Connecter l’Industrie 5.0 avec l’Ingénierie 5.0 : changer notre façon d’innover

La convergence de l’Industrie 5.0 et de l’Ingénierie 5.0 marque une ère de transformation pour la fabrication et l’ingénierie, portée par des technologies avancées telles que l’intelligence artificielle (IA), les jumeaux numériques et les fils numériques interconnectés.

Ces innovations améliorent la productivité et redéfinissent la collaboration entre les humains et les machines, en mettant l’accent sur la durabilité et la résilience. En adoptant l’Industrie 5.0 et l’Ingénierie 5.0, les organisations peuvent accroître leur productivité, favoriser l’innovation et construire des systèmes résilients et durables.

L’évolution de l’Industrie 4.0 à l’Industrie 5.0

Le passage de l’industrie 4.0 à l’industrie 5.0 est une évolution significative dans les secteurs de la fabrication et de l’ingénierie. L’Industrie 4.0 se caractérise par la numérisation des processus de production, l’automatisation et la prise de décision basée sur les données.

Les entreprises s’appuient sur des technologies telles que l’internet des objets (IoT), le big data (et l’analyse du big data) et l’informatique en mode Cloud pour optimiser leurs opérations et améliorer leur productivité.

Toutefois, à mesure que ces technologies se sont banalisées, la nécessité d’innover davantage est devenue évidente. L’industrie 5.0 introduit les systèmes cognitifs et l’IA pour s’appuyer sur les fondations de l’industrie 4.0 et se définit par trois piliers clés : les interactions centrées sur l’humain, le développement durable et la résilience. Ces piliers guident les organisations vers l’utilisation de la technologie pour compléter les capacités humaines, mettre en place des pratiques durables et construire des systèmes plus résilients.

L’industrie 5.0 introduit les systèmes cognitifs et l’IA pour s’appuyer sur les fondements de l’industrie 4.0 et se définit par trois piliers clés : les interactions centrées sur l’humain, le développement durable et la résilience.

Chacun de ces piliers est présenté ci-dessous :

1. Interactions centrées sur l’humain : la collaboration entre les êtres humains et les systèmes cognitifs permet une amélioration continue tout au long du cycle de développement et de fabrication des produits. Ce pilier souligne l’importance d’investir dans des technologies qui apportent une réelle valeur ajoutée et permettent aux personnes d’atteindre plus facilement leurs objectifs.
2. Développement durable : le changement climatique menaçant de plus en plus notre planète et nos modes de vie, les entreprises doivent intégrer des pratiques durables tout au long du cycle de vie des produits, de la conception et de la fabrication à la distribution et à la mise au rebut. Les organisations doivent adopter des matériaux respectueux de l’environnement, des processus économes en énergie et les principes de l’économie circulaire, qui contribuent à minimiser l’empreinte environnementale et à maximiser l’efficacité des ressources.
3. Résilience : l’analyse prédictive, les jumeaux numériques, l’IA et les capteurs basés sur l’IoT sont des technologies fondamentales pour bâtir des systèmes résilients,qui assurent la continuité des opérations et des expériences positives et sûres pour les humains qui interagissent avec eux.

Cette évolution de l’industrie 4.0 vers l’industrie 5.0 n’est pas une simple progression. Il s’agit d’un changement de paradigme complet qui nécessite une réévaluation des approches et des idéologies à l’échelle de l’industrie.

La continuité numérique : la colonne vertébrale de l’Industrie 5.0

La continuité numérique est un concept clé de l’Industrie 5.0. Elle représente le flux continu d’informations tout au long du cycle de vie d’un produit. Cette interconnexion modifie la façon dont les humains et les machines interagissent.

Par exemple, la continuité numérique permet l’automatisation des tâches répétitives, en s’appuyant sur les systèmes cognitifs pour permettre des percées en matière d’ingénierie. Elle permet également l’accès aux données et la visualisation en temps réel, ce qui est essentiel pour mettre en œuvre la conception et l’optimisation basées sur l’IA.

L’intégration de l’IA dans l’ingénierie peut et va améliorer les capacités humaines plutôt que de les remplacer. Ainsi, la conception et l’optimisation pilotées par l’IA peuvent simplifier le processus d’ingénierie et donner aux ingénieurs plus de temps pour se concentrer sur les problèmes que seules la créativité et l’ingéniosité humaines peuvent résoudre.

C’est pourquoi les organisations doivent réévaluer les pratiques traditionnelles de gestion des exigences à mesure que la continuité numérique se fraie un chemin à travers les cycles de vie des produits. Elles doivent passer à des « modèles basés sur les services » pour améliorer l’efficacité de la conception et réduire les spécifications inutiles.

