Fernando Alcoforado*
Cet article vise à présenter le fonctionnement de l’Industrie 4.0 et comment faire de son introduction au Brésil une réalité. Dans l’histoire de l’humanité, il y a eu 3 révolutions industrielles. La 4e révolution industrielle se produit à l’époque contemporaine. La 1ère révolution industrielle a eu lieu au XVIIIe siècle, ce qui signifie l’introduction de la machine à vapeur par James Watt, qui a placé l’industrie textile comme un symbole de la production génératrice de richesse de l’époque, donnant un bond de productivité et contribuant à l’expansion du capitalisme. La 1ère révolution industrielle a duré environ 200 ans (1712-1913). La 2e révolution industrielle, qui a duré environ 60 ans (1913-1969), a été inaugurée lorsque Henry Ford a créé la chaîne de production de masse avec le concept de production à grande échelle, réduisant les coûts et popularisant le produit. La 2e révolution industrielle est la révolution du fordisme, de l’électrification, de la production de masse. La 3ème révolution industrielle, qui a duré environ 40 ans (1969-2010), s’est caractérisée par l’automatisation des processus de production avec la mise en place d’ordinateurs dans l’usine, plaçant des commandes électroniques, des capteurs et des dispositifs capables de gérer un grand nombre de variables de production. permettant une prise de décision avec contrôle autonome des appareils, dont l’impact était d’augmenter la qualité des produits, d’augmenter la production, de gérer les coûts et d’augmenter la sécurité de la production. La 3e révolution industrielle est la révolution du silicium et de l’électronique qui a transformé l’industrie. La 4e révolution industrielle est déjà en marche, fortement soutenue par la vague de numérisation que nous connaissons actuellement [1].
La 4e révolution industrielle ou Industrie 4.0 se caractérise par l’intégration de systèmes de production dits cyber-physiques, dans lesquels des capteurs intelligents informent les machines sur la manière dont leurs activités doivent être traitées. Les processus doivent être régis dans un système modulaire décentralisé. Les systèmes de production intelligents commencent à fonctionner ensemble, communiquant sans fil, soit directement, soit via un « cloud » Internet (Internet des objets ou IoT). Les systèmes de contrôle d’usine centralisés et rigides cèdent désormais la place à une intelligence décentralisée, avec une communication machine à machine (M2M) dans l’usine. C’est la vision de l’Industrie 4.0 de la 4ème Révolution Industrielle. Dans l’Industrie 4.0, sa base fondamentale est la connexion de machines et de systèmes qui permettent aux entreprises de créer des réseaux intelligents tout au long de la chaîne de valeur, capables de contrôler de manière autonome les modules de production. En d’autres termes, les usines intelligentes auront la capacité et l’autonomie de planifier la maintenance, de prévoir les défaillances des processus et de s’adapter aux exigences et aux changements imprévus de la production. Les avantages apportés par l’Industrie 4.0 sont les suivants : 1) Réduction des coûts ; 2) Économie d’énergie ; 3) Une plus grande sécurité ; 4) Préservation de l’environnement ; 5) Réduction des erreurs ; 6) Fin du gaspillage ; 7) Transparence dans les affaires ; 8) Amélioration de la qualité de vie ; et, 9) personnalisation et échelle sans précédent [2].
Les technologies utilisées dans l’Industrie 4.0 sont les suivantes [3] :
1) Intelligence artificielle – Il s’agit d’un domaine informatique qui permet aux machines et équipements d’apprendre des activités réalisées. De cette manière, ils peuvent améliorer leurs compétences, rendant l’usine plus productive et autonome. L’intelligence artificielle permet aux machines de collecter, de stocker et d’analyser des données afin qu’elles reconnaissent des modèles et prennent des décisions par elles-mêmes, sans interférence humaine.
2) Big Data – Une grande partie des technologies de l’industrie 4.0 impliquent la production et la collecte de données. Ainsi, le Big Data fait référence au stockage dans une base de données sécurisée, dans laquelle les informations peuvent être analysées par l’Intelligence Artificielle pour prendre des décisions. Pour ce faire, des logiciels d’analyse spécifiques sont utilisés pour collecter et structurer un grand volume de données.
