Le métaverse industriel et la transformation numérique : le projet phare numérique – Siemens Gerätewerk Erlangen (GWE)
Version préliminaire d'Xpert
Publié le : 9 janvier 2025 / Mise à jour à partir du : 9 janvier 2025 - Auteur : Konrad Wolfenstein
L'usine d'équipement Siemens à Erlangen (GWE) – une usine phare numérique
La transformation numérique de GWE : Un rôle pionnier dans l’industrie
Le Siemens Gerätewerk Erlangen (GWE) est considéré comme un exemple exceptionnel de la façon dont des installations de production traditionnelles peuvent être transformées en « usines phares numériques » grâce à l’utilisation de technologies de pointe. Dans un monde où l’Industrie 4.0 n’est plus seulement un mot à la mode mais devient une réalité fondamentale, GWE assume un rôle de pionnier. Grâce à l’utilisation cohérente de technologies telles que les jumeaux numériques, l’intelligence artificielle et l’automatisation, les mondes réel et numérique fusionnent dans GWE. Cette union crée une valeur ajoutée qui non seulement augmente l’efficacité et la productivité, mais garantit également la durabilité tout en ouvrant la voie à de nouveaux modèles économiques.
Convient à:
Référence pour l'industrie : la digitalisation comme nécessité
« La numérisation n'est plus une tendance, mais une nécessité. » Fortes de cette vision, des entreprises comme GWE établissent des normes dont l'ensemble du secteur peut bénéficier. La particularité de GWE ne réside pas seulement dans la simple application de ces technologies, mais plutôt dans la manière dont elles sont intégrées dans une solution globale transparente. Cette approche globale fait du GWE une source d'inspiration pour d'autres entreprises qui souhaitent également optimiser leurs processus et les rendre pérennes.
L’usine phare numérique : mettre en réseau la chaîne de valeur
L’idée d’une « usine phare numérique » implique bien plus que l’utilisation d’outils individuels. Il s’agit plutôt de numériser et de mettre en réseau l’ensemble de la chaîne de valeur. Cela comprend le développement et la construction, la logistique, la production, le contrôle qualité et les ressources humaines. Dans chacune de ces phases, les données sont collectées et combinées pour créer une image complète de la situation actuelle. « Seuls ceux qui comprennent l'ensemble du processus peuvent réellement l'optimiser » : ce principe directeur est au cœur de tous les efforts de numérisation de GWE.
Le jumeau numérique : une technologie clé pour l’efficacité et la prévention
Un élément crucial de ce processus est ce que l’on appelle le jumeau numérique. Un jumeau numérique est une représentation virtuelle la plus précise possible d’un objet réel, d’un système ou même d’un système de production complet. Non seulement les informations géométriques sont prises en compte, mais également les données fonctionnelles telles que le comportement en charge, la température, l'usure et la consommation d'énergie. De cette manière, il est possible de réaliser dans l’espace numérique des tests, des simulations et des analyses qui impliqueraient des efforts considérables, voire des risques, dans le monde réel. « Dans le jumeau numérique, les éventuels points faibles sont découverts à un stade précoce » – et c'est exactement la clé pour accroître l'efficacité et prévenir les erreurs.
Convient à:
Production autonome grâce à l'intelligence artificielle
L’un des objectifs majeurs du GWE est de développer une production de plus en plus autonome grâce à ces technologies numériques. Les systèmes avancés d'intelligence artificielle permettent une maintenance prédictive, dans laquelle les machines utilisent les données des capteurs et de production pour reconnaître de manière indépendante quand une inspection ou le remplacement des pièces d'usure est nécessaire. « Éviter les pannes avant qu'elles ne surviennent » : cette maxime décrit la philosophie par laquelle les applications d'IA contribuent à minimiser les temps d'arrêt de la production et à augmenter la disponibilité des machines.