Repenser les exigences en matière d’IA et de jumeaux numériques

L’ingénierie 5.0 structure les exigences relatives aux produits pour la consommation de modèles d’IA et la lisibilité des machines. Les jumeaux numériques – la représentation virtuelle d’un produit physique ou d’un système de ressources qui reflète la configuration en temps réel – jouent un rôle essentiel dans cette transformation. Ils fournissent des flux de conception continus, permettant aux ingénieurs de tester et d’optimiser les produits en temps réel. Pour obtenir des résultats optimaux, les entreprises doivent intégrer les jumeaux numériques tout au long du cycle de vie du produit.

Cela permet de raccourcir les cycles de retour d’information et d’améliorer la gestion du cycle de vie des produits. À titre d’exemple, en utilisant les jumeaux numériques, les ingénieurs peuvent tester l’impact des logiciels sur les produits avant de transformer les idées en objets réels.

En outre, le passage d’une approche basée sur des listes à une approche basée sur des services dans la gestion des exigences, que les fabricants avant-gardistes adoptent déjà, permet à l’ingénierie infusée par l’IA d’atteindre son plein potentiel.

L’ingénierie enrichie par l’IA et les flux de conception continus

L’ingénierie enrichie par l’IA commence avec les données. Les données permettent de nouvelles visualisations et connexions à travers la continuité numérique. L’IA élimine également les tâches répétitives, ce qui permet aux ingénieurs de se concentrer sur la résolution innovante des problèmes. L’IA peut également identifier des domaines susceptibles de dysfonctionnements ou des optimisations potentielles. Les analyses de type « et si » augmentées par l’IA favoriseront l’innovation et l’optimisation tout au long du cycle de vie du produit pour ceux qui sont prêts à l’adopter. En fin de compte, l’IA générative peut créer des conceptions, des schémas et des plans, les humains vérifiant et validant ces résultats à un niveau plus élevé.

Les processus d’ingénierie assistés par l’IA commenceront également à intégrer la surveillance par l’IA du fil numérique pour l’optimisation de la conception. L’IA peut proposer aux ingénieurs des suggestions pour améliorer la durabilité, le coût et la fiabilité des produits. Au fur et à mesure que les ingénieurs apprennent à solliciter leurs outils d’IA, ils peuvent demander à la technologie d’effectuer une analyse approfondie des données, ce qui permet de trouver des solutions de conception optimales en un temps record.

Le rôle des jumeaux numériques dans la collaboration

Les jumeaux numériques permettent des flux de conception continus et peuvent intégrer des données provenant de nombreuses sources simultanément. Ils offrent également un accès en temps réel aux données relatives aux produits, ce qui permet une itération et une optimisation rapides. La continuité numérique interconnecté conduira à des flux de conception continus, ayant un impact sur l’ensemble du cycle de vie du produit. À bien des égards, les jumeaux numériques et la continuité numérique auront le même impact sur la fabrication que les méthodologies Agile et CI/CD ont eu sur le développement et la livraison de logiciels.

Chez Aras, nous pensons que la continuité numérique est la clé de l’avenir de l’ingénierie basée sur l’IA. Mais nous ne sommes pas les seuls ; ce sentiment se retrouve dans toute l’industrie, car de plus en plus de nos clients et d’autres organisations réalisent le potentiel d’une collaboration illimitée et d’une amélioration continue. L’intégration des jumeaux numériques et de l’IA dans les processus d’ingénierie garantira que les produits sont conçus, testés et optimisés dans un environnement cohérent et axé sur les données, ce qui se traduira par de meilleurs produits, des cycles d’innovation plus rapides et des résultats positifs pour les fabricants, les travailleurs et les utilisateurs finaux.

Adopter la pensée 5.0 pour prospérer dans un monde en constante évolution

Comme vous pouvez l’imaginer, le lien entre Industrie 5.0 et Ingénierie 5.0 va au-delà de la technologie et inclut la communauté et l’innovation. À mesure qu’un plus grand nombre d’organisations adoptent ces nouveaux paradigmes, des secteurs comme l’automobile et la fabrication de semi-conducteurs progresseront rapidement. L’adoption de la pensée 5.0 nous aidera à dépasser les solutions à l’emporte-pièce pour aller vers plus d’innovation et de personnalisation.

Bien entendu, les défis auxquels les fabricants sont confrontés aujourd’hui nécessiteront une adaptation et une numérisation continues. Cela peut sembler décourageant au début. Cependant, l’adoption d’une continuité numérique peut faire toute la différence. Renesas, fabricant mondial de semi-conducteurs LSI et client d’Aras, illustre la manière dont les entreprises peuvent miser sur la continuité numérique pour relever ces défis et prospérer dans un environnement dynamique.

Développement durable et résilience dans l’Industrie 5.0

Le développement durable et la résilience sont des piliers essentiels de l’Industrie 5.0, étroitement liés aux concepts qui constituent la base de l’ingénierie 5.0. Les pratiques durables sont intégrées tout au long du cycle de vie du produit, de la conception à la mise au rebut. Les organisations doivent adopter des matériaux écologiques, des processus économes en énergie et des principes d’économie circulaire pour réduire l’impact sur l’environnement.

