Industrie : un secteur bousculé en quête de renouveau

Les enjeux de l’industrie 4.0

C’est tout l’enjeu de l’industrie 4.0, en référence à la quatrième révolution industrielle, qui succède aux trois précédentes : celles du charbon, de l’électricité et de l’informatique. Selon une étude du cabinet Mazars publiée fin 2018, les dirigeants d’entreprises industrielles sont optimistes à la fois quant aux bénéfices à tirer de la transformation de l’industrie 4.0, mais également quant à leur capacité d’adaptation. La grande majorité (80 %) des dirigeants estiment avoir pleinement pris conscience des impacts de l’industrie 4.0 sur l’activité de leur entreprise et sont prêts à s’adapter.

L’essor de l’industrie 4.0 est d’ailleurs synonyme de nombreuses avancées : elle permet un suivi plus précis de l’état de la production, des gains de productivité et une plus grande réactivité de la production aux demandes des clients. On parle même d’industrie X.0, qui se caractérise par des processus de base automatisés, des machines et travailleurs connectés et le développement de techniques de production de nouvelle génération.

Les entreprises industrielles investissent de plus en plus en technologies pour moderniser leurs outils de production. D’après une étude du cabinet CXP, elles poursuivent plusieurs objectifs, par exemple réduire les coûts de fabrication et les délais, optimiser la qualité, fiabiliser la chaîne logistique, mieux analyser les performances et piloter les processus de fabrication, ou encore développer de nouveaux produits.

Les entreprises industrielles françaises les moins productives ont ainsi progressivement disparu (ajustement par les quantités) et n’ont survécu que celles qui ont réussi à s’adapter par des gains de productivité importants et un effort de modération des coûts et des prix de production (ajustement par les prix). Ce qui contraste avec le reste de la zone Euro.

« La valeur ajoutée de l’industrie manufacturière française par rapport à celle de la zone euro a chuté régulièrement, depuis fin 2012, de 15,1% à 13,6 % en 2017. C’est un plus bas historique inquiétant pour l’industrie hexagonale. Depuis le début des années 2000, d’importantes réallocations de l’activité manufacturière ont eu lieu au sein de la zone euro, et la France est particulièrement perdante », résume une étude COE-Rexecode, parue en 2018.

Les cinq challenges des entreprises industrielles

Dans cet environnement instable, face à une conjoncture atone, à des marchés volatils et des consommateurs fluctuants dans leurs arbitrages d’achats, les entreprises industrielles peuvent appuyer sur cinq leviers pour conserver leur compétitivité et gagner des parts de marché : innover, se développer à l’international, parier sur la qualité des produits, améliorer le service client et transformer les modes de travail avec des approches plus collaboratives.

1. Innover pour personnaliser : les clients attendent toujours plus de choix de produits, de plus en plus personnalisés, avec une forte disponibilité, ce qui conduit les chaînes logistiques à fonctionner en flux tendus. La pression pour innover, accentuée par la compétition internationale, incite les entreprises industrielles à optimiser/modifier leurs processus de production, à adopter des processus de R&D avec une approche digitalisée de la gestion du cycle de vie des produits (PLM). C’est l’enjeu majeur de l’industrie 4.0.
2. Gagner de nouveaux marchés à l’international : le développement à l’international constitue un facteur décisif de pérennisation des entreprises. Il faut toutefois adapter la chaîne logistique, dans un contexte d’entreprise étendue : celle-ci va du fournisseur au client du client, avec la multiplication des flux physiques à une échelle internationale, qu’il faut piloter en temps réel et le plus finement possible.
3. Parier sur la qualité des produits : le dilemme d’arbitrer entre toujours plus de qualité et toujours plus de réduction des coûts n’est pas nouveau. Mais il prend, aujourd’hui, une dimension critique : l’expérience client devient un facteur clé de différenciation, donc de compétitivité, y compris à l’international où de nombreux acteurs opèrent. Quant à la maîtrise des coûts, ce n’est également plus une option, sous peine de se faire concurrencer par de nouveaux entrants ou de voir fondre les marges.
4. Améliorer le service client : le service client, élément fondamental de l’expérience client globale, est un enjeu qui est étroitement lié au réseau logistique : en amont de la production (gestion des matières premières, des produits semi-finis, ainsi que des consommables), en aval (distribution des produits finis) et dans la phase après-vente. C’est le croisement et la gestion de différents flux qui génèrent des opérations physiques et administratives importantes.
5. Transformer les modes de travail avec le collaboratif : l’entreprise doit assurer un dialogue avec tous ses partenaires, afin de coordonner les opérations relatives aux flux physiques et aux flux d’informations entre toutes les parties prenantes. Elle doit déployer rapidement des outils de communication entre les différents acteurs afin de mobiliser toute la chaîne de valeur. L’industrie 4.0 englobe ces enjeux, car elle se caractérise par une intégration verticale et horizontale et des interactions plus fortes entre fournisseurs, producteurs, distributeurs, partenaires et clients.