3) Robotique – Les robots de l’Industrie 4.0 sont principalement utilisés dans des fonctions répétitives. Ainsi, les actions sont réalisées plus rapidement et avec plus de précision que si elles étaient réalisées par des personnes, accélérant ainsi la production et réduisant les coûts et les pannes. Ils sont également largement utilisés dans des activités dangereuses et malsaines. De cette manière, ils augmentent la sécurité de l’équipe d’employés et réduisent les risques pour la santé, en plus de réduire les dépenses liées aux abstentions et aux actions syndicales.
3) Impression 3D – L’une des technologies de l’industrie 4.0 qui attire le plus l’attention est l’impression 3D, également connue sous le nom de « fabrication additive ». Les imprimantes permettent la création d’un modèle physique à partir d’un projet ou d’un dessin numérique. Cette technologie est de plus en plus utilisée car elle permet de fabriquer des pièces personnalisées pour répondre aux demandes de l’usine et des clients.
4) Cloud Computing – Cela implique le stockage des données dans le cloud. De cette manière, le Cloud Computing augmente la sécurité des informations, en plus d’économiser de l’espace physique dans les systèmes matériels. Un autre point important est qu’il permet l’accès à distance, c’est-à-dire que n’importe quel appareil (à condition qu’il soit autorisé par la direction) peut accéder aux données, qu’il se trouve en usine ou non.
5) Internet des objets – L’Internet des objets (IoT) constitue une étape majeure de l’ère numérique, car il permet des connexions entre des objets physiques et virtuels. Il convient de rappeler que la connectivité est l’un des piliers de l’industrie 4.0. Cependant, l’IoT ne connecte pas seulement les appareils, il leur permet également de traiter des données et de prendre des décisions. Pour être considérée comme un appareil IoT, la ressource doit recevoir des données via des capteurs, se connecter à un réseau et traiter les données sans interférence humaine.
6) Réalité virtuelle et augmentée – Ce type de technologie simule des scénarios immersifs ou ajoute des informations, telles que des graphiques ou des images, à un environnement. Il est donc très utile dans les cours et formations à distance, dans l’enseignement à distance sur la maintenance des équipements, entre autres activités.
Il est important de souligner que l’Industrie 4.0 implique l’intégration de systèmes qui consiste à unir physiquement ou fonctionnellement différents systèmes informatiques et applications logicielles, pour agir comme un tout coordonné permettant l’échange d’informations entre différents systèmes. Il permet à l’entreprise d’avoir une vision complète de son activité. Les informations en temps réel sur le processus de production influencent plus rapidement les décisions de gestion, tout comme les décisions stratégiques concernant les activités de l’entreprise peuvent être mises en œuvre plus facilement dans l’usine. L’Industrie 4.0 implique l’adoption de systèmes de simulation qui consistent à utiliser des ordinateurs et un ensemble de techniques pour générer des modèles numériques qui décrivent ou affichent l’interaction complexe entre diverses variables au sein d’un système, imitant les processus du monde réel. Dans les processus de production, on utilise des robots avancés, qui sont des dispositifs qui agissent en grande partie ou partiellement de manière autonome, qui interagissent physiquement avec les personnes ou leur environnement et qui sont capables de modifier leur comportement en fonction des données des capteurs [2].
Par ailleurs, l’Industrie 4.0 utilise la fabrication numérique qui correspond à l’utilisation d’un système informatique intégré composé d’outils de simulation, de visualisation 3D, d’analyse et de collaboration pour créer simultanément des définitions de produits et de processus de fabrication, ainsi que la fabrication additive qui consiste à fabriquer des pièces sur la base d’un projet numérique (réalisé avec un logiciel de modélisation tridimensionnelle), superposant de fines couches de matière, une à une, à l’aide d’une imprimante 3D. Des matériaux tels que le plastique, le métal, les alliages métalliques, la céramique et le sable, entre autres, peuvent être utilisés. L’Industrie 4.0 utilise également la cybersécurité, qui est un ensemble d’infrastructures matérielles et logicielles conçues pour protéger les actifs informationnels, face aux menaces qui mettent en danger les informations traitées, stockées et transportées par les systèmes d’information interconnectés [2].
