Développement de fabrication d'automatisation intelligente

| Cerveau de l'industrie du silex, auteur | Gui Jiaxi

Le 14e plan quinquennal de la Chine a commencé à être pleinement lancé en 2021, et les cinq prochaines années seront une étape importante pour créer de nouveaux avantages dans l'économie numérique. Prendre la fabrication d'automatisation intelligente comme une opportunité de promouvoir le développement de haute qualité de l'industrie manufacturière n'est pas seulement la direction principale du développement intégré de l'économie numérique et de l'économie réelle de la Chine, mais aussi une percée clé pour la réalisation d'un nouveau double- modèle de développement de la circulation.

Depuis le déclenchement de l'épidémie de COVID-19, la plupart des entreprises manufacturières ont connu des interruptions de production, des ruptures de chaîne d'approvisionnement et une reprise de la production. Les avantages concurrentiels accumulés par les entreprises établies au fil des ans peuvent être détournés, et les nouvelles entreprises peuvent également saisir des opportunités de croissance rapide. Le modèle de concurrence de l'industrie Il devrait être remodelé.

Cependant, de nombreuses entreprises de fabrication tombent maintenant dans l'incompréhension de se concentrer sur l'optimisation de la technologie en un seul point et de sous-estimer l'amélioration de la valeur globale, ce qui entraîne de graves îlots de données, une mauvaise connectivité des équipements et des systèmes et d'autres problèmes. Et en termes de transformation de fabrication intelligente, la plupart des fournisseurs du marché n'ont pas la capacité d'intégrer des solutions. Tout cela a conduit à d'importants investissements dans les entreprises, mais avec peu d'effet.

Cet article discutera de manière approfondie de la voie du développement de haute qualité de l'industrie chinoise de la fabrication d'automatisation intelligente du point de vue de la vue d'ensemble du développement industriel, du statut de développement de l'entreprise et de la transformation industrielle.

01, aperçu du développement de la fabrication d'automatisation intelligente en Chine

Stratégies de fabrication intelligente des principaux pays du monde

A) Le « Plan stratégique national de fabrication de pointe des États-Unis », la stratégie met en avant les objectifs stratégiques de la construction du système d'éducation à l'investissement des PME, de la coopération multisectorielle, de l'investissement fédéral, de l'investissement national en R&D, etc., en se concentrant sur la construction de l'industrie L'Internet. L'« American Advanced Manufacturing Leadership Strategy » met l'accent sur les trois grandes orientations stratégiques de l'amélioration de la chaîne d'approvisionnement de la fabrication nationale par le développement de nouvelles technologies, la formation de la main-d'œuvre et l'expansion. Les technologies pertinentes comprennent les robots industriels, l'infrastructure d'intelligence artificielle, la sécurité du cyberespace, les matériaux haute performance, la fabrication additive, la fabrication continue, la fabrication biopharmaceutique, les outils de conception et la fabrication de semi-conducteurs, la production et la chaîne d'approvisionnement de la sécurité alimentaire agricole, etc.

B) Allemagne - « Recommandations pour la mise en œuvre de la stratégie Industrie 4.0 », qui propose et définit la quatrième révolution industrielle, c'est-à-dire l'Industrie 4.0. Faisant partie du monde intelligent et en réseau, l'Industrie 4.0 se concentre sur la création de produits, de procédures et de processus intelligents. Les thèmes clés sont les usines intelligentes, la production intelligente et la logistique intelligente. L'industrie allemande 4.0 se concentre sur cinq domaines principaux : l'intégration horizontale sous le réseau de valeur, l'ingénierie de bout en bout de l'ensemble de la chaîne de valeur, l'intégration verticale et les systèmes de fabrication en réseau, la nouvelle infrastructure sociale sur le lieu de travail, la technologie de système physique de réseau virtuel.

C) France - « Nouvelle France industrielle », la stratégie propose de remodeler la force industrielle par l'innovation et de placer la France au premier échelon de la compétitivité industrielle mondiale. La stratégie dure 10 ans et résout principalement 3 enjeux majeurs : l'énergie, la révolution numérique et la vie économique. Il comprend 34 plans spécifiques tels que les énergies renouvelables, la voiture électrique à batterie sans conducteur, les énergies intelligentes, etc., montrant que la France est dans la troisième révolution industrielle. La détermination et la force pour réaliser la transformation industrielle en Chine.

