Industrie 4.0 processus – Quel modèle pour une intégration réussie

Europe's industry is facing essential economic challenges due to an increasing pace of societal and technological developments, such as decreasing availability of natural resources, increasing energy prices, increasing the age of employees and globalization of markets. Moreover, consumers are increasingly demanding for improved product-service innovation, product variety, quality standards, support services, and immediacy or order satisfaction. These challenges drive industrial enterprises to be capable of managing their whole value-chain in an agile and responsive manner. Industry 4.0 is a dynamic and integrated system for employing control over the entire value chain of the lifecycle of products. Vertical and horizontal integration and fusion of physical and the virtual components are critical for Industry 4.0, as well as technology trends implementation such Cyber Physical Systems and Internet of Things as key enablers of high level of integration at a global scale. Introducing Industry 4.0 as the smart and connected manufacturing processes enabler is increasingly attracting companies trying hard to adapt to the growing market and customer demands. Due to the emergence of Industry 4.0 concept, the aim of this PhD thesis is to help companies to evolve from traditional automated manufacturing to the digital manufacturing level by proposing a novel integration model of Industry 4.0. The variety and the complexity of Industry 4.0 aspects, along with technical and managerial challenges are to be taken into consideration to provide companies with successful integration approaches along with a novel integration framework. The experimentation following this research has been realized at the platform 4.0 at Arts et Métiers Institute of Technology, Paris. The developed model and the proposed framework have been verified through an intensive implementation and integration work among the experimentations done at the industrial platform 4.0.Keywords: Industry 4.0, Cyber-Physical Systems (CPS), Internet of Things (IoT), Integration Models, Digital Transformation, Integration Framework, Flexibility, Modularity, Data Deployment, Advanced Robotics, Manufacturing Execution System.La production industrielle est aujourd'hui tirée par la concurrence mondiale et la nécessité d'une adaptation rapide de la production aux demandes en constante évolution. Les consommateurs sont de plus en plus exigeants pour une innovation produit-service améliorée, une variété de produits, des normes de qualité plus élevées, des services d'assistance et l'immédiateté ou la satisfaction des commandes. Ces défis conduisent les entreprises industrielles à être capables de gérer l'ensemble de leur chaîne de valeur de manière agile et réactive. L'industrie 4.0 est un système dynamique et intégré permettant de contrôler l'ensemble de la chaîne de valeur du cycle de vie des produits. L'intégration verticale et horizontale et la fusion des composants physiques et virtuels sont essentielles, de même que la mise en œuvre des tendances technologiques telles que les systèmes cyber physiques et l'Internet des objets en tant que catalyseurs clés d'un haut niveau d'intégration à l'échelle mondiale. L'introduction de l'Industrie 4.0, caractérisée par des processus de fabrication intelligents et connectés, intéresse de plus en plus les entreprises qui s'efforcent de s'adapter à la demande croissante du marché et des clients. L'objectif de ce projet de doctorat est d'aider les entreprises à évoluer de la fabrication automatisée traditionnelle vers la numérisation du processus de fabrication en proposant un nouveau modèle d'intégration de l'Industrie 4.0. La variété et la complexité des aspects de l'Industrie 4.0, ainsi que les défis techniques et de gestion doivent être pris en compte pour fournir aux entreprises des approches d'intégration cohérentes sur la base d’un nouveau Framework d'intégration. L'expérimentation a été réalisée à la plateforme technologique 4.0 des Arts et Métiers, campus de Paris. Le modèle développé et le Framework proposé ont été vérifiés grâce à un travail intensif d’expérimentation et de mise en œuvre à la plateforme 4.0.Mots-clés : Industrie 4.0, Systèmes cyber-physiques (CPS), Internet des objets (IoT), Modèles d'intégration, Transformation numérique, Framework d'intégration, Flexibilité, Modularité, Déploiement de données, Robotique avancée, Système d'exécution de fabrication