Comment améliorer la maintenance de son outil industriel grâce au numérique ?

Dossier | Publié le 25 avril 2022 | Mis à jour le 27 mai 2022

La maintenance industrielle qui permet de maintenir en bon état de fonctionnement les équipements des ateliers de production s’appuie de plus en plus sur le numérique : maintenance curative, préventive, prédictive se digitalisent… Ce dossier vous détaille toutes les solutions numériques pour accroître les performances de votre outil de production.

Photo illustrative
Geralt - Pixabay License

La satisfaction client passe par le respect du coût, de la qualité et la maîtrise des délais. Pour une entreprise industrielle, la réponse tient en partie dans l’organisation et la mise en place de sa stratégie de maintenance des outils de production. Selon l’Association française des ingénieurs et responsables de maintenance, cette filière essentielle à la performance des entreprises représente 22,6 milliards d’euros de dépenses annuelles pour le secteur industriel.


La maintenance industrielle se définit, selon l'Institut des ressources industrielles, par le maintien ou la réparation d'équipements et moyens afin d'assurer une activité de production. Les principaux  objectifs à atteindre sont :


  • éviter les pannes imprévues ;
  • prévenir les causes d’accident ;
  • respecter l’environnement ;
  • limiter les défauts ;
  • maîtriser les coûts d’entretien ;
  • améliorer la capacité de production.

Il ne sera jamais possible d’obtenir un taux de rendement synthétique (TRS) de 100 %, c’est-à-dire un taux d’usage de matériel total mais, votre entreprise industrielle a besoin de s'approcher au plus près de ce seuil.


L’organisation de la maintenance peut générer des surcoûts, non seulement en raison d’un arrêt de la production qui peut durer plus longtemps que prévu, mais aussi parce que le fonctionnement même des équipes de maintenance peut être amélioré au niveau de la qualité des informations transmises et des anticipations de matériaux nécessaires pour changer une pièce usée.


Le numérique peut largement contribuer à améliorer la maintenance de son outil industriel. Explications...


Le numérique contribue au management des équipes et au pilotage des interventions de maintenance industrielle


Pendant longtemps, l'outil pour gérer la maintenance a consisté en un cahier posé à coté de la machine sur lequel on reportait les dysfonctionnements constatés et les opérations réalisées. Ce mode de gestion ne correspond plus aux besoins actuels.


La réussite de votre maintenance industrielle repose sur l’efficacité et l’implication des équipes qui interviennent. Que vous soyez une entreprise du secteur de l’énergie, de l’agroalimentaire, de la chimie, de la métallurgie ou du développement durable, il est nécessaire de disposer des bonnes informations au bon moment. Qu'il s'agisse d’une intervention programmée ou d’un dépannage d’urgence, votre entreprise doit rechercher à faciliter la circulation de l’information.


Pour cela, l’ensemble des données doivent être saisies et consultables au même endroit : une plateforme en ligne que vos collaborateurs, mais aussi leurs managers, peuvent consulter à distance sur le lieu d’intervention avec un smartphone ou une tablette, ou bien sur site avant ou après une opération de maintenance sur un ordinateur. Il peut s’agir notamment :


Les informations partagées dépassent la seule identification de la machine et du lieu. Il s'agit de consigner :


  • la planification des interventions selon le degré d’urgence et les types des tâches à accomplir ;
  • la disponibilité du personnel de maintenance selon les compétences recherchées ;
  • la gestion des stocks des matériels et matériaux nécessaires pour chaque intervention ;
  • le suivi de l’intervention de maintenance ;
  • la validation des bons d’intervention et fin d’intervention.

L’usage du numérique limite les pertes d’informations et les erreurs de saisie. Il apporte aussi une plus grande réactivité. En temps réel, l’équipe d’intervention peut savoir si des changements ont eu lieu sur son planning ou les modalités de son intervention. Elle peut alors communiquer sur ses besoins pour réaliser son intervention. Une telle organisation permet de faire gagner un temps précieux sur l’arrêt de la production.


La clé : passer avec le numérique de la maintenance curative à la maintenance prédictive


La durée de la maintenance peut être réduite grâce au suivi de chaque machine. Votre entreprise peut mettre en œuvre plusieurs types de maintenance afin d'améliorer le fonctionnement de vos outils de production :


  • la maintenance corrective vise à remettre en état provisoire ou définitif de bon fonctionnement après le constat de défauts dans la production ou dysfonctionnement de la chaîne de production ;
  • la maintenance curative consiste à remplacer une pièce usée pour permettre à la machine de fonctionner à nouveau normalement ;
  • la maintenance systématique consiste à intervenir soit par intervalle régulier (toutes les semaines, tous les mois, tous les deux ans…), soit en fonction de la quantité d’unités produites ;
  • la maintenance conditionnelle a comme principal caractère de réviser l’outil de production si des critères précis sont réunis et annoncent un risque de panne ou de casse matériel ;
  • la maintenance préventive vis à contrôler la machine sans attendre un indice de panne ou une avarie réelle.

Efficaces sur le court terme, toutes ces interventions peuvent à long terme creuser le budget de l’entreprise. Soit elles ont lieu avant la panne - et potentiellement la maintenance peut ne pas être justifiée au moment où elle est réalisée - soit, elles ont lieu une fois la panne constatée ce qui réduit la disponibilité de l'outil de production. S’il s’agit d’une action palliative, la tranquillité est temporaire. Dans tous les cas, ce sont des arrêts coûteux.