D) Japon – « Livre blanc sur la fabrication du Japon » (ci-après dénommé « Livre blanc »). Le « Livre blanc » analyse la situation actuelle et les problèmes de l'industrie manufacturière japonaise. En plus d'introduire successivement des politiques pour développer vigoureusement les robots, les véhicules à nouvelles énergies et l'impression 3D, il met également l'accent sur afin de jouer le rôle de l'informatique. Le « Livre blanc » considère également la formation professionnelle en entreprise, l'héritage des compétences pour les jeunes et la formation des talents en sciences et en ingénierie comme des problèmes qui doivent être résolus de toute urgence. Le « Livre blanc » a été mis à jour vers la version 2019 et l'ajustement du concept original a commencé à se concentrer sur « l'industrie interconnectée ». Il a établi un positionnement différent de l'Internet industriel américain, espérant mettre en évidence la position centrale de « l'industrie ».

E) Chine-"Made in China 2025", le programme principal du document est :

« Un » objectif : passer d'un grand pays manufacturier à un pays manufacturier fort.

Intégration « deux » : intégration profonde de l'informatisation et de l'industrialisation.

« Trois » objectifs stratégiques étape par étape : la première étape consiste à s'efforcer de devenir un pays manufacturier fort en dix ans ; la deuxième étape, d'ici 2035, l'industrie manufacturière chinoise dans son ensemble atteindra le niveau intermédiaire du camp de puissance manufacturier mondial ; la troisième étape est lorsque le 100e anniversaire de la RPC, son statut de grand pays manufacturier sera consolidé et sa force globale sera à l'avant-garde des puissances manufacturières du monde.

Les « quatre » principes : dirigés par le marché, guidés par le gouvernement ; sur la base de la perspective actuelle à long terme ; progrès complet, percées clés ; développement indépendant et coopération gagnant-gagnant.

La politique des « cinq » : axée sur l'innovation, la qualité d'abord, le développement vert, l'optimisation des structures et l'orientation vers les talents.

« Cinq » grands projets : projet de construction de centre d'innovation manufacturière, projet de fondation solide industrielle, projet de fabrication d'automatisation intelligente, projet de fabrication verte, projet d'innovation d'équipements haut de gamme.

Percées dans « dix » domaines clés : technologies de l'information de nouvelle génération, machines-outils et robots CNC haut de gamme, équipements aérospatiaux, équipements de génie maritime et navires de haute technologie, équipements de transport ferroviaire de pointe, véhicules économes en énergie et à énergies nouvelles, équipements électriques, nouveaux matériaux, biomédecine Et équipements médicaux performants, machines et équipements agricoles.

Sur la base du « Made in China 2025 », l'État a successivement mis en place des politiques sur l'Internet industriel, les robots industriels et l'intégration de l'industrialisation et de l'industrialisation. La fabrication d'automatisation intelligente est devenue l'objectif du 14e plan quinquennal.

Tableau 1 : Résumé des politiques chinoises liées à la fabrication intelligente Source : Firestone Creation sur la base d'informations publiques

Structure technique clé du système standard de fabrication d'automatisation intelligente

Au niveau du développement de la technologie de fabrication d'automatisation intelligente, selon les « Directives pour la construction d'un système national standard de fabrication d'automatisation intelligente » publiées par l'État, la technologie de fabrication d'automatisation intelligente peut être divisée en trois parties principales, à savoir les services intelligents, les usines intelligentes , et des équipements intelligents.

Figure 1 : cadre de fabrication d'automatisation intelligente Source : Firestone Creation sur la base d'informations publiques

Le nombre de brevets nationaux peut refléter intuitivement le développement de la technologie de fabrication d'automatisation intelligente dans le pays et dans des milliards de villes-clubs. Des scènes industrielles et des échantillons suffisamment grands de données volumineuses industrielles, de logiciels industriels, de cloud industriel, de robots industriels, d'Internet industriel et d'autres brevets peuvent refléter le développement de la technologie.

Distribution et financement des entreprises chinoises de fabrication intelligente
Depuis que la stratégie « Made in China 2025 » a été proposée en 2015, le marché primaire s'intéresse depuis longtemps au secteur de la fabrication intelligente. Même pendant la pandémie de COVID-19 de 2020, les investissements dans la fabrication intelligente ont continué de croître.

