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Microlean Lab - s'immerger dans l'industrie 4.0

À Saint-Imier (Jura bernois) se développe depuis quelques années (2019) une expérience unique visant la maîtrise des compétences en production microtechnique 4.0. Par Philippe Grize



Photographie de Thierry Parel


Philippe Grize et Florian Serex


À Saint-Imier (Jura bernois) se développe depuis quelques années (2019) une expérience unique visant la maîtrise des compétences en production microtechnique 4.0. Ses caractéristiques premières sont d'animer une communauté d'intérêts autour d'un objectif commun : démontrer ce qu'est pratiquement l'industrie 4.0 pour la microtechnique, en se reposant sur un partenariat mixte (privé/public). Ainsi, une plateforme d'expérimentation industrielle, s'inspirant du business model du smartphone, sert de cadre aux besoins en développements scientifiques et techniques exprimés par les entreprises partenaires.


Imaginez une micro-usine capable d'accueillir des «apps», des technologies de fabrication, d'assemblage et de contrôle en mode plug and produce, et qui soit configurable à souhait en fonction de ce qui doit être produit. Un business model qui évite un amortissement des coûts sur dix ans alors que la visibilité des commandes est de quelques mois seulement.


La voie ouverte par la Micro5 rend cette vision réalisable: des processus compacts, intelligents, capables de closed-loop manufacturing, synonyme d'autonomisation. Et avec un prix de revient raisonnable, on peut imaginer que les fabricants de ces « apps» puissent être rétribués dans une logique industrial machine as a service et ainsi permettre à leurs clients de transformer les Capex en Opex configurables selon les besoins réels tout en développant une nouvelle relation avec eux basée sur les services.


Appliquez ce principe à des prothèses dentaires et implants médicaux produits directement dans les hôpitaux où un scan 3D peut servir de base à une conception sur mesure, à des produits de luxe personnalisés, fabriqués en boutique et assemblés sous les yeux des clients, ou à tout type de production agile qui ne dépendrait plus d'une centralisation due aux contraintes de l'outil de production.


Les notions contenues sous l'appellation « industrie 4.0 » provoquent des changements de paradigme et nécessitent l'identification des leviers de création de valeurs au sein et entre les entreprises interdépendantes dans une logique de communauté d'intérêts et de réseaux de valeurs, à l'instar de ce que propose la politique industrielle allemande définie depuis une dizaine d'années.


Le MicroLean Lab propose donc aux acteurs des territoires hautement industriels de Suisse d'expérimenter les changements induits par la digitalisation dans une industrie marquée par des savoir-faire spécifiques, et reconnue pour ses produits synonymes d'excellence, de qualité, de précision et de fiabilité. Le MicroLean Lab a également l'ambition de prendre en compte les nouvelles tendances sociétales d'une consonmation plus responsable et d'une production plus etfciente dans une logique écologicoéconomique de production durable.


La configuration particulière du tissu industriel suisse, majoritairement constitué de petites et moyennes entreprises, plaide également pour cette recherche communautaire dans les thématiques qui ne touchent pas aux savoir-faire propres de chaque entreprise. Les thématiques contenues dans le programme de recherche appliquée correspondent à la vision d'une mi-cro-usine autonome, connectée et reconfigurable à souhait, et dont le business model est inspiré de celui du smartphone.

La logique qui perdure depuis deux siècles d'industrialisation est d'imaginer ce que les clients finaux pourraient consommer, de produire sur stocks à toutes les étapes de la fabrication et de la distri-bution, et de pousser les produits vers les clients potentiels à grand renfort de communication.

Il est indéniable que les concepts de digitalisation qui ont déferlé sur les entreprises depuis quelques années sous l'appellation « industrie 4.0 » provoquent une réflexion sur la façon de fabriquer en particulier les produits à haute valeur ajoutée, qui portent intrinsèquement en eux le besoin de personnalisation. Il devient possible de produire ce qui est déjà vendu, ce qui diminue les stocks à tous les niveaux de l'entreprise et participe à la réduction de leur empreinte carbone.


Entretien avec Florian Serex


Un partenariat privé/public, pour quoi faire?

