L'Internet des objets industriel peut aider les entreprises à surmonter la crise actuelle et à devenir plus fortes une fois que les opérations auront redémarré.
Entreprises industrielles attendues en 2020 pour exercer une pression économique sur les différends commerciaux en cours, les conséquences du Brexit, les défis de l'industrie automobile et le ralentissement de la demande en Chine.
Mais aucun ne prévoyait que la pandémie de COVID19 plongerait l'économie mondiale et ses propres opérations dans une crise sans précédent.
Alors que le coronavirus continue de se propager, les gouvernements, les autorités sanitaires et les chefs d'entreprise se concentrent sur la préservation des vies et la maîtrise de la pandémie.
Parallèlement, ils veulent réduire le bilan humanitaire en protégeant les moyens de subsistance de millions de travailleurs qui sont maintenant en congé, sans emploi ou en danger de perdre leur emploi.
Au sein des industriels, les chocs sur l'offre et la demande ont considérablement réduit les volumes de production ou arrêté les opérations.
Par exemple, tous les principaux équipementiers automobiles en Europe ont fermé leurs réseaux de production, entraînant la rupture de chaînes de valeur entières.
Là où les affaires ont continué, les mesures de distanciation physique modifient considérablement les opérations, les responsabilités des employés et la dotation en personnel.
Pour naviguer dans la crise actuelle et atteindre la prochaine normale qui émergera après la fin de la pandémie, les entreprises doivent se lancer dans un voyage à trois horizons, chacun impliquant des questions différentes:
- Résoudre. Comment pouvons-nous assurer la continuité des activités maintenant?
- Retour et résilience. Comment pouvons-nous reprendre nos activités et accroître notre flexibilité pour prospérer dans la «nouvelle normalité»?
- Réimagination et réforme. Comment pouvons-nous améliorer notre activité à long terme, dans un monde changé par la pandémie, et en ressortir encore plus fort?
L'IoT industriel (IIoT), un élément majeur de l'industrie 4.0, peut aider les entreprises dans leur cheminement.
Il a démontré sa valeur à de nombreuses reprises au cours des dernières années, mais certains sceptiques doutent encore de sa valeur et ont choisi de ne pas investir audacieusement dans ce domaine.
De plus, peu de chefs d'entreprise considèrent l'IIoT comme un levier d'amélioration essentiel en temps de crise, surtout si leurs organisations ne l'ont pas exploré auparavant.
Cet article dissipe les idées fausses sur l'IIoT et décrit comment les industriels peuvent l'appliquer lorsqu'ils se déplacent à travers les trois horizons décrits (pièce).
Les entreprises peuvent commencer ce voyage sans avoir une pile IoT complète en place, car les bases technologiques nécessaires, y compris les solutions et les plates-formes de connectivité, sont facilement disponibles sur le marché.
Toute entreprise peut donc appliquer les solutions IIoT avec un effort limité.
Pièce
Résolution: appliquer IIoT pour garantir la continuité des activités
Face à la crise COVID19, les industriels ont un impératif commercial: maintenir leurs opérations. L'IIoT, implémenté en mode plug-and-play, peut contribuer à assurer la continuité des activités et à minimiser les dommages économiques en garantissant la sécurité et la sûreté des employés, en améliorant la liquidité et en réduisant les coûts à court terme.
Assurer la sécurité et la sûreté des employés
Les entreprises sont soudainement confrontées au travail à distance à grande échelle, ainsi qu'aux nouvelles préoccupations concernant la protection de leurs employés sur site restants, et ont adapté leur organisation du personnel en conséquence.
Au niveau de l'atelier, ces mesures comprennent les suivantes: maintenir les équipes à un maximum de cinq à dix personnes découplant les heures de début et de fin des quarts de travail réorganiser l'aménagement du lieu de travail pour permettre une distance de plus de 1,5 mètres (cinq pieds) entre les employés effectuant transfert des transferts à distance Les outils IIoT peuvent jouer un rôle important pour assurer une transition en douceur à travers ces changements, en permettant des services basés sur la localisation.
Collaboration des employés à distance.
En général, plus les processus d'une entreprise sont numérisés, plus il est simple de collaborer à distance.
