Qu'est-ce que l'industrie 4.0 : comprendre l'impact de l'IA dans l'industrie manufacturière

Ces dernières années, nous avons entendu parler de grandes entreprises qui utilisent l'IA pour transformer leurs activités. À l'époque, l'IA semblait être un rêve lointain, nécessitant de vastes ressources en termes de personnel, de matériel et d'argent. Toutefois, avec les progrès récents, il devient évident que l'IA pourrait bientôt être accessible aux entreprises manufacturières de toutes tailles.

 

Quelles sont les possibilités offertes par l'IA lorsqu'elle est associée à la transformation numérique (DX) pour révolutionner nos méthodes de travail ?

 

Personnellement, il semble que le terme "Industrie 4.0" ait disparu des conversations quotidiennes. Pourtant, à l'échelle mondiale, même sans utiliser explicitement le terme "DX", il y a une poussée concertée vers une numérisation rapide pour changer notre façon de travailler. En quoi l'IA est-elle prête à modifier le paysage du développement, de la conception et de la fabrication ?

 

Nous explorerons l'état actuel et le potentiel futur de l'IA dans les environnements de développement, de conception et de fabrication.

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Qu'est-ce que l'industrie 4.0 ?

Industrie 4.0 est un terme inventé par le gouvernement allemand en 2011, visant à automatiser et à numériser le secteur manufacturier grâce à des technologies avancées. Au cœur de ce concept se trouve la technologie du jumeau numérique, qui relie les objets physiques à leurs équivalents virtuels via IoT et l'informatique en nuage. Cette initiative marque ce que l'on appelle souvent la quatrième révolution industrielle.

L'IA dans l'industrie 4.0 : transformer l'industrie manufacturière

Avant la vague de la transformation numérique (DX), le concept d'industrie 4.0 faisait déjà des vagues. L'industrie 4.0, qui met l'accent sur l'internet des objets (IoT), implique la collecte de données par le biais de divers capteurs, le traitement de ces données sur des ordinateurs en nuage et l'exploitation de l'intelligence artificielle (IA) pour les analyser. Cette intégration trouve de plus en plus d'applications dans l'industrie manufacturière.

 

Un exemple notable provient d'une présentation faite en 2017 lors de l'événement annuel de SolidWorks Japan. L'image présentée était celle d'un détecteur d'incendie doté de capacités de surveillance météorologique. Au-delà de la simple utilisation de 3D CAD et de diverses méthodes d'analyse pour la vérification de la conception, les données des capteurs de ce produit ont été reliées à la plateforme IoT Xively (qui fait maintenant partie de Google Cloud) pour fournir une analyse des données de grande envergure via 3DEXPERIENCE NETVIBES. Cela a permis de fournir aux utilisateurs des informations sur les incendies et les conditions météorologiques dès la phase de conception du produit, concrétisant ainsi le concept de jumeau numérique.

Le processus en V dans le développement : comment l'IA peut l'améliorer

Connaissez-vous le processus en V ? Dans le domaine du développement et de la conception, les projets suivent souvent ce modèle en forme de V. Le processus V se compose de deux étapes principales : le processus de conception et le processus de vérification. La phase de conception passe de la conception du système à la conception de l'unité et enfin à la conception du composant. Une fois la phase de conception terminée, des prototypes sont créés et la phase de vérification commence pour assurer la qualité du produit.

 

Traditionnellement, chaque cycle de vérification conduit souvent à une nouvelle conception et à un prototypage supplémentaire, ce qui augmente à la fois les coûts de développement et les délais. Cependant, une nouvelle approche du processus en V vise à atténuer ces inconvénients en améliorant les modèles numériques par des simulations répétées, réduisant ainsi le besoin de prototypes physiques et de vérifications approfondies. Cette approche innovante est illustrée par la conception basée sur le modèle (MBD), qui est un sujet brûlant dans l'industrie du développement et de la conception depuis plusieurs années.

 

L'IA peut-elle améliorer efficacement la qualité du processus de conception dans le cadre du processus en V ? Explorons le potentiel de l'IA dans diverses tâches de conception.

Conception du système

L'IA peut aider les concepteurs en recherchant des modèles existants similaires, en automatisant les tâches de conception et en simulant des estimations de coûts. Il peut également générer automatiquement des documents de spécification conceptuelle.

Conception d'unités et de composants

L'IA peut automatiser les tâches de conception de routine tout en fournissant une assistance pour les processus de conception non standard. Il peut faciliter les simulations et les analyses, optimiser les conceptions grâce à la conception générative et au bio-mimétisme, et rechercher des composants similaires.

 

Même si l'intégration complète de l'IA n'est pas immédiate, l'exploitation efficace des données numériques dans le cadre du développement et de la conception peut ouvrir la voie à une adoption plus large de l'IA à l'avenir.

De nouvelles améliorations grâce à l'IA

L'IA peut considérablement améliorer le processus de conception des composants mécaniques personnalisés en rationalisant et en optimisant les différentes étapes du développement. L'un des avantages notables est l'application de la conception générative, où les algorithmes d'IA créent automatiquement de multiples alternatives de conception sur la base de contraintes et d'exigences spécifiées. Cela permet aux ingénieurs d'explorer un plus large éventail de solutions innovantes, qui pourraient être trop longues ou trop complexes à développer manuellement. L'IA peut évaluer ces conceptions en fonction de facteurs tels que l'intégrité structurelle, l'utilisation des matériaux et la rentabilité, ce qui permet d'identifier rapidement les configurations les plus optimales. En outre, l'analyse prédictive alimentée par l'IA peut prévoir les défauts de conception potentiels et les problèmes de performance en simulant les conditions du monde réel, ce qui permet d'atténuer les risques dès le début du cycle de développement et de réduire la nécessité d'un prototypage physique approfondi.

 

L'IA améliore également la collaboration en s'intégrant de manière transparente à divers logiciels et plates-formes d'ingénierie CAD , garantissant le partage des données en temps réel et la communication entre les différentes équipes et les différents départements. Cette approche interconnectée favorise un flux de travail plus cohérent, où les informations et les mises à jour sont immédiatement disponibles pour toutes les parties prenantes, favorisant un environnement collaboratif qui améliore la productivité et l'innovation. En outre, les outils pilotés par l'IA peuvent automatiser les tâches routinières et répétitives telles que la rédaction et la documentation, libérant ainsi les ingénieurs pour qu'ils se concentrent sur des activités à plus forte valeur ajoutée telles que la résolution créative de problèmes et la prise de décisions stratégiques.

 

En exploitant la puissance de l'IA, le processus de conception devient non seulement plus efficace et plus rentable, mais il aboutit également à des produits de meilleure qualité et plus innovants. Cette avancée technologique s'aligne sur les principes de l'industrie 4.0, où les technologies intelligentes et les connaissances fondées sur les données sont à l'origine de la prochaine vague d'excellence manufacturière. En fin de compte, l'IA dans le processus de conception de composants mécaniques personnalisés illustre la façon dont la transformation numérique peut libérer de nouveaux potentiels, ce qui permet d'accélérer la mise sur le marché, de réduire les coûts de production et d'améliorer les performances des produits.

Conclusion

L'IA peut révolutionner la recherche de données techniques et fournir des conseils pour déterminer les paramètres de conception optimaux. Grâce à l'aide de l'IA, les concepteurs peuvent se concentrer davantage sur les tâches à forte valeur ajoutée, telles que la conception et l'élaboration de plans détaillés.

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