Automatisation : un soulagement pour les personnes
En outre, le GWE introduit de nouvelles normes en matière de production grâce aux technologies d'automatisation. Les robots et cobots (robots collaboratifs) sont de plus en plus utilisés pour effectuer des tâches monotones, pénibles ou dangereuses. Une interaction efficace et sûre entre les humains et les machines est toujours garantie. « L’humain reste indispensable » : c’est un principe du GWE, qui souligne que l’automatisation ne doit pas remplacer les collaborateurs, mais plutôt les soulager et les soutenir. Dans cette compréhension du travail industriel moderne, la technologie accroît les capacités humaines plutôt que de les déplacer.
La durabilité comme objectif central
Alors que de nombreuses entreprises se concentrent uniquement sur l’augmentation de la productivité, GWE place la durabilité au centre de ses efforts. Grâce à des capteurs en réseau et des outils d’analyse d’IA, la consommation d’énergie peut être enregistrée et optimisée en temps réel. « La transparence mène à la responsabilité » – et la responsabilité dans ce contexte signifie prendre des mesures qui réduisent la consommation de ressources et les émissions. Cela inclut non seulement des processus de production plus efficaces, mais également des concepts tels que la réutilisation et le recyclage des matériaux et une économie circulaire intelligente. Avec ces stratégies, GWE contribue activement à la protection du climat et se positionne en même temps comme un employeur attractif qui répond aux exigences des travailleurs qualifiés modernes pour un environnement de travail durable.
Infrastructures pour le métaverse industriel
Les infrastructures qui constituent la base du métaverse industriel méritent également une attention particulière. Cela inclut des réseaux rapides et stables tels que la 5G, des services cloud hautement disponibles et de puissantes solutions informatiques de pointe capables de traiter les données en temps réel. « La vitesse est la clé du succès » – et cela s'applique non seulement aux flux de processus, mais surtout à la transmission et à l'analyse de grandes quantités de données. En investissant constamment dans ces technologies, GWE crée la base pour ouvrir de nouveaux domaines d'activité et poursuivre sa croissance.
Chaînes d'approvisionnement en réseau et agilité comme avantage concurrentiel
Un exemple de mise en réseau efficace dans GWE pourrait être des chaînes d'approvisionnement entièrement contrôlées numériquement dans lesquelles les fournisseurs, les clients et les partenaires communiquent entre eux en temps réel. Si une matière première vient à manquer, le système reconnaît immédiatement la pénurie imminente et déclenche automatiquement une nouvelle commande, tandis que les plans de production sont ajustés en parallèle. Une telle réactivité, « être agile et saisir immédiatement les opportunités », devient un avantage concurrentiel essentiel dans une économie mondiale de plus en plus volatile.
Management de la qualité : développement par l'innovation technologique
De plus, la gestion de la qualité bénéficie également des innovations techniques. Les contrôles qualité assistés par numérique permettent d'identifier rapidement les écarts de production et d'éliminer efficacement leurs causes. Cela permet au GWE de répondre aux défis avant qu’ils ne se transforment en problèmes coûteux. « La qualité est le moteur de la satisfaction du client » – et grâce aux technologies numériques de GWE, cette qualité peut être maintenue et améliorée en permanence à toutes les étapes de production.
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L’interaction des jumeaux numériques, de l’IA et de la robotique avancée
L’interaction des jumeaux numériques, de l’IA et de la robotique avancée représente une étape importante dans le métaverse industriel du GWE. Le terme « métaverse industrielle » désigne un niveau élevé de mise en réseau des réalités virtuelles et physiques. Cela signifie notamment dans les phases de planification et de développement que les systèmes, les processus et les halls d'usine entiers peuvent d'abord être conçus, simulés et évalués de manière entièrement numérique avant d'être mis en œuvre dans la réalité. « Les erreurs qui ne se produisent jamais ne coûtent rien » – et c’est exactement l’énorme avantage que les simulations apportent au métaverse industriel.