Un exemple de reconfiguration : Airbus

Confronté à une explosion de la demande d’avions, du fait du doublement du trafic aérien à l’horizon 2030, qui passera de 4,1 milliards de passagers en 2018 à 7,8 milliards en 2036, et à une diminution de la durée de vie de ses appareils, le groupe Airbus doit se transformer en profondeur pour mieux répondre à la demande de ses clients. Les technologies numériques constituent le point clé de cette transformation, autour d’une valorisation des données, d’une refonte des processus, des chaînes de production et de la logistique.

« La digitalisation est au cœur de notre stratégie et ce mouvement touche toutes les strates de l’entreprise : les bureaux d’études et le manufacturing, les produits et les services-support aux clients, la maintenance », résumait Guillaume Faury, président d’Airbus Commercial Aircraft, lors d’un débat organisé par Paris Air Forum en juin 2018.

Airbus a ainsi multiplié les initiatives pour accélérer sa transformation numérique. Par exemple, le groupe aéronautique a refondu sa communication digitale (avec le programme Coconut : COm­mu­ni­ca­tion COn­tent in a NUT­shell), autour d’une même plateforme de gestion et de publication des contenus, avec également le déploiement des modules de Business Intelligence et de e-marketing, des connexions avec les supports de communication internes et la mise en place d’une gouvernance de la plateforme.

Plus de dix ans de con­tenus exis­tants ont été regroupés en une seule plate­forme. Principal objectif de ce programme de transformation digitale : mettre à disposition de toutes les équipes de la communication d’Airbus (400 personnes dans 35 villes), une même plateforme de gestion et de publication des contenus, la créa­tion de con­tenus devenant indépen­dante des canaux sur lesquels ils seront pub­liés.

Il s’agit notamment de proposer une expérience personnalisée aux utilisateurs (des journalistes, mais aussi des passionnés), via une approche multicanal centrée sur les audiences, de changer les méthodes de travail de tous les départements de la communication d’Airbus, en cassant les silos et en plaçant les contributeurs au centre de la stratégie de communication digitale.

Industrialiser la relation client

De même, Airbus utilise l’intelligence artificielle de Salesforce Einstein pour mieux comprendre ses clients, en s’appuyant notamment sur l’analyse de comportements passés, comme l’historique d’achat ou des interactions avec le support client, afin d’établir des prédictions et des recommandations qui optimisent l’expérience client.

En outre, les équipes commerciales et services sont fédérées sur une même plateforme, renforçant la collaboration entre les départements et rendant les prises de décision plus pertinentes grâce aux données en temps réel. Airbus déploie progressivement Salesforce à travers toutes ses divisions, à commencer par Corporate Jet et Commercial Aircraft, et les divisions Hélicoptères et Services.

Dans le domaine des infrastructures, un cloud privé assure le déploiement des nouvelles plateformes IT soutenant les projets de transformation, notamment les applications qui mettent en relation ses collaborateurs, ses clients et ses fournisseurs. Parmi les applications critiques concernées figurent la gestion administrative, le CRM, les ventes, l’e-business, ainsi que les outils de collaboration et de conception assistée par ordinateur.

Sur le plan industriel, dans le cadre de ses applications de télémétrie et de ses processus de gestion des vols d’essai, Airbus a également déployé une plateforme numérique permettant aux ingénieurs en charge des structures, ainsi qu’à d’autres équipes aussi essentielles, d’accéder aux données des tests depuis des environnements hébergés sur des serveurs, via un simple navigateur Web.

Ils ont la possibilité de réagir de façon quasiment instantanée depuis leurs sites distants et, par conséquent, de réduire les cycles des vols d’essai. Les fabricants de certaines pièces d’avion sont, eux aussi, autorisés à accéder en direct aux données des tests concernant leurs composants. Ils peuvent ainsi réagir immédiatement et corriger rapidement les problèmes éventuels.

