.
L'Internet des objets (IoT) de l'Industrie 4.0 interconnecte les appareils industriels à un serveur partagé. Cela facilite le transfert de données et d'informations entre les équipements industriels, ainsi qu'entre les employés. Cela améliore le fonctionnement et facilite le partage des informations au même moment, favorisant ainsi un environnement de travail collaboratif.
Les technologies IIoT accélèrent la production de biens et de services. Elles permettent la disponibilité et l'acquisition de volumes importants d'informations à grande vitesse et avec compétence. Grâce à l'accumulation et au stockage exhaustifs d'informations simultanées, l'IIoT optimise la production en minimisant la nécessité de compiler manuellement les données.
L'IIoT fournit aux industries des informations en temps réel, des diagnostics prospectifs, des équipements de fabrication en ligne et des systèmes informatisés, qui facilitent la détection des risques potentiels, qui ne peuvent pas être détectés manuellement ; permettant ainsi des solutions à temps et évitant des répercussions graves telles que des dommages aux machines.
La mise en place d'une usine automatisée équipée de systèmes IoT peut nécessiter un budget initial relativement élevé. Cependant, les coûts d'exploitation après la mise en place devraient diminuer considérablement. L'automatisation et la consolidation des systèmes industriels, ainsi que le traitement de l'information et les autres fonctionnalités offertes par l'IIoT, réduisent les coûts de diverses manières. Ces aspects permettent de contrôler et d'optimiser tous les aspects des opérations de production et de la chaîne logistique. De plus, ils fournissent les données en temps réel et la prévoyance nécessaires à la mise en œuvre d'actions rapides et intelligentes, ce qui, à long terme, améliore la rentabilité de l'ensemble du processus de production.
La quatrième révolution industrielle a apporté des avancées qui permettent aux entreprises de se conformer automatiquement aux exigences de l’État grâce au suivi avancé des marchandises, au profilage des consommateurs, à l’enregistrement des informations, etc.
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L'emploi des fonctions de l'Industrie 4.0 se fait au moyen de :
Principalement, quatre constituants principaux peuvent encapsuler tous ces appareils, donnant ainsi un sens à l'expression Industrie 4.0 :
L'Industrie 4.0 associe une grande variété de technologies modernes pour générer de la qualité. Grâce à des systèmes intelligents contrôlant des opérations concrètes, une imitation automatisée de l'environnement réel peut être créée. Les propriétés des systèmes intelligents incluent la capacité à prendre des décisions individuelles et distinctes, atteignant ainsi un degré élevé d'indépendance.
La qualité générée par l'Industrie 4.0 peut dépendre de la reconnaissance automatisée. À ce stade, la production intelligente nécessite l'intégration de technologies éprouvées aux processus de production pour s'inscrire dans le cadre de l'évolution de l'Industrie 4.0 et non de la numérisation.
En 2011, le ministère allemand de la Recherche et de l'Éducation a sollicité le secteur et les chercheurs pour formuler des suggestions visant à perturber le secteur de la production. L'objectif était de donner aux entreprises allemandes l'opportunité de jouer un rôle opérationnel dans la définition de l'Industrie 4.0.
En 2013, l'École allemande des sciences et technologies a mis en place un programme d'enquête et des suggestions d'exécution, élaborés à la demande du département. Ces recommandations ont été mises en œuvre conformément à la Directive nationale relative aux systèmes enracinés.
Selon Henning Kagermann, président du Conseil d'Acatech, les industries du futur allieront une élasticité exceptionnelle à une capitalisation maximale des actifs. L'Industrie 4.0 permet à l'Allemagne de renforcer encore davantage son statut d'État industriel, de fournisseur de machines industrielles et de prestataire de services informatiques.
Par ailleurs, les principaux objectifs de l'entreprise allemande étaient de jeter les bases du programme électronique de l'Union européenne, approuvé par le Comité européen comme composante des objectifs de l'Europe pour 2020, et de progresser vers la révolution industrielle numérique de quatrième génération. Ce programme figure actuellement parmi les sept principaux lancements européens, représentant 5 % du PIB de l'Union européenne et couvrant une estimation économique de 660 milliards d'euros par an.
Henrik von Scheel, architecte allemand de la transformation numérique et fondateur de l'Industrie 4.0, a déclaré : « Fondamentalement, l'attention de l'Industrie 4.0 n'est pas centrée sur la technologie, mais sur l'humain. » Il a ensuite souligné que depuis que l'homme primitif a sculpté un rocher, l'humanité s'est dotée de la capacité de créer des équipements pour gérer son environnement. La quatrième révolution industrielle ne fera pas exception. Contrairement aux précédentes, les deux dernières, la troisième et la quatrième, ont progressé plus rapidement. L'Industrie 3 introduit une combinaison de réalités électronique, tangible et virtuelle et constitue la transformation morphologique la plus remarquable depuis plus de 4 ans. Cette révolution dépassera largement les attentes humaines par son ampleur, son ampleur et sa complexité. Ses impacts influencent tous les secteurs et tous les États du monde.