Les événements d'investissement et de financement dans la fabrication intelligente sont principalement concentrés à Pékin, dans la région du delta du fleuve Yangtsé et dans la région de la grande baie de Guangdong-Hong Kong-Macao. Du point de vue du montant du financement, la région du delta du fleuve Yangtze a le montant total de financement le plus élevé. Le financement de la région de la Grande Baie Guangdong-Hong Kong-Macao est principalement concentré à Shenzhen.
Figure 2 : La situation du financement de la fabrication intelligente dans des milliers de milliards de villes (100 millions de yuans) Source : Firestone Creation est compilé selon des données publiques, et le temps statistique est jusqu'en 2020

02. Développement des entreprises chinoises de fabrication d'automatisation intelligente

À l'heure actuelle, certaines réalisations ont été réalisées dans le développement d'entreprises de fabrication d'automatisation intelligente en Chine :

De 2016 à 2018, la Chine a mis en œuvre 249 projets de démonstration pilotes de fabrication intelligente, et le déploiement de la fabrication intelligente pour les entreprises a été progressivement mis en œuvre à partir de l'analyse de l'eau ; les départements concernés ont également achevé la formulation ou la révision de 4 normes nationales pour la fabrication intelligente, rendant l'entreprise intelligente. La norme est plus standardisée.

Le « Rapport annuel 2017-2018 sur le développement de la fabrication intelligente en Chine » montre que la Chine a initialement construit 208 ateliers numériques et usines intelligentes, couvrant 10 domaines principaux et 80 industries, et a initialement établi un système standard de fabrication intelligente synchronisé avec l'international. Sur les 44 usines de phares dans le monde, 12 sont situées en Chine, et 7 d'entre elles sont des usines de phares de bout en bout. D'ici 2020, le taux de contrôle numérique des processus clés des entreprises manufacturières dans des domaines clés en Chine dépassera 50 %, et le taux de pénétration des ateliers numériques ou des usines intelligentes dépassera 20 %.

Dans le domaine des logiciels, l'industrie chinoise de l'intégration des systèmes de fabrication d'automatisation intelligente a continué de se développer rapidement en 2019, avec une augmentation de 20,7 % en glissement annuel. L'échelle du marché national de l'Internet industriel a dépassé les 70 milliards de yuans en 2019.

Dans le domaine du matériel, poussés par de nombreuses années d'ingénierie de fabrication d'automatisation intelligente, les industries émergentes de la Chine telles que les robots industriels, la fabrication additive et les capteurs industriels se sont développées rapidement. La vulgarisation et l'application d'une variété de nouveaux modèles de fabrication d'automatisation intelligente typiques ont considérablement accéléré le rythme de la modernisation industrielle.

Cependant, les opportunités et les défis coexistent. À l'heure actuelle, le développement des entreprises de fabrication d'automatisation intelligente en Chine est confronté aux goulots d'étranglement suivants :

1. Manque de conception de haut niveau

De nombreuses entreprises manufacturières n'ont pas encore élaboré de schéma directeur pour le développement de la fabrication intelligente à un niveau stratégique. En conséquence, la transformation numérique manque de leadership éclairé et de planification stratégique, ainsi que de planification globale des objectifs de valeur commerciale et d'analyse de l'évaluation de l'état actuel. Par conséquent, il est difficile d'intégrer en profondeur les nouvelles technologies avec des scénarios d'application de fabrication d'automatisation intelligente. Au lieu de cela, le système ne peut être que partiellement construit ou modifié en fonction des besoins réels de la production. En conséquence, les entreprises sont tombées dans le malentendu de se concentrer sur le matériel et les logiciels, et sur des parties et sur l'ensemble, et l'investissement n'est pas petit mais avec peu d'effet.

2. Concentrez-vous sur l'optimisation de la technologie en un seul point et méprisez l'amélioration de la valeur globale

La plupart des entreprises assimilent la construction de fabrication intelligente à l'investissement dans la technologie et le matériel. Par exemple, de nombreuses entreprises déploient des lignes de production automatisées pour connecter des processus indépendants ou remplacent le travail manuel par des équipements automatisés. En surface, le niveau d'automatisation a augmenté, mais cela a entraîné plus de problèmes. Par exemple, la chaîne de production est moins flexible qu'auparavant et ne peut s'adapter qu'à la production d'une seule variété ; le système de gestion de l'équipement n'a pas suivi et a causé de fréquentes pannes d'équipement, mais a augmenté la charge de travail de maintenance de l'équipement.

Il existe également des entreprises qui poursuivent aveuglément des fonctions système vastes et complètes, et leurs systèmes numériques ne correspondent pas à leurs propres processus de gestion et d'entreprise, ce qui conduit finalement à un gaspillage d'investissements et à des équipements inutilisés.

3. Peu de fournisseurs de solutions avec des capacités d'intégration

La fabrication industrielle couvre de nombreux domaines et l'architecture du système est très complexe. Différentes entreprises sont confrontées à des exigences différentes en matière de R&D, de fabrication et de gestion des processus. Les solutions standardisées sont souvent difficiles à utiliser directement par les entreprises manufacturières. Dans le même temps, de nombreuses technologies sont impliquées dans la fabrication d'automatisation intelligente, telles que le cloud computing, les robots industriels, la vision artificielle, les jumeaux numériques, etc., et ces technologies évoluent toujours rapidement.