Valoriser les données : quand les Data tombent du ciel

Pour ses clients (les compagnies aériennes), Airbus propose un organiseur électronique de poste de pilotage : il n’est plus nécessaire d’imprimer et de transporter la documentation de bord papier. À tout moment du vol, les pilotes peuvent interroger l’appareil pour accéder aux statistiques de performance, à la documentation électronique des manuels de bord, aux informations météorologiques, ainsi qu’aux cartes de navigation et des aéroports. « Cette solution leur fera gagner en efficacité tout en simplifiant leurs opérations quotidiennes », assure Didier Lux, vice-président exécutif du service client d’Airbus.

Côté production, c’est la réalité virtuelle qui est utilisée pour intégrer les maquettes numériques dans les environnements de production, permettant ainsi d’assembler des prototypes en 3D. Cela a réduit le temps de test de trois semaines à trois jours.

« Le premier challenge des constructeurs, à court terme, est de monter en cadence afin d’accroître leur capacité de production annuelle. L’objectif ? Diviser par deux le temps de production. Soit passer des huit ans traditionnels à une durée de quatre ans, pour sortir un avion d’usine. Le fer de lance de cette industrialisation va de pair avec une digitalisation plus accentuée des usines. De celle qu’a pu connaître l’industrie automobile : robotisation, optimisation des ressources et des flux, capteurs, maintenance prédictive, etc… », estime Hélène Doumerc, manager Aerospace Défense du groupe SII.

Une évolution des modes de conception et de production

Dans le domaine de la conception, Airbus a automatisé ses processus d’ingénierie sur un périmètre de plus de 30 000 utilisateurs (avec la solution PLM d’Aras). Les besoins fonctionnels d’Airbus incluent la gestion sécurisée des données et des documents, mais également celles des cycles de vie, des processus de modifications étendus à l’ensemble de l’entreprise, et des projets. En terme d’architecture IT, les besoins concernent le déploiement, les connecteurs avec les autres applications du système d’information, la migration, le chargement des données, le support et les capacités de Back End et de Front End.

Airbus a déployé une solution de réalité virtuelle sur son site industriel de Brême en Allemagne. Cette solution permet de valider un projet avec un prototypage virtuel, éventuellement en mode collaboratif et multisites. Le modèle de simulation immersive, mis au point par SkyReal, propose des interactions naturelles et difficiles à reproduire dans les environnements de CAO. Par ailleurs, Airbus a lancé un concours international dans le domaine de l’informatique quantique, invitant des experts à proposer et développer des solutions de modélisation et d’optimisation complexes dans l’ensemble du cycle de vie des avions, basées sur les nouvelles capacités informatiques.

L’Airbus Quantum Computing Challenge (AQCC) vise à extraire les compétences scientifiques déployées en laboratoire pour les transposer dans le milieu industriel, en appliquant les nouvelles capacités informatiques à des cas industriels concrets. Plusieurs défis spécifiques ont été identifiés dans le domaine de la physique du vol, avec un impact sur tous les aspects des activités d’Airbus, de la conception aux opérations, en passant par les flux de revenus des compagnies aériennes.

Selon Marc Fontaine, Chief Digital Officer d’Airbus, « les données sont le carburant de la transformation digitale. » Le groupe a notamment créé un Data Lake, dans le cadre de la conception de d’A350, et un système de collecte de données pour la maintenance des appareils, ce qui a permis de passer de 400 paramètres à 24 000 pour chaque vol.

Ces initiatives font partie du programme Skywise, lancé en 2017, dont l’objectif est de partager les données avec tous les acteurs de la chaîne de valeur de l’écosystème Airbus, compagnies aériennes comprises, pour diffuser les bénéfices du numérique, par exemple avec la maintenance prédictive. Le Data Lake dans le cloud permet aux compagnies aériennes et aux autres acteurs de l’aéronautique de stocker, gérer et analyser leurs données et celles de leurs écosystèmes, avec des capacités de visualisation, de gestion d’alerte, de prédiction et d’apprentissage automatique. Skywise permet notamment de gérer une flotte d’avions sur toute sa durée de vie, en intégrant l’ensemble de ses opérations d’exploitation et de maintenance.