La résilience consiste à concevoir des systèmes capables de s’adapter aux circonstances fluctuantes et d’assurer la continuité en cas de perturbations. Imaginez à quel point le monde aurait pu s’adapter plus rapidement à la pandémie mondiale COVID-19 si l’industrie 5.0 était la norme en 2020. Nous aurions pu fabriquer plus rapidement de nouveaux systèmes de filtration de l’air, des masques médicaux ou même le vaccin COVID-19.

Il est impossible de revenir en arrière. Néanmoins, si l’on se tourne vers l’avenir, il est passionnant d’imaginer comment l’industrie 5.0 et l’ingénierie 5.0 permettront aux humains et aux ordinateurs de travailler ensemble pour résoudre les problèmes plus rapidement et plus efficacement.

Concrètement, à quoi ça ressemble ? L’analyse prédictive, les jumeaux numériques, l’IA et les capteurs basés sur IoT jouent tous un rôle déterminant dans la mise en place de systèmes résilients. Ces technologies alertent les organisations sur les menaces potentielles et les guident vers la mise en œuvre de mesures qui atténuent les risques. Ces risques peuvent aller du changement climatique aux maladies, en passant par l’instabilité politique et les défauts de fabrication des systèmes critiques. L’industrie 5.0 a le potentiel de changer presque tous les aspects du monde moderne.

Il est impossible de revenir en arrière. Néanmoins, si l’on se tourne vers l’avenir, il est passionnant d’imaginer comment l’industrie 5.0 et l’ingénierie 5.0 permettront aux humains et aux ordinateurs de travailler ensemble pour résoudre les problèmes plus rapidement et plus efficacement.

L’Homme au cœur de l’Industrie 5.0

Comme nous l’avons mentionné, l’un des aspects qui définissent l’industrie 5.0 est son approche centrée sur l’humain. Ce paradigme met l’accent sur la collaboration entre les humains et les technologies de pointe. Les systèmes cognitifs, y compris l’IA et l’apprentissage automatique, travaillent aux côtés des opérateurs humains pour améliorer les prises de décision et les résolutions de problèmes. Cette collaboration permet aux humains de se concentrer sur des tâches novatrices et stratégiques, tandis que l’IA s’occupe des opérations répétitives et à forte intensité de données.

Une relation étroite et harmonieuse entre les humains et la technologie favorise l’innovation et l’agilité. Cela a des conséquences importantes sur la manière dont nous structurons les lieux de travail et dont nous responsabilisons la main-d’œuvre. Les organisations doivent donner la priorité à une conception centrée sur l’humain et investir dans des programmes de formation pour responsabiliser les employés. Les entreprises peuvent responsabiliser et perfectionner leur main-d’œuvre en inculquant des normes culturelles de collaboration et de formation continue, favorisant ainsi une croissance durable et la compétitivité à mesure que le monde s’accélère.

Maîtriser l’IA et les jumeaux numériques pour une innovation durable

L’IA et les jumeaux numériques sont essentiels pour parvenir à une innovation durable dans l’industrie 5.0. Ces technologies permettent aux organisations d’optimiser la conception des produits, d’améliorer les processus de fabrication et la gestion du cycle de vie des produits. En valorisant l’IA et les jumeaux numériques, les entreprises peuvent réaliser des gains significatifs en termes d’efficacité, de durabilité et de résilience.

Les jumeaux numériques modélisent virtuellement les produits physiques, ce qui permet aux ingénieurs de simuler et de tester différents scénarii. Cette capacité est indispensable pour optimiser les conceptions, réduire les déchets et améliorer les performances des produits. En outre, les analyses pilotées par l’IA permettent aux organisations d’identifier les possibilités d’amélioration et de mettre en œuvre des stratégies fondées sur les données pour une croissance durable.

L’avenir 5.0 : Conception continue, optimisation pilotée par l’IA et collaboration permanente

L’ingénierie 5.0 envisage un avenir où la conception continue, l’optimisation pilotée par l’IA et la collaboration permanente deviendront la norme. L’optimisation pilotée par l’IA fournira aux ingénieurs des recommandations et des informations fondées sur des données afin de renforcer l’innovation, d’améliorer la qualité des produits et d’accroître la durabilité.

Cette approche permet une itération rapide, des tests en temps réel et une amélioration continue, et fera progresser l’industrie de l’ingénierie et de la fabrication de manière inimaginable jusqu’à présent.

Vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont votre organisation peut mettre en œuvre les changements de paradigme de l’industrie 5.0 et de l’ingénierie 5.0 avec la continuité numérique et les jumeaux numériques dans le cycle de vie de la gestion des produits ? Pour en savoir plus sur Aras Innovator, cliquez ici.