Par conséquent, les entreprises ont des exigences très élevées pour les partenaires. Ils aident non seulement les entreprises à évaluer le statu quo, à établir un plan de haut niveau pour la fabrication d'automatisation intelligente et à concevoir le cadre global, mais également à concevoir l'application de technologies numériques et intelligentes pour réaliser l'automatisation informatique et industrielle. Intégration de systèmes technologiques (OT). Cependant, la plupart des fournisseurs sur le marché se concentrent sur des solutions dans un domaine unique ou partiel et n'ont pas de capacités de solution intégrées à guichet unique. Pour les entreprises manufacturières qui ne disposent pas de leurs propres capacités d'intégration de systèmes, il existe des obstacles importants à la promotion de la fabrication d'automatisation intelligente.

03. Six mesures pour accélérer la transformation de la fabrication intelligente

Même si l'entreprise reconnaît les problèmes ci-dessus, elle n'est toujours pas en mesure de percer et de promouvoir rapidement la transformation pour obtenir une amélioration globale de la valeur. Flint combine les points communs des entreprises leaders dans la transformation de la fabrication d'automatisation intelligente, et fait référence à l'expérience réelle du projet, et donne les 6 suggestions suivantes afin de donner une référence et une inspiration aux entreprises à différents stades de développement de diverses industries.

Déterminer la valeur de la scène

La fabrication d'automatisation intelligente passe d'une technologie et d'une solution à une valeur commerciale. Les entreprises doivent d'abord déterminer quels objectifs atteindre grâce à la fabrication intelligente, si les modèles commerciaux et les produits actuels doivent être innovés, puis réorganiser les processus commerciaux de base sur cette base, et enfin évaluer la valeur des nouveaux modèles commerciaux et des nouveaux processus commerciaux induits par la fabrication intelligente. .

Les entreprises leaders identifieront les domaines de valeur qui doivent être réalisés le plus en fonction de leurs propres caractéristiques, puis intégreront étroitement la technologie et les scénarios d'application pour réaliser l'exploration de valeur en déployant les systèmes intelligents correspondants.

Conception d'architecture de haut niveau pour l'intégration informatique et OT

Avec le développement de la fabrication d'automatisation intelligente, les applications d'entreprise, l'architecture de données et l'architecture opérationnelle sont toutes confrontées à de nouveaux défis. La technologie informatique traditionnelle des entreprises n'a pas été en mesure de répondre aux besoins de gestion des processus de production. L'intégration de l'OT et de l'informatique est la base de la réussite de la fabrication d'automatisation intelligente à l'avenir. En outre, le succès de la transformation de la fabrication d'automatisation intelligente de l'entreprise dépend d'abord de la conception de haut niveau tournée vers l'avenir. A partir de ce stade, il commence à prêter attention à l'impact du changement et des contre-mesures.

Le fondement de la numérisation pragmatique

La fabrication d'automatisation intelligente exige des entreprises qu'elles réalisent une intelligence basée sur la numérisation de l'ensemble du processus de production. Par conséquent, les entreprises doivent avoir une base solide dans les équipements d'automatisation et les lignes de production, l'architecture du système d'information, l'infrastructure de communication et l'assurance de la sécurité. Par exemple, l'IOT et d'autres réseaux de base sont en place, l'équipement est hautement automatisé et ouvert, prend en charge plusieurs méthodes de collecte de données et une infrastructure informatique évolutive, sécurisée et stable, y compris des systèmes de sécurité pour la sécurité du système d'information et la sécurité du réseau du système de contrôle industriel.

Les principales entreprises réalisent des ateliers sans personnel en déployant des équipements intelligents tels que des machines-outils CNC, des robots collaboratifs industriels, des équipements de fabrication additive et des lignes de production intelligentes, puis établissent la base numérique des systèmes de production de base via l'Internet des objets ou l'architecture Internet industrielle, les panneaux d'affichage électroniques , etc.

Pour d'autres entreprises, commencer par l'automatisation de la production sera une percée pour consolider les bases de la numérisation. Par exemple, des entreprises discrètes peuvent commencer par construire des unités de fabrication d'automatisation intelligente. L'unité de fabrication d'automatisation intelligente est une agrégation modulaire, intégrée et intégrée d'un groupe d'équipements de traitement et d'équipements auxiliaires avec des capacités similaires, de sorte qu'elle dispose de la capacité de production de plusieurs variétés et de petits lots, et aide les entreprises à améliorer l'utilisation des équipements et à optimiser la production . Sur la base de l'automatisation de la production, les entreprises peuvent commencer à mettre en œuvre l'interconnexion et l'intercommunication de lignes de production, d'ateliers et de systèmes d'information intelligents en déployant des infrastructures telles que les réseaux de communication IOT et 5G.