L’Industrie 4.0 est un concept industriel qui englobe les principales innovations technologiques dans les domaines de l’automatisation, du contrôle et des technologies de l’information, appliquées aux processus de fabrication. Des systèmes cyber-physiques à l’Internet des objets et à l’Internet des services, les processus de production tendent à être de plus en plus efficaces, autonomes et personnalisables. Cela signifie une nouvelle période dans le contexte des grandes révolutions industrielles. Avec les usines intelligentes, plusieurs changements se produiront dans la manière dont les produits sont fabriqués, ce qui aura des impacts sur différents secteurs du marché. Faire de l’Industrie 4.0 une réalité impliquera l’adoption progressive d’un ensemble de technologies émergentes de technologies de l’information et d’automatisation industrielle, dans la formation d’un système de production physique et cybernétique, avec une numérisation intense de l’information et une communication directe entre les systèmes, les machines, les produits et les personnes. c’est-à-dire le fameux Internet des objets (IoT). Ce processus promet de générer des environnements de fabrication hautement flexibles et auto-ajustables à la demande croissante de produits de plus en plus personnalisés.
L’Industrie 4.0 présente les caractéristiques suivantes [4] :
1) Plus de visibilité – Les données sur les processus, les machines et les équipements sont très importantes et constituent la base de l’Industrie 4.0. Avec ces données de plus en plus disponibles de manière perméable à tous les niveaux de l’organisation, il devient simple de savoir ce qui se passe et d’avoir plus de visibilité sur tous les processus, y compris en temps réel.
2) Transparence – Les données sur les processus et les informations commerciales doivent être utiles et transparentes pour connaître les causes d’une certaine condition opérationnelle, de pannes indésirables ou de temps d’arrêt imprévus, par exemple.
3) Capacité prédictive – Les données de processus collectées par les machines et les équipements en temps réel doivent être traitées et transformées en informations utiles permettant de comprendre les performances du système de production, à traiter dans des systèmes d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique capables de prédire ce qui pourrait se produire dans votre processus ou dans les machines et équipements.
4) Flexibilité et adaptabilité – La virtualisation et la haute technologie offrent la possibilité d’accéder aux informations et d’effectuer des analyses en temps réel, y compris l’application d’un logiciel d’intelligence artificielle, permettant des innovations et/ou des ajustements instantanés.
Il convient de noter que, dans l’Industrie 4.0, les systèmes et capteurs intelligents informent les machines sur la manière dont elles doivent fonctionner et comment elles seront impliquées dans chaque étape du processus de fabrication, fournissant ainsi des données, telles que des retours d’informations, pour un meilleur contrôle de la production, les processus sont autogérés dans un système modulaire décentralisé, les systèmes intelligents commencent à fonctionner ensemble avec l’échange de données et d’informations, directement et également via le « cloud » sur Internet et, par conséquent, les systèmes de contrôle industriel sont plus complexes et distribués, permettant un processus plus flexible et détaillé. Dans l’Industrie 4.0, il existe une intelligence décentralisée, avec une communication machine à machine (M2M) dans l’usine différente des anciens systèmes de contrôle centralisés rigides des usines. La communication machine à machine, ou M2M, est une technologie qui permet aux appareils en réseau d’échanger des informations et d’effectuer des actions sans l’assistance manuelle des humains. Il s’agit de l’échange automatisé d’informations entre des appareils tels que des machines, des véhicules ou d’autres équipements dans les domaines industriel, commercial et des services. Ces appareils communiquent entre eux ou avec un emplacement central (base de données), en utilisant de plus en plus Internet et différents réseaux d’accès, comme le réseau cellulaire. Une application courante est la surveillance, la gestion, le contrôle et la maintenance à distance des machines, équipements et systèmes, traditionnellement appelés télémétrie. La technologie M2M a lié les technologies de l’information et de la communication. Les solutions M2M optimisent presque tous les flux de travail de l’industrie et entraînent des gains de productivité [2].
