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Revue TELECOM 186 - Technologies pour la Production du Futur

Articles Revue TELECOM

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15/10/2017

 

TECHNOLOGIES POUR LA

 

PRODUCTION DU FUTUR

 

 

 

Par Xavier Mesnard et Hervé Collignon (1991) dans la revue TELECOM n° 186

Comment les technologies numériques transforment-elles les systèmes de production et quelles sont les répercussions au plan mondial ? C'est l'objet de l'initiative Shaping the Future of Production du Forum Economique Mondial (WEF). Cet article résume les conclusions du livre blanc publié conjointement par le WEF et A.T. Kearney en Février 2017

 

 

La capacité des technologies à transformer les systèmes de production est bien connue mais l’étendue et la configuration exacte des bouleversements qu’elles engendrent restent difficiles à prévoir. Ces bouleversements touchent à la productivité des entreprises, aux équilibres concurrentiels mais aussi à l’emploi et à l’empreinte énergétique des activités industrielles.

 

Les travaux du WEF depuis 2016 visent à comprendre et à anticiper ces bouleversements. Ils s’appuient sur plus de 300 entretiens avec des responsables de production, des directeurs techniques et des chefs d’entreprises issus d’une dizaine de secteurs industriels différents.

 

Cinq Technologies clés

Le champ des technologies et des « philosophies » de production qui ont un impact sur les systèmes de production et qui doit être surveillé par les industriels, est très vaste. On dénombre plus de 60 technologies, classées dans sept grands domaines (Figure ci-contre) : Matériaux, Processus de Production, Interfaces Homme Machine, Connectivité, Analyse de données & Intelligence, Transformation Physique / Digital et Philosophies de Production.

 

Beaucoup de technologies sont bien maitrisées et abouties, quand d’autres sont en phase de maturation ou simplement en émergence.

 

Dans ce radar très large, cinq Technologies clés se distinguent par la largeur de leurs champs d’application, leur impact sur les pays, les industries et les chaines de valeur : l’Internet des Objets (IoT), l’Intelligence Artificielle (IA), la Robotique Avancée (AR), les Wearables et l’Impression 3D.

 

Ces cinq technologies ouvrent de nouveaux champs de compétition dans les systèmes de production et redéfinissent parfois les règles du jeu. Les chefs d’entreprises industrielles, qui se les approprieront et qui transformeront leur entreprise à travers elles, seront armés pour l’avenir. Plus largement, les gouvernements doivent réévaluer l’avantage compétitif de leurs pays et les sources de leur croissance, afin d’orienter leurs politiques de recherche, d’adoption et de diffusion de ces technologies dans leurs entreprises, en y préparer leur main d’œuvre et leurs chaines d’approvisionnement.

                                                     

Production technology radar

 

Perspectives par Technologie clé

Les cinq Technologies clés sont à des niveaux différents en termes d’aboutissement technique et d’adoption, et le degré d’incertitude quant à leur direction future est très variable : ainsi, les technologies les plus en rupture comme la robotique, l’impression 3D et la réalité augmentée ont excité les imaginations avec des démonstrations d’applications dans de nombreux secteurs, mais derrière ces cas d’usages individuels la maturité réelle de ces technologies est très variable. Ainsi la Fabrication Additive ou Impression 3D et la Robotique ont déjà une longue histoire industrielle et sont proches d’une adoption massive, au moins dans certaines industries et géographies. D’autres comme l’Intelligence Artificielle et les Wearables Industriels sont plus émergentes mais présentent déjà des cas d’usages intéressants.

 

L’Internet des Objets (IoT), souvent présenté comme une révolution, est davantage une évolution massive (à l’échelle) de technologies développées il y a plus de 15 ans. Dans l’usine, elle se caractérise par le mélange des technologies d’automatisation avec celle des capteurs, les architectures Cloud, et la connectivité provenant de l’industrie IT et Télécom.

 

Les opportunités immédiates dans l’usine sont dans le contrôle intelligent des chaines de fabrication, l’optimisation de l’utilisation des actifs industriels en temps réel et dans la fourniture de services connectés.

Les challenges de Cybersécurité et d’Interopérabilité restent les principaux freins à une adoption plus rapide de l’loT dans l’usine avec moins de 20% des actifs connectés fin 2016.

 

L’Intelligence Artificielle (IA) permet aux industriels de tirer parti des quantités massives de données produites par leurs usines et leurs clients, et de prendre des décisions pertinentes. Aujourd’hui 70% des données de production produites restent inutilisées. En déployant des IA sur la connectivité et les données issues de l’IoT, il est possible d’orchestrer et d’optimiser les processus métier dans l’usine étendue.

