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De la conception au management, l’industrie du futur s’invente par la virtualisation

Comment l’industrie se réinvente-t-elle ? Petit aperçu des changements à l’œuvre avec trois start-up de l’incubateur de Télécom ParisTech.

 

Si l’industrie du futur est difficile à définir, c’est parce qu’elle est aussi nébuleuse que le terme qui la désigne. Parler de « futur » a-t-il encore un sens dans un monde industriel qui a déjà amorcé sa transition numérique depuis plusieurs années ? Certes, les technologies d’intelligence artificielle ou les réseaux d’objets représentent des terrains de jeu encore peu exploités, mais la modernisation des procédés est un enjeu bien actuel pour le secteur industriel. À défaut de parler « d’industrie du présent » — trop peu sexy — certains préfèreront alors à l’expression « industrie du futur » celle « d’industrie 4.0 ». Soit, si tant est que les industries 1.0, 2.0 et 3.0 puissent se définir avec rigueur, et que personne ne se demande à quoi correspondent les patchs 2.1 et 3.2. À chacun sa préférence pour désigner cette industrie en pleine mutation — « l’industrie mutante » ferait-elle un meilleur nom ? Derrière ce concept, une pléthore de technologies n’ayant pas grand chose en commun sinon le but qu’elles contribuent à atteindre ensemble : réorganiser les moyens de production de manière plus intelligente. Difficile alors de s’essayer à l’identification d’un fil rouge qui permettrait d’illustrer comment l’industrie se transforme. La virtualisation reste cependant un critère transversal à de nombreuses technologies. Techniciens, ingénieurs et managers y ont de plus en plus recours pour aborder les challenges techniques et organisationnels qui se présentent à eux.

En conception, l’utilisation de logiciels de modélisation et de simulation se pratique depuis plusieurs décennies. Le sigle CAO (conception assistée par ordinateur) est devenu un mot courant dans les métiers de design et de fabrication des pièces industrielles. Cependant, l’arrivée de l’intelligence artificielle (IA) apporte son lot de changements. Des outils intelligents voient le jour. Ils ne permettent plus seulement de designer avec davantage d’efficacité l’idée d’un ingénieur. Ils sont partie intégrante de la phase de conception. « Avec l’IA, ce qui est important, c’est l’optimisation » pointe Pierre-Emmanuel Dumouchel, fondateur de la start-up Dessia. « L’ingénieur travaille sur des pièces de façon unitaire et il lui est difficile d’optimiser des agencements complexes car il faut réfléchir sur un grande nombre de structures possibles pour trouver la meilleure. » La jeune pousse a donc mis au point un logiciel exploitant l’IA pour étudier en parallèle un grand nombre d’agencements, et trouver les meilleurs. L’outil les modélise ensuite virtuellement, et les propose aux ingénieurs qui pourront en tirer des dessins industriels après validation. Dans un secteur comme l’automobile, où le degré de complexité des arbres de transmission devient rapidement élevé, le logiciel de Dessia permet de gagner du temps dans les phases de design et de prototypage. Ici, la virtualisation va au-delà de l’aide à la visualisation des systèmes. Elle court-circuite un long procédé d’étude, de réflexion et de comparaison.

À lire sur I’MTech : Dessia, l’ingénierie du futur passe par l’intelligence artificielle

« Un gros mal de crâne »

Pour Philippe Gicquel, fondateur de CIL4Sys, la virtualisation a d’autres atouts. Elle permet également de simplifier la spécification d’un produit. Cette étape consiste à décrire de façon rédigée le comportement de celui-ci, pièce par pièce. « C’est nécessaire pour établir un cahier des charges à envoyer aux fournisseurs » explique l’entrepreneur. Avec l’essor de l’électronique, les fonctionnements des pièces sont de plus en plus complexes, et les spécifications de plus en plus longues. « Le calculateur électronique d’une voiture, qui comporte les fonctions GPS, téléphone etc demande une spécification de près de 10 000 lignes de texte » souligne Philippe Gicquel. « Pour les équipes d’ingénieur, cela représente surtout un gros mal de crâne ! » Plutôt que de continuer à travailler sur des documents toujours plus lourds, CIL4Sys propose d’exploiter les avancées de l’ingénierie logicielle pour simplifier la tâche de spécification. Grâce aux outils de la start-up, les ingénieurs ne rédigent plus manuellement les lignes de texte, mais constituent des diagrammes permettant de décrire les objets en jeu, leurs actions et leurs interactions. En somme : une sorte d’arbre couvrant les évènements associés à l’objet pendant son fonctionnement (voir vidéo ci-dessous). Les codes ainsi générés peuvent ensuite être exécutés dans un simulateur mis au point par la start-up. Le texte de spécification est généré automatiquement par la suite. « Nous livrons toujours le document d’exigence textuel, mais entretemps, nous avons livré également un modèle de fonctionnement et une simulation validant que le produit se comporte bien comme il le doit » résume le fondateur.