Les gens dans le changement numérique
Outre tous les aspects techniques, l’humain ne doit pas passer au second plan. Chez GWE, des investissements importants sont réalisés dans la formation continue et le développement des collaborateurs. Les nouvelles technologies et méthodes de production nécessitent de nouvelles compétences, de sorte que « l’apprentissage tout au long de la vie » ne reste pas un slogan abstrait mais soit activement encouragé. La formation dans des environnements de réalité virtuelle, les modules d'apprentissage interactifs et le transfert de connaissances via des programmes de mentorat ne sont que quelques exemples de la manière dont GWE prépare sa main-d'œuvre pour l'avenir. L'objectif est d'impliquer chaque collaborateur dans la transformation numérique de manière à ce que le savoir-faire de l'entreprise se développe largement.
Avantages de la stratégie de développement du personnel
Cette stratégie de développement du personnel est payante à plusieurs égards. D'une part, cela renforce la force d'innovation de l'entreprise car les collaborateurs assument un haut niveau de responsabilité personnelle et participent aux processus d'amélioration continue. D’un autre côté, cela rend GWE attractif en tant qu’employeur à une époque où la pénurie de travailleurs qualifiés menace de toucher des secteurs entiers. « Des collaborateurs satisfaits et bien formés sont le cœur de chaque entreprise » – et dans le contexte de la numérisation, ce cœur devient également le moteur de nouveaux progrès.
Convient à:
Flexibilité des processus dans GWE
Un autre avantage, souvent sous-estimé, de la numérisation dans GWE est la grande flexibilité qui résulte de la mise en réseau de tous les processus. Les demandes des clients qui évoluent rapidement ou les variantes de produits complexes peuvent désormais être mises en œuvre beaucoup plus facilement. Dans le passé, les entreprises devaient parfois attendre des mois jusqu'à ce qu'une nouvelle ligne de production soit préparée. Aujourd’hui, grâce aux configurations automatisées et aux interfaces numériques, les systèmes de production peuvent être adaptés dans des délais très courts. « La flexibilité est la garantie que nous pouvons répondre aux souhaits de nos clients » : cette déclaration illustre l'objectif de toujours rester compétitif, en particulier sur des marchés en évolution rapide.
Production en lots de taille 1 : Produits individualisés en série
Un exemple clair de cette flexibilité est l’introduction possible d’une production en lots de taille 1. Cela signifie que chaque produit est adapté individuellement aux besoins respectifs du client sans entraîner une production inefficace. Ici, les jumeaux numériques, les algorithmes d’IA et les systèmes de production en réseau jouent ensemble. Ils permettent de cartographier, d'optimiser et, si nécessaire, de réacheminer virtuellement chaque étape de production. Cela permet à GWE de fabriquer en série des produits sur mesure et d'offrir au client le plus haut niveau d'individualisation.
GWE comme usine phare numérique
Le rôle que joue le GWE en tant qu’« usine phare numérique » suscite un grand intérêt dans l’industrie. Les connaissances acquises par GWE sur la voie de la numérisation croissante peuvent souvent être transférées à d’autres secteurs et entreprises. « Un phare montre la voie » – et c'est exactement ce que fait le GWE en tant que pionnier. D'autres entreprises examinent les meilleures pratiques lors de la mise en œuvre de nouvelles technologies, développent davantage leurs propres idées et bénéficient des leçons apprises. La transformation numérique du GWE contribue ainsi à une large vague d’industrialisation au cours de laquelle les solutions numériques deviendront la norme et non plus l’exception.
Réseautage mondial et transfert de connaissances
Dans ce contexte, la mise en réseau mondiale constitue également un facteur important. Siemens est une entreprise mondiale avec une variété de sites et de partenaires. Les conclusions du GWE peuvent être intégrées et développées partout où Siemens opère. Les expériences d'autres usines qui se trouvent à différents stades de numérisation reviennent également à Erlangen, favorisant ainsi un processus d'apprentissage et d'amélioration continu. « La connaissance augmente lorsqu'elle est partagée » – une devise qui est devenue une pratique vivante chez GWE et dans toute l'entreprise.