Pour mettre en pratique l’Industrie 4.0, il est important de suivre les 4 étapes suivantes [5] :
a) Réaliser une planification stratégique – La mise en œuvre du concept Industrie 4.0 nécessite une planification. Étudiez les principaux problèmes auxquels l’entreprise est confrontée, étudiez les différentes technologies qui peuvent être adoptées et créez un plan à long terme pour moderniser progressivement l’ensemble de l’entreprise. Adoptez la solution qui offre un ROI (retour sur investissement) élevé.
b) Réaliser des projets pilotes – Comme il s’agit de technologies très coûteuses, la plupart des entreprises technologiques proposant des solutions pour l’Industrie 4.0 réalisent des projets pilotes. Si tout se passe bien, ils investissent et étendent le projet à d’autres domaines de l’entreprise.
c) Devenez un fanatique des données – Le Big Data est la base de l’Industrie 4.0. Ce sont ces informations qui vous permettront de profiter au maximum des bienfaits de cette nouvelle ère. Cependant, cela n’a aucun sens de disposer de millions de données et de ne pas les analyser pour prendre des décisions importantes en fonction de celles-ci. Il est donc nécessaire de plonger dans les données, d’étudier et de baser toutes vos actions sur les chemins qu’elles indiquent. Il est temps d’abandonner le « ressenti » des managers et de prendre des décisions plus précises.
d) Avoir une équipe compétente – Aucune technologie ne fonctionnera s’il n’y a pas une équipe compétente pour la faire fonctionner. Les professionnels de l’Industrie 4.0 doivent se réinventer : il sera de plus en plus nécessaire de posséder des compétences analytiques et d’interprétation des données. De plus, il est nécessaire d’avoir une équipe qui s’adapte facilement et apprend rapidement, car les innovations sont en constante évolution et il y a toujours de nouveaux produits sur le marché.
La 4ème révolution industrielle ou Industrie 4.0 nécessite un nouveau profil professionnel. Pour travailler dans une usine numérique, vous devez développer des compétences essentielles. Les techniciens n’effectueront plus de fonctions répétitives. Ils seront concentrés sur les tâches stratégiques et le contrôle du projet. Quiconque souhaite s’imposer dans les usines du futur doit développer de nouvelles compétences. Il faudra par exemple apprendre à travailler côte à côte avec des robots intelligents et collaboratifs pour gagner en productivité. Cela crée de l’espace pour des fonctions plus complexes et créatives.
Il est très important que le professionnel de l’industrie 4.0 ait une vision large de l’entreprise. Les professionnels de l’Industrie 4.0 doivent être ouverts au changement, avoir la flexibilité nécessaire pour s’adapter à de nouveaux rôles et s’habituer à un apprentissage multidisciplinaire continu. Avoir une vision multidisciplinaire ne signifie pas que les connaissances techniques spécialisées ont perdu de leur importance dans le curriculum. Une formation universitaire en génie informatique ou en mécatronique est importante, mais pas suffisante. Il faut se spécialiser sur plusieurs fronts et connaître un peu chaque chose. Il faut aimer la technologie, l’innovation et surtout être curieux d’apprendre et de suivre une industrie qui se réinvente toujours. Avec autant de changements, les professionnels impliqués dans l’Industrie 4.0 doivent s’adapter à cette nouvelle réalité.
Le professionnel de l’Industrie 4.0 est responsable de la gestion et de l’optimisation des processus, de la réduction des coûts et des gaspillages, de l’introduction de l’intelligence et de l’intégration. Dans l’Industrie 4.0, également connue sous le nom de 4e révolution industrielle, des professionnels sont responsables des processus de production d’une organisation, depuis la manipulation des matières premières jusqu’à la livraison du produit final. Ces professionnels doivent être au courant des changements technologiques et attentifs aux tendances et innovations que connaîtra l’Industrie, en réfléchissant toujours aux moyens de réduire les coûts et d’éviter le gaspillage, en tenant compte des aspects environnementaux, économiques et sociaux. L’Industrie 4.0 impose la nécessité de modifier les cours dans les domaines de l’ingénierie, de l’administration et de l’économie, entre autres, pour s’adapter aux nouveaux besoins des nouvelles technologies. Les programmes d’enseignement des unités éducatives à tous les niveaux doivent être profondément restructurés pour atteindre ces objectifs.