Les outils IIoT prêts à l'emploi prennent en charge la poursuite des opérations avec moins d'employés sur site, car ils facilitent le travail à distance dans les fonctions directes et indirectes.
Par exemple, un fournisseur américain de premier plan utilise un système de fabrication-exécution (MES) pour optimiser la production et accroître la transparence.
Même si de nombreux managers ne sont plus sur place, les résultats du MES fournissent les informations dont ils ont besoin pour avoir de précieuses discussions lors des vidéoconférences.
Des solutions similaires sont disponibles pour l'atelier. Examinez comment un constructeur européen de véhicules utilitaires utilise les tableaux de bord numériques pour coordonner les travaux, mesurer les niveaux de production et améliorer les écarts de performances entre les équipes.
D'autres outils IIoT, tels que les cartes thermiques numériques, peut prendre en charge les analyses des causes profondes de divers problèmes.
Avec les pannes de machines, par exemple, les outils IIoT peuvent recevoir des données de capteurs qui aident à identifier les problèmes, tels que les composants cassés ou les fuites d'huile qui pourraient interférer avec la production.
Les équipes peuvent ensuite examiner les résultats de l'outil et discuter des sources potentielles d'erreur par vidéoconférence.
Suivi des effectifs.
Lorsque les installations restent ouvertes, les solutions de suivi des effectifs peuvent aider à appliquer les mesures essentielles de distance physique.
Si les travailleurs y consentent et que les réglementations locales le permettent, les employés peuvent porter des dispositifs de positionnement à des fins de clôture qui indiquent où ils se déplacent dans une installation.
Ces informations sont introduites dans des algorithmes intelligents qui aident les gestionnaires à optimiser les flux de travail et à minimiser les contacts lors des changements de poste et d'autres points critiques.
Récemment, par exemple, une entreprise a rapidement décalé les pauses et réorganisé les quarts sur la base des informations IIoT, lui permettant de poursuivre ses activités tout en réduisant considérablement les contacts avec les employés.
Certaines solutions de suivi IIoT restreignent automatiquement l'accès à certaines zones s'il y a trop de monde.
Si les employés sont positifs pour le coronavirus, les entreprises pouvaient utiliser les données de positionnement de leurs appareils portables pour informer leurs collègues avec lesquels elles avaient été à proximité.
Bien sûr, toutes les informations spécifiques au travailleur doivent être anonymisées pour protéger la vie privée des employés.
Et si COVID19 oblige de nombreuses personnes à s'absenter en raison d'une maladie, les appareils informeront la direction des zones à personnel restreint, permettant à la direction d'identifier les zones opérationnelles où des ralentissements ou d'autres risques peuvent se matérialiser.
En plus de protéger les travailleurs, les solutions de suivi peuvent améliorer les opérations.
Dans l'ensemble, des exemples de cas ont démontré qu'ils augmentent la productivité de 10 à 30%, selon la configuration d'usine (par exemple, le nombre de machines et les types de processus).
Ces améliorations proviennent à la fois d'une productivité accrue des employés et d'une diminution des temps de cycle.
Les entreprises industrielles peuvent obtenir un impact significatif grâce au suivi des effectifs en aussi peu que quelques semaines grâce à des solutions IIoT standard.
Certains peuvent être déployés dans les cinq jours après avoir commencé à préparer la mise en œuvre.
Ces solutions préemballées contiennent généralement un kit IIoT (capteurs, transmetteurs de périphérie) et une plate-forme IIoT préemballée (plate-forme de données, tableaux de bord, interfaces). Elles nécessitent relativement peu d'investissement, même celles qui fournissent des analyses opérationnelles en temps réel et approfondies.
Systèmes de contrôle basés sur la vision.
Comme pour les outils de collaboration à distance, les systèmes de contrôle basés sur la vision peuvent jouer un rôle de plus en plus important pendant la crise actuelle.
Par exemple, les systèmes qui analysent les flux vidéo peuvent être combinés avec l'imagerie infrarouge pour détecter les fièvres.
Ensemble, ces outils peuvent aider à identifier les employés infectés ou infectieux, surveiller la distance physique et garantir que les employés malades restent à la maison.