La transformation numérique comme processus dynamique
Dans le même temps, le GWE élabore des visions d’avenir visant à faire progresser et à approfondir continuellement la numérisation. Les évolutions actuelles montrent que la transformation numérique n’est jamais complètement achevée, mais qu’elle représente plutôt un changement constant. De nouvelles technologies et exigences émergent, les marchés évoluent et l’ensemble du paysage industriel reste en évolution. « Le changement est la seule constante » – c'est pourquoi il est crucial pour GWE de ne pas se reposer sur les succès déjà obtenus, mais plutôt de remettre en question et de développer continuellement ses propres processus d'innovation.
Valeur des partenariats stratégiques
Les partenariats jouent un rôle important dans ces processus d’innovation. Qu'il s'agisse d'instituts de recherche, d'universités ou d'entreprises technologiques, la mise en réseau de différentes compétences permet de transférer en peu de temps des technologies complexes telles que l'intelligence artificielle ou la blockchain vers des solutions de qualité industrielle. « La collaboration est la clé du succès » – GWE est convaincu que les partenariats stratégiques créent un transfert mutuel de savoir-faire dont toutes les personnes impliquées bénéficient. Par exemple, l'Université d'Erlangen-Nuremberg, en tant qu'institution régionale, peut contribuer à la base scientifique, tandis que les start-ups apportent de nouvelles idées et des approches de développement agiles.
De nouveaux modèles économiques grâce à la numérisation
Un autre aspect intéressant est que le GWE redéfinit non seulement les processus de production grâce à la transformation numérique, mais également les modèles économiques. Par exemple, en équipant les produits de capteurs et en étant en connexion constante avec le constructeur via l'Internet des objets (IoT), il devient possible de proposer des services tels que la surveillance en temps réel, la maintenance prédictive ou des modèles payants à l'utilisation. « La technologie crée de nouveaux marchés » – cette phrase décrit le potentiel qu’ouvre la numérisation. Au lieu des ventes de produits classiques, des entreprises comme GWE peuvent de plus en plus proposer des services qui renforcent les relations clients à long terme et ouvrent de nouvelles sources de revenus.
Collaboration basée sur une plateforme
En ce qui concerne l'avenir, on peut également noter que le GWE a déjà commencé à introduire des concepts tels que des plateformes numériques grâce auxquelles les partenaires commerciaux et les clients peuvent promouvoir des développements communs. Ces plateformes permettent de combiner des données provenant de différentes sources, de les analyser et de les intégrer dans de nouveaux produits ou services. « Nous partageons nos données pour grandir ensemble » : cette idée illustre l’ouverture et la coopération devenues indispensables dans le sillage de la digitalisation.
Les données comme ressource stratégique
Une particularité des usines modernes comme la GWE est la capacité de considérer les données comme une ressource stratégique. Il ne s’agit pas seulement de collecter des informations, mais surtout de les évaluer intelligemment. Les outils d’analyse modernes détectent des modèles dans d’énormes quantités de données qui resteraient cachées à l’œil humain. « Les données sont le nouvel or » : ce dicton illustre à quel point la bonne information au bon moment peut être précieuse. L'analyse des données peut être utilisée pour créer des prévisions, optimiser les processus de production, stabiliser la chaîne d'approvisionnement et améliorer continuellement les produits.
Les défis de la gestion des données
Cependant, cette nature axée sur les données présente également des défis. Des sujets tels que la protection et la sécurité des données sont prioritaires. Le GWE s'appuie sur des concepts de sécurité sophistiqués qui assurent à la fois la protection des informations sensibles et la disponibilité des systèmes. « La confiance est la base de toute collaboration » – et cette confiance ne peut être obtenue que grâce à des normes de sécurité fiables qui régulent le traitement des données et l'accès aux ressources de l'entreprise. Dans le même temps, la protection contre les cyberattaques doit être continuellement renforcée, car la multiplication des réseaux fait des usines des cibles attractives pour les attaquants potentiels.