L'Internet des objets (IoT) est une expression apparue dans les années 1990. À l'époque, il ne s'agissait pourtant que d'un concept théorique. Des philosophes révolutionnaires prédisaient qu'avec le développement des sciences et des technologies, les appareils utilisés quotidiennement par les humains communiqueraient un jour entre eux et transmettraient des informations à un réseau commun pour optimiser leur fonctionnement et gagner en efficacité. L'IoT peut être relié à des appareils intelligents tels que les smartphones, les voitures connectées, les montres connectées, etc.
L'IIoT (Internet industriel des objets) est une expression qui distingue les appareils IoT industriels de ceux destinés aux consommateurs. Cependant, l'idée fondamentale est fondamentalement similaire. Les appareils IoT industriels sont connectés à distance aux réseaux internet domestiques et au monde entier. Ces appareils ouvrent une nouvelle voie dans la mécanisation, collectant une quantité exceptionnelle d'informations sur chaque élément d'une opération et les transmettant au serveur internet central. Ces informations permettent un diagnostic et une exploitation encore inédits, générant ainsi efficacité et compétence.
Voici les différences entre l’Industrie 4.0 et l’IIoT :
Malgré ces disparités, l'Industrie 4.0 et l'IoT industriel visent à améliorer les opérations de production. Par conséquent, pour prendre l'avantage dans un secteur de production concurrentiel, nous devons adopter ces nouvelles technologies.
La révolution industrielle désigne le développement mondial des industries de la fin du XVIIIe siècle au début du XXIe siècle, en Grande-Bretagne et aux États-Unis. Cette époque rapide, fortement influencée par le développement des machines et de l'approvisionnement énergétique, s'est divisée en quatre phases :
L'Industrie 1.0 privilégiait le recours au mouvement ouvrier organisé. Cependant, elle ne disposait pas de la loi sur les droits des travailleurs, pourtant essentielle à la sécurité des travailleurs (années 1760-1840).
L'Industrie 2.0 a introduit la loi sur les droits du travail, qui protégeait les intérêts des ouvriers d'usine. L'énergie provenait alors des mines de charbon (1840-1913).
L'Industrie 3.0 a débuté au début de la Première Guerre mondiale. Gouvernements et entreprises privées, comme Ford, ont misé sur l'assemblage et la production de masse de biens. Des avancées technologiques majeures, telles que l'invention de l'avion et du véhicule, ont facilité cette phase. L'invention de l'électricité et la découverte de sources d'énergie renouvelables ont propulsé cette révolution à des sommets inégalés. L'acier et le fer étaient les matériaux essentiels de cette ère d'industrialisation (1914-années 1970).
L’Industrie 4.0 – Botch a lancé ce concept à Hanovre en 2011. Il l’a décrite comme un ensemble de technologies de données et de transmission intégrées à la production industrielle. Le terme « Industrie 4.0 » repose sur quatre principes fondamentaux :
L'industrie 4.0 se caractérise par rapport aux révolutions industrielles précédentes comme suit :
Voici les facteurs originaux qui ont favorisé le développement de l’industrie 4.0 :
Bien qu'elle soit la plus révolutionnaire de toutes les phases industrielles, l'Industrie 4.0 présente toujours des défis et des risques, comme ses prédécesseurs. Ces défis sont répartis selon les secteurs susceptibles d'être touchés par l'Industrie 4.0, notamment :
Les coûts économiques élevés liés à l'achat, à l'entretien et au remplacement des machines s'élèvent à des milliards de dollars par an. L'adaptation des modèles économiques industriels est complexe et méconnue de la majorité des acteurs qui se sont adaptés à l'industrie 3.0, utilisant des stratégies marketing analogiques et personnalisées. De plus, les investissements économiques, la plupart des industries valorisant des actions volatiles et dépendantes des enjeux mondiaux émergents, sont flous.
Les industriels comme le grand public s'inquiètent de la confidentialité. La détection des visages par l'IoT est perçue comme une atteinte à la vie privée, notamment en raison de la détection des visages et des plaques d'immatriculation des véhicules. L'Industrie 4.0 est également soupçonnée d'avoir contribué à la surveillance, suscitant la méfiance des entreprises privées et des gouvernements.
De plus, l'IoT dans l'industrie a entraîné le licenciement de nombreux ouvriers. L'automatisation et le contrôle à distance ont joué un rôle important. De plus, le risque de déséquilibre entre les sexes est accru dans les facultés, les postes étant les plus vulnérables à la substitution par l'IA.
Les problèmes organisationnels découlent des problèmes de sécurité informatique, considérablement aggravés par la nécessité intrinsèque de rouvrir des ateliers de production récemment fermés. L'Industrie 4.0 exige également une fiabilité et une résilience constantes, essentielles à l'apprentissage automatique, notamment des temps de latence très courts et sûrs, ainsi qu'une exigence constante de maintien de la qualité des systèmes de production afin d'éviter tout obstacle informatique susceptible d'entraîner des interruptions de production coûteuses. La nécessité de protéger le savoir-faire industriel (y compris les fichiers de garde des équipements de mécanisation industrielle) expose les autres travailleurs à des risques professionnels, créant ainsi un biais. Ce phénomène est aggravé par l'absence de compétences adéquates pour accélérer la transition vers la 4RI.