Une réorganisation de la chaîne logistique

Cet effort sur la collaboration n’est pas nouveau. Depuis 2008, Airbus s’est associé à Dassault Aviation, EADS, Safran, Thales pour créer BoostAeroSpace, devenue une co-entreprise en 2011. Objectif : créer un portail commun, avec des services standardisés et interopérables pour tous les partenaires de l’entreprise étendue. Autrement dit, avec ce hub numérique aéronautique européen, il s’agit de créer le cloud sectoriel de l’industrie aéronautique pour « accroître la compétitivité et l’innovation pour l’industrie européenne de l’aéronautique et de la défense ». Et de mettre à la disposition des industriels de toutes tailles, y compris les PME, une plateforme collaborative mutualisée sécurisée.

L’un des enjeux actuels est de stabiliser la chaîne logistique et de garantir sa performance. En effet, dans l’industrie aérospatiale et de défense, 70 % à 80 % de la valeur est produite par la logistique. L’enjeu est d’importance, car Airbus gère plus de 15 000 fournisseurs dans une centaine de pays, ce qui représente un volume d’achat de plus de cinquante milliards d’euros (en 2017) et des dizaines de milliers d’emplois chez les sous-traitants. Avec une chaîne logistique complexe : Airbus travaille sur de multiples sites (une centaine au total). Outre des sites français, les pièces détachées peuvent provenir des différents pays partenaires comme la Belgique, l’Espagne, l’Allemagne et la Grande-Bretagne.

Airbus a inauguré, en 2018, la plateforme logistique Airlog II. Ce nouveau hub de 36 000 m2, dédié à la logistique Airbus, accueille les activités de trois anciens entrepôts, afin de faciliter la logistique globale et d’optimiser la performance et la maîtrise des processus. Chaque cellule de l’entrepôt Airlog II opère la logistique pour un programme avion défini, avec la réception des pièces des autres usines Airbus et des fournisseurs, la gestion de l’entreposage et la préparation des commandes.

Là encore, les technologies sont incontournables, notamment les objets connectés, par exemple, grâce à l’ioT, des traceurs GPS géolocalisent des objets non alimentés en énergie. Airbus suit en temps réel une dizaine de milliers d’emballages recyclables contenant des pièces détachées d’avion. Ces paquets transitent entre plusieurs entrepôts. Collectés via un réseau Sigfox, les coordonnées GPS des colis permettent à l’avionneur de localiser en temps réel ses pièces détachées qui circulent par les différents entrepôts internationaux du groupe. Les capteurs permettent ainsi de suivre la température, les chocs, les vibrations.

En intégrant l’IoT au cœur de son processus d’appro­visionnement, Airbus peut désormais optimiser l’ensemble de sa chaîne logistique et avoir une vue permanente sur la situation de ses actifs dans le monde. Au cours d’une deuxième phase, les sous-traitants adopteront ce même système, pour une Supply Chain unifiée. Cette unification passe également par une gestion des fournisseurs. Le groupe a ainsi mis en place une plateforme numérique de sélection de ceux-ci. Il a implémenté la plateforme Icertis Contract Management (ICM) pour gérer le cycle de vie des contrats au sein de ses divisions Commercial Aircraft, Helicopters et Defence and Space .

« La plateforme et l’application de sélection des fournisseurs ICM vont nous permettre de transformer numériquement notre socle commercial sur l’ensemble de la chaîne logistique. Nous pourrons ainsi optimiser la gestion des fournisseurs, de l’évaluation à la sélection, en passant par la collaboration et l’établissement des contrats, tout en réduisant les risques », précise Klaus Richter, directeur des achats chez Airbus.

Sans oublier la sécurité, d’autant qu’Airbus a été victime d’une cyberintrusion, fin 2019. Pour protéger les identités et les accès, Airbus s’est équipé d’une solution (OneLogin) d’Identity & Access Management (IAM), avec authentification unique (Single Sign-On), gestion du cycle de vie des utilisateurs, authentification plurifactorielle et authentification contextuelle.

L’objectif est d’éliminer la contrainte de saisir manuellement des mots de passe tout en protégeant mieux l’accès aux applications, d’automatiser la gestion du cycle de vie des utilisateurs pour leur accès aux différents portails des applications métier du groupe. De même, pour le partage des données, le constructeur a déployé Oracle Secure Global Desktop, afin d’offrir un accès sécurisé en temps réel aux données de performance de ses vols d’essai, dans le cadre de ses applications de télémétrie et de ses processus de gestion des vols d’essai.

Les applications fournissent des informations d’état et pour de multiples paramètres physiques ou avioniques, afin que les données critiques générées par une manœuvre effectuée en vol d’essai puissent être évaluées en seulement quelques millisecondes.