 

Les applications de l’IA dans les systèmes de production offrent des opportunités immédiates dans la gestion de la qualité, la maintenance prédictive et l’optimisation des Supply Chains. A plus long terme, les machines autonomes (sans supervision, conscientes de leur contexte) sont à même de changer radicalement les règles du jeu (voir figure ci-dessous).

 

Là encore, les questions de Cybersécurité, mais plus encore les questions éthiques, sont critiques pour définir ce que sera le futur de l’IA dans les usines.

 

La Robotique Avancée a permis aux opérateurs de s’affranchir des tâches les plus répétitives, salissantes voire dangereuses ; elle permet d’automatiser aujourd’hui environ 10% des tâches de fabrication. Les robots ont longtemps été isolés des hommes mais, aujourd’hui, une nouvelle génération travaille sur des cycles 24h/24 avec des opérateurs humains à leur côté. De plus, l’amélioration constante des retours sur investissement et l’appétit insatiable de la demande chinoise va conduire à ce que les robots prennent en charge jusqu’à 45% des tâches d’ici 2030.

 

L’adoption de la robotique avancée, couplée à l’IA, pourrait accroître la productivité de 30% dans de nombreuses industries et baisser les coûts de main d’œuvre de 18 à 33%, conduisant à un impact économique positif évalué entre $600 millions et $1,2 milliards en 2025.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Development of Al and its future state

 

Les Wearables (qui incluent la réalité augmentée dans l’usine) sont un marché naissant de $700 millions aujourd’hui qui devrait atteindre les $5 milliards en 2020, avec des appareils plus confortables, plus fonctionnels et plus sûrs. Certains programmes pilotes démontrent des améliorations de 25% de la productivité des opérateurs et des gains de temps remarquables pour certaines formations des employés (par exemple de deux semaines à quelques heures pour la société DHL).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Geographic adoption of technologies

 

Enfin, l’Impression 3D est en train de révolutionner les processus de production traditionnels, aidée par les progrès récents de l’impression métallique. A court terme, l’Impression 3D se développera dans les industries ou la personnalisation et les temps de réaction courts sont des inducteurs de valeur : typiquement les pièces onéreuses, en faible volume, comme dans l’aéronautique ou la santé. Cependant, à l’heure actuelle, les paramètres économiques et les dynamiques industrielles à l’œuvre ne permettent pas de prévoir un remplacement de la fabrication traditionnelle pour les activités de volume ou la relocalisation massive des unités de fabrication au plus proche des clients.

 

Une adoption inégale des technologies clés

C’est en Amérique du Nord, en Europe et dans certaines parties d’Asie (Chine, Japon, Corée du Sud) que les cinq technologies clés sont les plus adoptées (voir figure ci-dessus).

 

Les technologies ont un retour sur investissement plus élevé dans les pays où la main d’œuvre est coûteuse, encourageant les entreprises à expérimenter tous les leviers de productivité. En 2015, 70% des unités d’impression 3D étaient installées en Europe et en Amérique du Nord, et 70% des 250.000 robots industriels vendus en 2015 étaient destinés à quatre pays : l'Allemagne, le Japon, la Corée du Sud et les Etats-Unis.

 

Enfin, à l’exception des Wearables qui sont relativement naissants et expérimentés dans beaucoup de secteurs, l’adoption des technologies clés est aujourd’hui très fortement concentrée sur certaines industries et notamment l’automobile, l’électronique et l’aéronautique. A noter que l’IA trouve également de nombreuses applications dans le secteur des services comme la finance, la distribution ou la santé, la fabrication ne représentant que 12% des applications, mais en croissance forte.

 

En conclusion, et au-delà des impacts de chaque technologie prise séparément, ce sont les opportunités offertes par l’application combinée de ces cinq technologies qui doivent être la préoccupation des acteurs économiques. Les bénéfices démontrés par chaque progrès de l’une d’elle va conduire à une accélération de son adoption et tout retard pris dans les investissements risque d’être fatal aux perspectives de développement de beaucoup d’entreprises industrielles

 

Biographie des auteurs

Xavier MesnardSenior Partner A.T.Kearney. Xavier est un des associé senior leader de la Practice mondiale Operations d’A.T.Kearney. Il dispose de plus de 25 ans d’expérience de conseil de direction générale avec une spécialité dans les secteurs des biens de consommation. Il a été membre du Board d’A.T.Kearney et a dirigé la Practice Operations au plan mondial. Il pilote le partenariat d’A.T.Kearney avec le Forum Economique Mondial de Davos et codirige l’initiative de recherche « Future of Production ».

 

 

Hervé Collignon (1991), Senior Partner ; A.T.Kearney. Hervé est associé au sein de la Practice Communications, Media & Technology d’A.T.Kearney. Basé à Paris, il conseille les directions générales des grandes entreprises de ce secteur dans leurs stratégies et leurs programmes de transformation. Il codirige également les initiatives Digital Transformation à Paris.

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