La plupart des pays incluent des outils institutionnels pour faciliter l’adoption des technologies de l’Industrie 4.0 tels que :
L'Agence de transformation numérique (DGA) est présente et, en collaboration avec le groupe de travail IIoT du Premier ministre, elle encourage l'adoption de l'IoT dans le secteur industriel. Ces deux organisations encouragent les relations entre les groupes industriels américains et allemands, favorisant ainsi la croissance de l'Industrie 4.0.
Le groupe de travail, organisme responsable de la gestion de l'Industrie 4.0, a présenté plusieurs textes au gouvernement fédéral en octobre 2012, visant à reconnaître les membres et partenaires du groupe de travail comme moteurs de l'Industrie 4.0. Un an plus tard, le rapport de synthèse sur l'Industrie 1 a été présenté à la Foire de Hanovre. Cette réunion de soutien s'est déroulée sous l'égide de l'Académie allemande des sciences et de l'ingénierie.
Les principes industriels, lorsqu'ils s'appliquent aux entreprises, ont parfois été rebaptisés. Par exemple, le fabricant de pièces aérospatiales Meggitt PLC a désigné son analyse de l'Industrie 4.0 par l'appellation M4.
La stratégie Industrie 4.0 du gouvernement national implique une personnalisation robuste des produits dans les conditions flexibles de la production de masse. La technologie d'industrialisation nécessaire est complétée par des possibilités d'amélioration, de configuration, de diagnostic et d'accompagnement des créatifs et des ouvriers dans leurs tâches complexes.
En Afrique australe, une Commission présidentielle pour la quatrième révolution industrielle a été nommée. Elle regroupe plusieurs acteurs du secteur issus du gouvernement fédéral. La même année, le pays a également créé un Comité interministériel sur l'industrie.
Ce pays accueille chaque année le Comité présidentiel sur la quatrième révolution industrielle (créé en 2017). La commission de la stratégie intercoréenne (2017) se concentre sur les dispositifs de développement modernes, notamment l'IA et les véhicules autonomes, conformément à la stratégie financière du gouvernement axée sur l'innovation.
Bien qu'étant un pays en développement, l'Ouganda promeut activement l'industrie 4.0. Selon sa stratégie 4IR, le pays commencera à développer des centres urbains intelligents, adoptera des pratiques de santé modernes, développera ses secteurs de l'agroalimentaire et de l'éducation, sans oublier la gouvernance électronique et l'économisation numérique. Afin de soutenir les industries régionales, le pays envisageait d'adopter en 2020 une loi sur les start-ups locales, qui obligerait tous les comptables à consommer le marché local avant d'acquérir des données numériques à l'étranger.
L'Industrie 5.0 peut paraître étrange, mais elle existe bel et bien. Elle implique des logiciels d'IA et des gadgets intelligents qui favorisent un travail intelligent et pratique pour les humains. « L'Industrie 5.0 fera de l'usine un lieu où les créatifs pourront venir travailler et créer une expérience supplémentaire, personnalisée et humaine pour tous. » - Esben Østergaard. Cela se fait en reliant la façon dont l'homme et la machine interagissent ; les études indiquent que la prochaine révolution industrielle impliquera que la majorité des secteurs industriels emploieront des gestionnaires de robots de base au cours des cinq prochaines années.
Le marché industriel devrait passer de 64.9 milliards USD en 2021 à 165.5 milliards USD en 2026, soit une croissance de 20.6 % entre 2021 et 2026.
Les caractéristiques clés qui alimentent le développement du marché
La COVID-19 a eu un impact négatif sur les acteurs clés de la croissance de l'Industrie 4.0. À ce jour, certains pays subissent encore les conséquences, ce qui freine la croissance de l'Industrie 4.0. Avec l'explosion de la pandémie aux États-Unis et dans certains pays d'Asie, le secteur manufacturier est confronté à d'énormes difficultés. L'industrie automobile américaine, l'une des plus importantes au monde, stagne depuis fin 2020. La baisse des besoins a conduit de nombreux constructeurs automobiles à réduire leur production partout dans le monde, rendant obsolètes les concepts d'autonomie tels que l'IoT, l'IA et la blockchain.
La région Asie-Pacifique, qui compte l'une des plus grandes économies en développement au monde, a été la plus touchée par la COVID-19. La production électronique dans la région représente environ 70 % des activités mondiales du secteur, la Chine en tête. Ce secteur a subi de lourdes pertes au premier trimestre 2020 en raison de l'épidémie. L'Inde a également connu une deuxième vague de COVID-19, bouleversant profondément ses chaînes d'approvisionnement. Les couvre-feux périodiques et les restrictions de transport en juillet 2021 ont entraîné d'importantes pertes dans le secteur de la production. Le Japon et la Corée du Sud tentent également de se remettre de la Covid-XNUMX.
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