Facettes de la transformation numérique
La transformation numérique chez GWE comporte de nombreuses facettes. Cela va de la réorganisation fondamentale des processus de fabrication à l’intégration de systèmes d’IA en passant par de nouvelles formes de collaboration et de développement de modèles commerciaux. Un aspect crucial est toujours la rapidité et la flexibilité avec lesquelles vous pouvez réagir aux changements. « L'innovation est le moteur, mais la résilience est la base » : cela signifie que la meilleure idée ne réussit que si l'entreprise est capable de s'adapter durablement à des conditions en constante évolution.
L’équilibre entre innovation et résilience
Le GWE a réussi à trouver cet équilibre entre innovation et résilience. D’une part, elle fait progresser avec audace les nouvelles technologies et ose remettre en question fondamentalement les processus conventionnels. D’autre part, elle préserve les structures et les compétences qui ont fait leurs preuves dans le passé et les intègre dans le nouveau monde numérique. Le résultat est un environnement de production dans lequel l'ingénierie traditionnelle rencontre des solutions logicielles de pointe - pour le bénéfice des deux parties.
Le métaverse industriel
C'est ainsi qu'un « métavers industriel » est créé dans l'usine d'équipement Siemens d'Erlangen, qui non seulement relie les mondes réel et numérique à des fins de démonstration, mais permet également de les expérimenter dans la pratique. Ce développement révolutionnaire établit des normes en termes de productivité, de durabilité et de force d'innovation. Mais le message le plus important du GWE est peut-être le suivant : « La numérisation n’est pas une fin en soi, mais une promesse à long terme pour rendre notre monde meilleur si nous parvenons à rendre la production plus efficace et en même temps plus respectueuse de l’environnement. » convivial, en créant de nouveaux emplois et en... Alléger le fardeau des processus de fabrication complexes montre le véritable bénéfice de cette transformation.
La transformation numérique à mesure que l'industrie évolue
La transformation numérique de l'usine d'équipement Siemens à Erlangen est un exemple de l'évolution globale du secteur. Là où les processus analogiques dominaient autrefois, des systèmes intelligents en réseau sont désormais utilisés qui communiquent et agissent en temps réel. Là où existaient autrefois des chaînes d'approvisionnement linéaires, des réseaux flexibles émergent désormais dans lesquels toutes les personnes impliquées travaillent ensemble sur des innovations de produits. Alors qu’auparavant on s’appuyait sur des contrôles de qualité aléatoires, l’analyse complète des données permet aujourd’hui d’éviter les erreurs avant même qu’elles ne surviennent.
De nouvelles opportunités grâce au changement numérique
À l’heure où les défis mondiaux tels que le changement climatique, la rareté des ressources et la volatilité des marchés accroissent la pression sur les entreprises, le changement numérique ouvre de nouvelles opportunités pour surmonter ces problèmes. Le GWE montre que la réussite économique et l’action durable ne s’excluent pas mutuellement, mais peuvent se renforcer mutuellement si la technologie est utilisée de manière responsable. Cela implique de développer continuellement les compétences de notre propre main-d’œuvre et de laisser à la prochaine génération un monde dans lequel la numérisation et la protection de l’environnement vont de pair.
Convient à:
"Nous produisons l'avenir"
« Nous produisons l'avenir » – cette devise pourrait figurer sur de nombreuses affiches, mais chez GWE, elle est déjà mise en pratique. Le développement constant vers une « usine phare numérique » permet de maîtriser l’équilibre entre tradition et modernité. Siemens a une longue histoire dans le domaine de l'électrotechnique et de la construction mécanique, mais au lieu de se reposer sur ses succès passés, l'entreprise se tourne vers l'avenir. Les nouvelles technologies sont recherchées, testées et intégrées pour rester à l'avant-garde du paysage industriel mondial.