 

Exemple d’utilisation des outils de CIL4Sys sur un gestionnaire de parking automatique

 

Les bénéfices des outils de CIL4Sys ont pu être démontrés dans un cas concret, lorsque PSA a mis la jeune pousse en concurrence avec un cabinet d’ingénieur pour la mise au point d’un document de spécification. « Nous avons utilisé un seul ingénieur au lieu de deux pour les concurrents et obtenu une note 30 % meilleure par les experts de PSA » assure Philippe Gicquel. En virtualisant cette étape, la start-up permet d’améliorer la clarté des opérations. Les ingénieurs peuvent rapidement se rendre compte de l’avancée de la spécification d’une pièce à présent, là où auparavant ils devaient pour cela déchiffrer un long texte. « La conception est souvent représentée par un cycle en V : dans toute la partie jusqu’au prototype, la descente du V, les équipes avancent à l’aveugle dans un tunnel sombre parce que personne ne sait vraiment où en est l’avancement. En introduisant la simulation dès l’étape de spécification, nous éclairons ce tunnel. »

S’inspirer des jeux vidéo

Si la conception au sens large a largement bénéficié de la virtualisation de certains procédés spécifiques aux métiers de l’industrie, elle n’en a pas l’apanage pour autant. Pour preuve : la start-up Perfect Industry développe des outils de management des lignes de production en s’inspirant des technologies du monde du jeu vidéo. Emmanuel Le Gouguec, son fondateur, voit deux qualités à en tirer : « Dans les jeux vidéos, il n’y a pas de consultant pour venir former le joueur pendant des heures, et il y a un côté motivationnel qui rend l’expérience fun et entraînante. » Partant de ce constant, la jeune pousse propose une virtualisation complète des lignes de production. Des capteurs sont installés aux endroits clés, agrégeant des données sur les performances des machines. Grâce à son produit Perfect Twin, un manager peut alors visiter en réalité virtuelle (VR) la ligne de production depuis son bureau et accéder aux différentes données — telle que la cadence des machines. Celles-ci sont également consultables depuis un smartphone. « Nous développons des applications sur cette base, comment par exemple un tracking des déplacements virtuels effectués par les personnes avec des casques VR » complète le fondateur. Ainsi, il est possible de mieux comprendre les implantations et les déplacements dans l’espace.

Tout l’objectif des produits de Perfect Industry est porté sur le management de la complexité à destination des opérateurs. Le besoin aujourd’hui est centré sur l’amélioration des performances de la ligne de production. Grâce aux données acquises et à l’immersion rapide, il est plus facile de cibler les pertes. « Nos outils permettent de fournir des recommandations aux managers, comme s’ils faisaient appel à un consultant. Sauf qu’à la place ce sont nos logiciels qui les aide à prendre des décisions » simplifie Emmanuel Le Gouguec. Pour appuyer ses propos, il cite notamment l’exemple d’une PME ayant eu besoin d’optimiser sa ligne de production pour diminuer le coût d’un produit et répondre à un appel d’offre. « Les recommandations émises sur la base de l’analyse des données et de l’espace de production leur ont permis de gagner 15 % de la cadence de ligne » assure le fondateur. Un résultat rendu possible en allant chercher des outils dans un autre secteur, qui d’après le fondateur n’est pas si différent de celui de l’informatique industrielle. « Il y a une grande séparation qui s’est faite dans les métiers du numérique entre des gens qui font la même chose : du code. D’un point de vue technique, ce que nous faisons, ce sont des choses courantes dans le jeu vidéo, et nous les appliquons simplement dans l’usine. » Les transformations de l’industrie ne sont donc peut-être pas seulement à aller chercher dans les technologies futures. Importer dans le secteur ce qui se fait dans des domaines voisins apparaît également un levier de progression prometteur.

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