(Encore une fois, les réglementations locales peuvent déterminer si de telles applications sont autorisées.)
Certaines entreprises combinent des mesures de faible technologie avec des systèmes de contrôle basés sur la vision aux mêmes fins.
Amazon, par exemple, prend les températures corporelles des travailleurs aux entrées des entrepôts.
Il utilise également un logiciel d'apprentissage automatique pour analyser les images des caméras vidéo sur site afin de s'assurer que les employés respectent les distances recommandées les unes par rapport aux autres pendant les quarts de travail.
Une entreprise a rapidement décalé les pauses et réorganisé les shifts sur la base des informations IIoT, ce qui lui a permis de poursuivre ses activités tout en réduisant considérablement les contacts avec les employés.
Contrôle des actifs à distance. L'IIoT peut permettre aux entreprises de maintenir leurs activités lorsque les interventions de santé publique interdisent ou limitent le travail sur site en surveillant et contrôlant les équipements à distance.
Pour mettre en œuvre ces services, les entreprises doivent connecter les actifs critiques au logiciel de contrôle basé sur le cloud.
Les équipementiers OEM et les fournisseurs de logiciels de contrôle industriel proposent des kits de connectivité et des extensions logicielles pour la plupart des équipements.
Les employés peuvent alors établir l'accès à ces outils depuis leur domicile tout en respectant les normes de sécurité les plus élevées pour protéger leurs entreprises et leurs clients.
Améliorer la liquidité
COVID19 perturbant à la fois les chaînes d'approvisionnement et la demande des clients, la gestion de la liquidité est cruciale pour les entreprises industrielles. L'IIoT peut aider dans trois domaines.
Gestion des stocks compatible IIoT. Ce cas d'utilisation peut aider les entreprises industrielles à réduire leurs stocks et donc à libérer directement des liquidités. Par exemple, les capteurs peuvent surveiller les niveaux de remplissage des conteneurs sur un seul site à l'aide d'ultrasons. D'autres applications peuvent suivre le flux de matériaux sur de longues distances en utilisant des balises géographiques en combinaison avec une communication mobile intégrée. Cette transparence en temps réel permet à l'équipe logistique de gérer le flux de matières avec plus de précision et de commander les matières premières et autres intrants plus près de la date à laquelle ils sont nécessaires, ce qui réduit les stocks. Bien que les résultats varient selon l'industrie et l'entreprise, l'IIoT peut aider à réduire les niveaux globaux des stocks jusqu'à 36%.
Réduction du gaspillage. Semblable à la gestion des stocks, l'IIoT peut fournir une transparence sur les déchets créés pendant la production et leur cause première. Ces informations permettent d'économiser de l'argent car moins de matières premières sont nécessaires pour produire la même quantité. Pour la production de masse, les entreprises peuvent réaliser des économies importantes en installant des appareils de mesure de base, tels que des balances et des capteurs en ligne qui envoient des informations via IIoT. Par exemple, une entreprise d'emballage a commencé à mesurer la longueur et le poids du film plastique jeté et a commencé à inciter les opérateurs de machines à réduire les déchets. Ces efforts ont permis de réduire les déchets de 20% en moins de six mois.
Cycles de maintenance plus longs. Au lieu de remplacer une pièce de machine après une certaine période de temps, les entreprises peuvent prolonger sa durée de vie en mesurant son état avec des capteurs IIoT. Si une réparation n'est pas garantie, les entreprises peuvent la retarder au-delà de la période standard. Une surveillance améliorée de l'état réduit généralement les coûts de maintenance de 10 à 15%.
Réduire les coûts à court terme
Au fur et à mesure que la crise se déroule, les industriels peuvent bénéficier de réductions de coûts à court terme, et plusieurs outils compatibles IIoT peuvent aider à cet égard.