Responsabilité et valeurs dans le changement numérique
L’exemple de GWE nous apprend que la numérisation augmente non seulement l’efficacité et les profits, mais qu’elle entraîne également des responsabilités. En tant que grands acteurs industriels, des entreprises comme Siemens ont la possibilité d’influencer les valeurs sociales et de façonner des régions entières. Cette responsabilité se reflète dans les concepts de production durable, de gestion économe en ressources et de conception de lieux de travail centrés sur l'humain. « La technologie doit servir les gens » – un principe sur lequel GWE s'aligne en utilisant des outils numériques et des machines intelligentes pour rendre les lieux de travail plus sûrs, plus sains et plus efficaces.
Développements futurs dans le GWE
À l'avenir, il sera passionnant de voir comment l'usine d'équipements Siemens d'Erlangen continue d'étendre son rôle de pionnier. De nouvelles applications en réalité augmentée ou virtuelle pourraient approfondir l’expérience Metaverse et rendre encore plus étroite la collaboration avec des équipes réparties à l’échelle mondiale. Les robots peuvent apprendre non seulement à effectuer un travail physique, mais également à prendre en charge des processus de planification complexes grâce à des algorithmes d’IA. Dans le même temps, la résilience de la chaîne d’approvisionnement devient de plus en plus importante, ce qui pourrait conduire à des partenariats plus solides, à une plus grande diversification et à des méthodes de prévision intelligentes.
Le changement imparable
Le parcours GWE représente toute une industrie en mutation rapide. Ce qui est considéré comme progressiste aujourd’hui deviendra normal demain, et après-demain, une nouvelle technologie pourrait à nouveau révolutionner les règles du jeu. « Le changement est imparable, mais nous contribuons à le façonner » - une confiance qui amène le GWE à considérer les innovations non pas comme une menace, mais comme une opportunité.
Vision d'une usine moderne
Dans l’ensemble, l’usine d’équipement Siemens d’Erlangen illustre à quoi peut ressembler une usine moderne alliant numérisation, automatisation et durabilité. Des jumeaux numériques aux processus basés sur l’IA en passant par le métaverse industriel, une vision de l’Industrie 4.0 est à portée de main. Le GWE démontre que progrès et protection de l’environnement peuvent aller de pair si l’on a le courage de quitter les anciennes voies et d’utiliser les nouvelles technologies avec un sens des responsabilités. Le message adressé au monde est le suivant : « L’avenir a déjà commencé – façonnons-le ensemble. »
Convient à:
Une culture du changement
Avec cette attitude, GWE contribue non seulement au succès de sa propre entreprise, mais montre également à d'autres entreprises la voie vers une nouvelle ère de création de valeur industrielle. Des exemples concrets de jumeaux numériques, de processus de production basés sur l'IA, de robotique, d'automatisation et d'analyse intelligente des données peuvent déjà être trouvés dans de nombreux secteurs, mais ils sont rarement liés les uns aux autres de manière aussi cohérente que dans le GWE. C'est ce qui fait de ce site un véritable phare : la capacité d'intégrer des composants technologiques individuels dans une vision globale intégrée dans laquelle tous les rouages s'intègrent parfaitement.
Le succès grâce à la culture d'entreprise
En fin de compte, le succès du GWE est aussi une question de culture. Sans la volonté d’accepter le changement, sans le courage d’accepter les erreurs et sans la volonté d’apprendre de ces erreurs, le changement numérique ne réussirait pas. « La culture bat la stratégie » – et le GWE montre comment une culture de confiance, d’ouverture et de volonté d’apprendre constitue la base sur laquelle toute stratégie de numérisation, aussi ambitieuse soit-elle, peut être construite avec succès.
Une usine du futur
Tous ces aspects montrent clairement pourquoi l'usine d'équipements Siemens à Erlangen peut être décrite comme une « usine phare numérique ». C’est un lieu où travaillent non seulement les machines, mais aussi les personnes qui conçoivent et testent chaque jour l’usine du futur. Cet avenir combine efficacité économique, durabilité, innovation et responsabilité sociale dans un concept qui va bien au-delà de la pure production. Le GWE constitue ainsi un exemple impressionnant pour d’autres entreprises qui s’engagent sur leur propre voie vers la numérisation.
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