Il s'agit de faire travailler ensemble deux cultures. L'une académique qui favorise le long terme, l'indépendance intellectuelle et le goût de la rupture en innovation, et l'autre entrepreneuriale, pragmatique, qui cherche des solutions à court terme. On voit bien qu'a priori, tout les sépare. Trouver des équilibres, chercher des compromis, développer des intérêts com-muns, etc., il y a un long travail pour la mise en place d'une culture commune, ce d'autant plus que les entreprises partenaires ont des tailles bien différentes. Les besoins d'une entreprise à plusieurs centaines d'employés ne sont pas les mêmes que ceux d'une entreprise qui emploie une dizaine de collaborateurs. La structure et l'histoire d'une entreprise influencent aussi sa culture. On organise tout cela sur du moyen terme à l'aide de projets communs. En faisant travailler (workshops) les gens ensemble, on peut aplanir les différences.


Votre réseau d'entreprises partenaires, c'est qui ?

F.S. Ce sont 25 entreprises industrielles. Vingt et une PMI et 4 grandes maisons horlogères.

C'est très hétéroclite mais tout le monde est réuni autour du concept « micromachines» dans l'esprit de la quatrième révolution industrielle.


La transition numérique est donc au centre de nos préoccupations. En résumé: on regarde tous les aspects du passage de « l'automatisation à l'autonomisation ». On rend les machines plus autonomes, pour répondre à la demande du concepteur produit sans avoir à passer par d'interminables suites de centres de compétences spécialisés qui ne communiquent pas entre eux.


La Micro5 est une grande réussite: pourquoi ?

F.S. La première fois que j'ai vu la Micro5, j'ai été très impressionné car elle provoquait un effet renversant: elle était à la taille de ce que l'on produisait. Une petite machine très efficace alors que tout le monde produisait des « monstres ».


Révolutionnaire aussi l'aspect de consommation énergétique. Enfin, une machine « écolo ». Cela changeait la donne. Notre travail continu pour déployer les concepts a abouti à la Micro5 mais également à son environnement.


Quels sont vos autres projets ?

F.S. Il m'est difficile de révéler des secrets... mais disons que l'on travaille plus sur le concept de projets « QuickWin». Ce sont des projets dérivés des travaux issus du MicroLean Lab (MiLL) qui se concentrent sur un domaine plus restreint et plus rapidement porteur. Les membres de la communauté qui ont repéré une opportunité se regroupent pour amener le sujet à maturi-té. Rapidement, nous trouverons davantage de numérique et d'intelligence artificielle qui équiperont l'outil de production actuel. L'autre préoccupation, qui devient de plus en plus forte, est celle du « durable», de la responsabilité environnementale des entreprises industrielles.


Il y a trois facettes de cette problématique qui sont abordées par le MiLL, la diminution de « consommable » dans les moyens de production, la diminution des temps de chauffe et de réglage et la réduction des stocks (pièces, en cours, non qualité...), notamment par la diminution de la taille des équipements et par l'autonomisation des processus.


Comment voyez-vous l'avenir de l'industrie 4.0 ?

F.S. C'est un saut énorme d'un point de vue indus-triel. On quitte la chaîne de production au service d'un produit de masse, organisation industrielle du début du siècle dernier, pour des formes de plateformes de production structurantes, offrant une liberté de configuration au service d'un produit personnalisé. Regardez Lonza, c'est sur ce modèle que l'usine a pu fabriquer en un temps record les substances pour Moderna dans la lutte pour des vaccins efficaces contre la pandémie.


Conclusion


Plusieurs enseignements peuvent être tirés de ce laboratoire à Saint-Imier.


D'abord, l'industrie 4.0 concerne plusieurs branches de l'économie. La solution passe naturellement par la mise en place d'une « intelligence collective » pour relever les défis

de cette révolution. Les enjeux sont tels que le partenariat privé/public a tout son sens dans cet effort autour de la fabrication de l'outil et de l'organisation industrielle de demain.


Ensuite, être écologiquement responsable, c'est aussi penser en termes d'économie d'énergie (taille des moyens de production), de rapidité et d'adaptabilité des machines aux changements de production (autonomisation des processus) et bien sûr de diminution de la production de déchets (qualité prédictive, flux continus). Mais c'est aussi repenser la supply chain, permettre une relocalisation de la fabrication (machine as a service, cycles courts).


Enfin, le concept le plus important en termes de changement structurel est celui des plateformes industrielles... véritable usine de demain. Elles vont intégrer ces fameuses machines autonomes sous forme de réseaux intelligents de briques technologiques collaboratives (notamment ceux que l'on désigne sous le terme « cobotique», par opposition a la robotique de la troisième révolution industrielle).


Il faut accorder un regard tout particulier à ce qui se passe dans les usines car notre société dans son ensemble en dépend grandement. Les quatre puissantes révolutions industrielles sont là pour confirmer ces propos.


Par Philippe Grize & Florian Serex pour le livre École 4.0, 2022




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