Gestion des performances numériques. Les solutions logicielles basées sur l'IIoT peuvent fournir un tableau de bord en temps réel d'indicateurs de performance clés pour prendre en charge les dialogues de performances en atelier, augmentant ainsi la transparence. Ces outils permettent également de suivre les actions d'amélioration et d'envoyer des alertes aux opérateurs via des appareils mobiles. Le logiciel évalue les données de la machine, telles que des informations sur l'efficacité globale de l'équipement, la production de pièces et la qualité via la connectivité IIoT. Une meilleure gestion des performances peut aider les entreprises à augmenter la productivité du travail de 20 à 40%. [2] [3]
Assistance à distance. En plus d'améliorer la sécurité des employés, l'expérience suggère que les outils d'assistance et de maintenance à distance peuvent entraîner une réduction de 10 à 40% des coûts des services sur le terrain, en particulier des déplacements, en réduisant le besoin de visites en personne. Les gains peuvent être particulièrement élevés chez les équipementiers OEM disposant d'une large base installée.
Retour et résilience: appliquer l'IIoT pour accroître la flexibilité en période d'incertitude
Les prochains mois seront définis par des défis nouveaux et inconnus. Après la fin de la pandémie, des chocs inattendus se produiront sans aucun doute, allant de nouveaux problèmes de santé aux changements de l'offre et de la demande en passant par des tensions géopolitiques qui interfèrent avec le commerce. Les entreprises peuvent accélérer leur retour aux activités normales, augmenter l'utilisation de l'IdO et renforcer la résilience en se concentrant sur des améliorations dans trois domaines.
Connectivité et cybersécurité
Une connectivité et une cybersécurité solides permettent une meilleure visibilité à travers la chaîne d'approvisionnement, permettant aux industriels de répondre plus rapidement aux perturbations. Le temps requis pour améliorer la connectivité et la cybersécurité variera, en grande partie en fonction de la configuration opérationnelle d'une entreprise, y compris le nombre de machines et de solutions logicielles en place.
Déploiements de connectivité à grande échelle. De nombreuses entreprises ont un besoin urgent de fournir aux employés un accès à distance et le contrôle de diverses machines. Étant donné que de nombreuses machines connaissent désormais des temps d'arrêt plus élevés que d'habitude, les entreprises peuvent être en mesure d'installer plus facilement des kits de connectivité. Pour accélérer le déploiement, les travailleurs peuvent installer un boîtier de connectivité chaque fois qu'ils effectuent des services de maintenance de routine. Chaque machine connectée à Internet aidera les industriels, car elle devient disponible pour la surveillance à distance, la collecte de données et d'autres services.
La cyber-sécurité. Alors que les entreprises numérisent de plus en plus leurs opérations de fabrication, la cybersécurité devient plus importante. Comme pour la connectivité à grande échelle, les entreprises peuvent plus facilement améliorer la cybersécurité à tous les niveaux lorsque le temps d'indisponibilité des actifs est élevé ou que les opérations sont arrêtées, car l'application de correctifs ne créera pas de perturbations majeures. Les entreprises peuvent entreprendre assez rapidement des mesures de cybersécurité simples, telles que des mises à jour logicielles critiques et des mises à jour du micrologiciel du matériel. Ces petites étapes contribuent à minimiser les risques globaux de cybersécurité.
Amélioration des coûts et flexibilité à moyen terme
Il existe plusieurs cas d'utilisation de l'IIoT qui peuvent aider les entreprises industrielles à s'adapter à la prochaine normale après la crise en réduisant leur seuil de rentabilité et en créant une base de coûts plus flexible.
Optimisation des actifs compatible IIoT. Ce cas d'utilisation implique l'utilisation d'analyses avancées pour identifier les causes profondes et les contre-mesures liées aux trois moteurs de l'efficacité globale de l'équipement (OEE): la disponibilité, les performances et la qualité.
Par exemple, un fournisseur d'aérospatiale avait un faible OEE lors de la production d'un composant d'avion important. Il a ensuite utilisé des solutions IIoT pour surveiller et détecter certains problèmes, tels que l'usure des outils et les matériaux manquants.
Sur la base de ces informations de capteur, l'entreprise a pu optimiser les séquences de tâches dans une salle de contrôle centrale.
Grâce à ces améliorations, la société a atteint 80% d'OEE.
Les outils IIoT peuvent également aider les entreprises à découvrir des problèmes jusque-là inconnus dans la chaîne d'approvisionnement.