Introduire les applications principales

À l'heure actuelle, les systèmes d'application de base nécessaires à la fabrication d'automatisation intelligente, tels que la gestion du cycle de vie des produits (PLM), la planification des ressources d'entreprise (ERP), la planification et l'ordonnancement avancés (APS) et le système d'exécution de la fabrication (MES) n'ont pas été popularisés. Par exemple, dans l'industrie pharmaceutique, le « système avancé universel de contrôle des processus et d'exécution de la fabrication » requis par l'intégration de l'industrialisation et de l'industrialisation n'a pas été largement mis en œuvre et déployé.

Afin d'accélérer le processus de fabrication d'automatisation intelligente, après avoir formulé un plan de développement et une base numérique pragmatique, les entreprises de fabrication devraient investir activement dans les systèmes d'application de base. Surtout après la nouvelle épidémie de couronne, les entreprises manufacturières devraient accorder plus d'attention à l'amélioration des capacités d'innovation en gestion et au déploiement flexible des chaînes d'approvisionnement. Par conséquent, le déploiement d'applications de fabrication d'automatisation intelligente de base telles que l'ERP, le PLM, le MES et les systèmes de gestion de la chaîne d'approvisionnement (SCM) devrait devenir les tâches les plus importantes pour la construction d'une fabrication d'automatisation intelligente d'entreprise. IDC prévoit qu'en 2023, l'ERP, le PLM et la gestion de la relation client (CRM) deviendront les trois principaux domaines d'investissement sur le marché des applications informatiques de l'industrie manufacturière chinoise, représentant respectivement 33,9%, 13,8% et 12,8%.

Réaliser l'interconnexion du système et l'intégration des données

À l'heure actuelle, les îlots de données et la fragmentation des systèmes des entreprises manufacturières ont conduit à une sérieuse confrontation numérique entre différents départements, entraînant des investissements répétés par les entreprises, et le retour sur les revenus des entreprises apporté par la fabrication d'automatisation intelligente est bien inférieur aux attentes. Par conséquent, la réalisation de l'interconnexion des systèmes et de l'intégration des données favorisera la collaboration entre les unités commerciales et les départements fonctionnels de l'entreprise, et réalisera une maximisation de la valeur et une intelligence complète.

La clé du développement de la fabrication d'automatisation intelligente d'entreprise à ce stade est de réaliser l'intégration verticale des données du niveau de l'équipement au niveau de l'usine et même aux entreprises externes, ainsi que l'intégration horizontale des données entre les départements commerciaux et les organisations, et à travers les éléments de ressource, et finalement fusionner dans un système de données en boucle fermée, formant ce que l'on appelle la chaîne d'approvisionnement de données.

Mettre en place une organisation numérique et une capacité d'innovation continue

L'innovation continue de l'architecture du système et de l'organisation numérique joue un rôle important dans la réalisation de l'objectif de valeur de la fabrication d'automatisation intelligente. L'évolution continue de la fabrication d'automatisation intelligente oblige les entreprises à améliorer autant que possible la flexibilité et la réactivité de la structure organisationnelle et à exploiter pleinement le potentiel des employés, c'est-à-dire à établir une organisation flexible. Dans une organisation flexible, l'organisation sera plus plate afin de pouvoir s'adapter de manière dynamique à l'écosystème des talents à mesure que les besoins de l'entreprise évoluent. Les organisations flexibles doivent être dirigées par le « top leader » pour stimuler l'enthousiasme de tous les employés à participer et se mobiliser de manière flexible en fonction des besoins commerciaux et des capacités des employés à répondre aux besoins de développement durable de la fabrication d'automatisation intelligente.

En termes de système d'innovation et de renforcement des capacités, le gouvernement et les entreprises devraient s'unir horizontalement et verticalement pour construire un système d'innovation de l'intérieur vers l'extérieur. D'une part, les entreprises doivent renforcer la coopération et la culture de l'innovation avec les employés, les clients, les consommateurs, les fournisseurs, les partenaires et les start-ups ; d'autre part, le gouvernement devrait mettre en place une équipe dédiée au capital-risque pour gérer l'innovation, comme les incubateurs, les centres de création, les usines de démarrage, etc., Et donner à ces institutions plus de liberté de mécanisme, d'allocation dynamique et flexible des ressources internes et externes, et forment une culture et un système d'innovation continue.