Alors que l’Industrie 4.0 est en cours de développement, en particulier dans les pays capitalistes les plus avancés, le Brésil est malheureusement confronté à un double défi : d’une part, inverser le processus de désindustrialisation qu’il a subi de 1990 à aujourd’hui suite à l’introduction du modèle économique néolibéral qui a dévasté l’économie brésilienne et, d’autre part, promovouir le développement de l’Industrie 4.0 dans le pays. Le consensus parmi les experts est que l’industrie brésilienne est en retard et est encore largement en transition par rapport à ce que serait l’Industrie 2.0 du 2e Révolution industriel, caractérisée par l’utilisation de chaînes d’assemblage et d’énergie électrique, pour l’Industrie 3.0 de la 3ème Révolution Industrielle qui applique l’automatisation à travers l’électronique, la robotique et la programmation. Ce retard technologique de l’industrie brésilienne est l’un des facteurs qui contribuent à la désindustrialisation du Brésil et à la perte de sa compétitivité industrielle [6].
Pour avoir une idée de l’écart du Brésil, il faudrait installer environ 165 000 robots industriels pour se rapprocher de la densité robotique actuelle de l’Allemagne. Au rythme actuel, avec environ 1 500 robots installés par an dans le pays, il faudra plus de 100 ans au Brésil pour atteindre le niveau de l’Allemagne. Nous aurons plus que jamais besoin que le gouvernement Lula soit capable de planifier la modernisation de l’industrie brésilienne et des institutions universitaires et de recherche du pays afin de réindustrialiser l’industrie brésilienne avec le développement de l’Industrie 4.0. Le Brésil a également besoin de niveaux d’investissement pertinents et d’une formation intensive de gestionnaires, d’ingénieurs, d’analystes de systèmes et de techniciens dans ces nouvelles technologies, en plus de partenariats et d’alliances stratégiques avec des entités d’autres pays plus avancées dans l’industrie 4.0. Le Brésil a donc encore un long chemin à parcourir dans divers secteurs de l’économie, de manière progressive et perturbatrice. L’une des mesures nécessaires pour l’inclusion du Brésil dans la 4e révolution industrielle consiste à réaliser des investissements massifs dans le système éducatif pour qualifier les personnes en mettant l’accent sur la technologie [6].
LES RÉFÉRENCES
1. ALCOFORADO. Fernando. Rumo à indústria do futuro. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/34710914/RUMO_%C3%80_IND%C3%9ASTRIA_DO_FUTURO>, 2017.
2. ALCOFORADO. Fernando. O futuro da indústria. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/45626620/O_FUTURO_DA_IND%C3%9ASTRIA>, 2021.
3. GoEPIK. Conheça as principais tecnologias da indústria 4.0. Disponible sur le site Web <https://www.goepik.com.br/conheca-as-principais-tecnologias-da-industria-40>, 2023.
4. WEG DIGITAL BLOG. Conheça 4 principais características da Indústria 4.0. Disponible sur le site Web <https://www.weg.net/digital/blog/conheca-4-principais-caracteristicas-da-industria-4-0/>, 2022.
5. NOVIDA. Indústria 4.0- Como colocar em prática? Disponible sur le site Web <https://www.novida.com.br/blog/industria-4-0/>, 2023.
6. ALCOFORADO, Fernando. Como o governo Lula poderá reindustrializar o Brasil. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/94807861/COMO_O_GOVERNO_LULA_PODER%C3%81_REINDUSTRIALIZAR_O_BRASIL>, 2022.
* Fernando Alcoforado, 83, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l’Académie de l’Education de Bahia, de la SBPC – Société Brésilienne pour le Progrès des Sciences et l’IPB – Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur de l’École Polytechnique UFBA et docteur en Planification du Territoire et Développement Régional de l’Université de Barcelone, professeur d’Université (Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique, de la planification d’entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution d’énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED – Centre de recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l’énergie de l’État de Bahia, secrétaire à la planification de Salvador, il est l’auteur de ouvrages Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), est l’auteur d’un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022), How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Generis Publishing, Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023) et A revolução da educação necessária ao Brasil na era contemporânea (Editora CRV, Curitiba, 2023).
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