Bien que l'impact puisse varier considérablement d'un environnement à l'autre, les entreprises peuvent améliorer l'OEE de jusqu'à cinq points de pourcentage, par exemple en faible volume,
Transparence des achats en temps réel. Les outils IIoT peuvent aider les entreprises à optimiser leurs achats en utilisant des informations en temps réel sur les niveaux de stock et la capacité de production pour déterminer les quantités à commander et faciliter les renégociations rapides des contrats.
Cette caractéristique est particulièrement pertinente pendant la crise actuelle, car les prix des produits de base ont considérablement baissé.
Prenez le pétrole et le cuivre, qui ont tous deux baissé de 20 à 25%. L'optimisation des allocations des fournisseurs et l'amélioration des stratégies de négociation permettent généralement de réduire de 2 à 5% les coûts des matières premières.
Compte tenu des événements actuels, ces économies seront probablement plus élevées maintenant.
Stabilité des revenus
En assurant la stabilité des revenus pendant les cycles économiques, les entreprises industrielles deviennent plus résilientes lorsqu'elles subissent des ralentissements inattendus.
Considérez quelques cas d'utilisation de l'IIoT qui peuvent aider à atteindre cet objectif: Prochaine meilleure action pour les ventes et le service.
Ce cas d'utilisation centré sur le client peut augmenter à la fois les revenus et la satisfaction du client.
En appliquant des analyses avancées à la gestion de la base installée, les entreprises déterminent les meilleures actions à entreprendre par les représentants des ventes et des services avec un client particulier après avoir évalué les données sur ses machines actuelles.
Selon les réglementations locales, ces données peuvent inclure des informations sur les conditions en temps réel et historiques de la machine, ainsi que des enregistrements clients.
Les outils IIoT pertinents peuvent également estimer la façon dont les clients peuvent réagir lorsqu'ils rencontrent certains problèmes de service ou se voient proposer diverses options, telles que les mises à niveau de service ou la fourniture de pièces de rechange ou de consommables.
L'impact sur les revenus de ce cas d'utilisation varie considérablement selon l'industrie, en grande partie en fonction de l'importance des services après-vente.
Les entreprises peuvent également appliquer ce cas d'utilisation en interne pour définir la prochaine meilleure action pour leur propre équipe de maintenance, à condition que les données nécessaires soient disponibles.
Optimisation dynamique des prix. Les outils de tarification compatibles IIoT peuvent analyser les données sur l'offre et la demande des actifs connectés en temps quasi réel ou en temps réel, y compris des informations sur les niveaux de stock, la capacité disponible, les calendriers de production et les dates de livraison prévues.
Sur la base de cette analyse, les outils recommandent le meilleur prix pour une date particulière, permettant aux entreprises d'effectuer des mises à jour plus fréquemment.
Ce cas d'utilisation augmente généralement les revenus de 5 à 8%. Il permet également aux entreprises de simplifier les cadres de tarification des nouveaux produits.
Réinventer et réformer: tirer parti de l'IIoT pour émerger après la crise
La pandémie aura un effet durable sur les entreprises, même après son apaisement.
Du côté des clients, les industriels pourraient voir une évolution permanente vers la livraison sans contact ou une plus grande configuration de l'utilisateur final.
Ils peuvent également décider de mettre en œuvre de nouvelles stratégies tout au long de la chaîne d'approvisionnement pour éviter des perturbations similaires à celles rencontrées au début de 2020.
En plus de négocier la crise actuelle, les entreprises doivent se préparer à de tels changements et viser à sortir plus fortes qu'elles ne l'étaient auparavant.
Les usines de phares prouvent que le déploiement à grande échelle des cas d'utilisation de l'IIoT peut créer des améliorations significatives pour tous les indicateurs de performance clés opérationnels.
Par exemple, certains ont augmenté la production de 10 à 200%, réduit les coûts des produits de 5 à 40% et réduit les délais de commercialisation de 30 à 90%.
Global, les industriels devront continuer à viser une plus grande flexibilité opérationnelle, en particulier la possibilité de modifier les volumes de production en cas de besoin.