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Le pari de la logistique inverse

Airbus prévoit de livrer le nombre impressionnant de 33 000 avions dans les 20 prochaines années. Par ailleurs, la durée de vie moyenne d’un appareil diminue. Elle est passée de 31 à 26 ans en cinq ans. Ces deux constats ont un impact primordial sur la fin de vie des avions et la logistique inverse du secteur aéronautique. Si près de 900 avions fabriqués par Airbus sont hors service à ce jour, les prévisions sont sans commune mesure : d’après les calculs des spécialistes, 12 000 avions arrivés en fin de vie seront à traiter dans les vingt prochaines années.

« Durant les dix dernières années, l’écoconception des avions et l’utilisation d’écoproduits pour l’avionique sont devenus les axes majeurs de la logistique durable dans le secteur aéronautique. Les entreprises du secteur, et Airbus en tant que pionnier, ont mis l’accent sur le développement de matériaux et de produits à impact réduit sur l’environnement durant tout le cycle de vie de l’avion, avec, notamment, en ligne de mire la diminution des émissions de polluants. Par contre, le défi du recyclage des avions reste à relever » explique Anicia Jaegler, enseignant-chercheur à Kedge Business School et qui a étudié le cas Airbus. Si le recyclage de ces avions est d’ores et déjà une réalité, il doit changer d’échelle et passer de l’artisanat à l’industrie. Selon l’étude de Kedge Business School, les problèmes de la logistique inverse du secteur aéronautique s’expliquent par un manque d’anticipation de la part de la filière avec, notamment, un défaut important d’infrastructures de recyclage et de régulation motivant les propriétaires d’avions à recycler et à en tirer un intérêt financier.

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Des usines de plus en plus intelligentes

Les usines intelligentes pourraient contribuer pour au moins 1 500 milliards de dollars à la croissance mondiale à travers des gains de productivité, l’amélioration de la qualité et du service client, ainsi que l’augmentation de parts de marché résultante, selon l’étude « Smart Factories at Scale » de CapGemini Research Institute, menée auprès de plus d’un millier de dirigeants d’entreprises industrielles dans treize pays. Toutefois, les deux tiers de ce potentiel restent encore à concrétiser : l’efficacité par conception et l’excellence opérationnelle, par l’optimisation des opérations en temps réel, contribueront à parts égales. Selon l’étude, la Chine, l’Allemagne et le Japon sont les pays les plus dynamiques, suivis de près par la Corée du Sud, les États-Unis et la France. Les industriels prévoient désormais de créer 40 % d’usines intelligentes en plus, au cours des cinq prochaines années, et de multiplier leurs investissements annuels par 1,7 par rapport aux trois dernières années. Malgré ces perspectives positives, les industriels reconnaissent que les succès initiaux sont difficiles à généraliser : seuls 14 % d’entre eux estiment que leurs initiatives sont réussies et près de 60 % déclarent avoir des difficultés à les déployer. Ils font face à deux principaux défis : d’une part, la convergence de l’IT-OT (dont, notamment, le déploiement et l’intégration des plateformes digitales, la disponibilité des données et la cybersécurité) sera essentielle pour garantir la continuité digitale et supporter des processus collaboratifs. D’autre part, en complément des talents digitaux, une palette de compétences et comportements seront indispensables pour réussir, notamment des profils multi-disciplines du type développement-production, production-maintenance et sécurité-sûreté. Des compétences personnelles, comme la capacité à résoudre des problèmes et à collaborer, seront également essentielles, souligne l’étude de CapGemini Research Institute.

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Usine 4.0 : quel ROI en attendre ?

L’industrie 4.0 devrait améliorer la performance des usines. Mais dans quelles proportions ? Les consultants de McKinsey ont calculé les gains possibles, pour huit activités représentatives :

• 20 à 50 % de réduction du temps de mise sur le marché.
• 10 à 40 % de réduction des coûts de maintenance.
• 3 à 5 % d’augmentation de la productivité.
• 30 à 50 % de diminution du temps d’indisponibilité des machines.
• 45 à 55 % d’augmentation de la productivité des personnels techniques grâce à l’automatisation.
• 20 à 50 % de baisse des coûts des stocks.
• 10 à 20 % de baisse des coûts liés aux processus qualité.
• 85 % au moins d’amélioration de la fiabilité des prévisions.

Source : Digital in industry : from buzzworld to value creation, Digital Europe, pushing the frontier, capturing the benefits, McKinsey.