Les cas d'utilisation IIoT suivants montrent comment les entreprises peuvent accroître la flexibilité opérationnelle et commencer à produire un impact à grande échelle.
Intégration de la chaîne d'approvisionnement à travers la chaîne de valeur
IIoT facilite l'échange de données en temps réel entre tous les participants de la chaîne d'approvisionnement, créant une vue intégrée des programmes de production, de la planification, des inventaires, de la qualité et des délais de livraison prévus.
En plus de renforcer la transparence et la confiance, ces outils peuvent également réduire les coûts et les risques de la chaîne d'approvisionnement, par exemple en recevant des signaux des machines connectées lorsqu'elles sont à court de matières premières ou en suivant le flux de matières le long de la chaîne d'approvisionnement à l'aide de balises de géolocalisation.
Grâce à ces informations, les entreprises peuvent optimiser les niveaux de stock, la planification de la production et l'utilisation du transport grâce à une approche plus globale. (Les informations sur l'inventaire sont utilisées pour améliorer la planification tout au long de la chaîne d'approvisionnement, y compris les décisions concernant la production de matériaux.) Les entreprises apprendront également plus rapidement les problèmes de la chaîne d'approvisionnement,
Optimisation des processus en ligne
IIoT peut augmenter l'efficacité de production de machines individuelles ou de lignes de production entières en utilisant des analyses avancées pour optimiser les paramètres de processus.
L'algorithme analyse les informations sur toutes les variables disponibles, y compris la production, la planification, l'état des actifs et les biens d'entrée.
Les données des machines individuelles sont combinées avec des informations sur le programme de production global, permettant aux entreprises d'optimiser les paramètres de la machine en fonction des étapes de production précédentes et suivantes.
Cela permet aux entreprises d'ajuster rapidement les calendriers de production pour tenir compte des changements de la demande ou des perturbations imprévues de la chaîne d'approvisionnement.
Les entreprises industrielles adopteront différentes approches pour tirer parti de la puissance de l'IIoT dans les moments difficiles, mais trois actions sont toujours utiles lors du démarrage: se déplacer rapidement et tirer parti des solutions IIoT standard, y compris ceux des fournisseurs de technologie et des équipementiers OEM, pour maintenir les opérations critiques; ces solutions peuvent permettre un passage rapide aux opérations à distance et contribuer à protéger la sécurité et la santé des employés.
Entreprendre des améliorations stratégiques, notamment des déploiements de connectivité à grande échelle et des investissements en cybersécurité, en particulier si les opérations sont lentes afin de renforcer la résilience et de devenir plus compétitives.
Réformer le modèle d'exploitation avec les solutions IIoT; Les employés non opérationnels qui peuvent avoir des périodes d'inactivité pendant une crise peuvent aider à évaluer, à hiérarchiser et à préparer des solutions à long terme qui permettront aux entreprises de prospérer et d'émerger plus fort que jamais lorsque la pandémie s'atténuera.
1. Darrell Etherington, «Amazon commence les contrôles de température et fournira des masques chirurgicaux dans les entrepôts», TechCrunch, 2 avril 2020, techcrunch.com.
2. Global lighthouse network: Insights from the frontfront of the 4th industrial revolution, un rapport conjoint de McKinsey et du Forum économique mondial, décembre 2019, weforum.org.
3. Réseau mondial de phares: Perspectives d'avant-garde de la quatrième révolution industrielle, rapport conjoint de McKinsey et du Forum économique mondial, décembre 2019, weforum.org.
4. Global lighthouse network: Insights from the frontfront of the 4th industrial revolution, un rapport conjoint de McKinsey et du Forum économique mondial, décembre 2019, weforum.org.
À propos des auteurs
Stefan Fahrni est associé associé au bureau de McKinsey à Zurich, où Michael John est consultant; Christian Jansen est associé associé au bureau de Hambourg; et Tarek Kasah est partenaire associé au bureau de Düsseldorf, où Bodo Köerber et Niko Mohr sont partenaires. Les auteurs remercient Andreas Behrendt, Dinu Niculescu, Alexander Knaak, Mark Patel, Lucas Pinz, Abhyuadaya Shrivastava, Stuart Sim et Russell Woo pour leurs contributions à cet article.
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