En route pour la maintenance industrielle 4.0 avec la maintenance prédictive


Le numérique permet à votre entreprise d'améliorer sa maintenance industrielle grâce à la mise en œuvre d'une maintenance prédictive. Celle-ci analyse les données des machines en temps réel pour qualifier plus finement la dégradation du matériel de production et programmer une maintenance « juste à temps ». Il s’agit d’anticiper les problèmes et d’en identifier les symptômes. La chaîne de production n’est arrêtée ni trop tôt ni trop tard, par rapport au risque de défaillance.


En réduisant le temps d’immobilisation des équipements et en diminuant le nombre de panne, la maintenance prédictive permet à l'entreprise d'être plus agile et de faire des économies.


La maintenance prédictive s’appuie sur la technologie des objets connectés. On parle de l'internet des objets (en anglais Internet of Things ou IoT). Ces capteurs font remonter en temps réel des données sur l’état des outils de production en mesurant certaines de leurs caractéristiques : ultrasons, vibrations, chaleur, qualité des fluides… Ces capteurs IoT peuvent souvent être reliés avec l'instrumentation existante au sein de l'entreprise de façon à limiter les coûts de mise en œuvre.


Ces données compilées permettent d'obtenir l’historique de fonctionnement d'une machine. On parle de données massives (en anglais big data) pour désigner l'ensemble de ces données collectées et sauvegardées qui vont servir de base au processus d'analyse des données :


  • cadence de production ;
  • longévité des pièces ;
  • bon usage des collaborateurs ;
  • température...

Le système permettra d'identifier des seuils d'alerte déclencheurs d'actions. En recourant à des solutions d’intelligence artificielle, telles que l'apprentissage automatique (en anglais machine learning), pour optimiser la prédiction des pannes, le système prédictif est de plus en plus pertinent. 


Tous ces éléments permettent de réaliser une analyse fine du fonctionnement d’une machine et de s’approcher au plus près du moment où une panne peut se déclarer. Ces capteurs ne servent pas seulement à alerter. Ils indiquent aussi la nature et la zone de la panne ce qui permet aux équipes d’intervention de venir avec les bons matériels et les bonnes pièces de rechange.


Déployer une maintenance industrielle 4.0 : les perspectives


Pour mettre en place une réelle démarche de maintenance industrielle 4.0, il convient d’aller au-delà d’une communication en continu entre les équipes et une évaluation en temps réel des besoins d’interventions rendue possible par la maintenance prédictive. 


La 5G : une infrastructure essentielle de l'industrie 4.0


Le déploiement de la 5G qui permet une réduction de la latence et l’augmentation du débit des données transmises entre les équipements connectés de l'usine offre de nouvelles applications pour la maintenance. La réduction de la latence permet aux objets connectés une transmission des données immédiates et ainsi une meilleure synchronisation de la chaîne de production. Et l’augmentation du débit permet d'accroître le nombre d'objets connectés.


Réalité augmentée et réalité virtuelle


Le débit accru par la 5G assure aussi une capacité de transmission massive de données vidéo. elle rend possible l'utilisation de la réalité augmentée ou de la réalité virtuelle pour intervenir sur les machines.


Équipées d’un casque, les équipes de maintenance peuvent très rapidement procéder à un audit de maintenance poussée et mieux analyser les besoins d’intervention. Les techniciens industriels bénéficient d'un guidage étape par étape et d'un suivi en temps réel de leurs interventions.


Lorsque l’opérateur porte les lunettes de Réalité Augmentée il dispose de toutes les informations nécessaires au bon déroulement de son opération de maintenance et il est également libre de ses mouvements.


En effet, le port des lunettes de réalité augmentée permet d’avoir les mains libres, ce qui n’est pas toujours le cas avec une tablette, un téléphone, un ordinateur ou encore des documents en papier. Et avec des outils adaptés, elles sont même en capacité de réparer à distance. Ici, votre entreprise optimise toutes ses ressources afin de réduire au strict minimum les temps d’interventions.


Jumeau numérique


Il peut être aussi très intéressant de déployer un jumeau numérique. Ces copies numériques d’un objet, d’un produit, d’un équipement, d’une personne, d’un processus, d’une chaîne d’approvisionnement ou même d’un écosystème commercial ou technique complet permettent de tester des scénarios de production et anticiper les risques de pannes.


Le jumeau numérique intègre l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et l'analyse des données avec des données pour créer des modèles de simulation numérique qui se mettent à jour et changent à mesure que leurs contreparties physiques changent.


Un jumeau numérique apprend en permanence et se met à jour en utilisant de multiples sources pour représenter son statut, sa condition de travail ou sa position en temps quasi réel. La mise à jour en temps réel des données permet de programmer des simulations de type « crash test » et détecter que telle ou telle pièce de la machine ou étape du processus arrivent à leurs limites. Le jumeau numérique permet aussi la formation des techniciens : c'est ce qu'explique le dirigeant de Nigay, une PME spécialisée dans la production de caramels.


En résumé, grâce au numérique, votre chaîne de production peut donc fonctionner avec :


  • une gestion des ressources humaines optimisée ;
  • une réduction des pannes imprévues ;
  • des arrêts de production moins longs ;
  • des durées d’intervention plus courtes et mieux ciblées ;
  • des machines qui fonctionnement plus longtemps ;
  • une mise à disposition de la bonne pièce de remplacement au bon moment ;
  • une capacité de production plus robuste et prévisible ;
  • une rentabilité renforcée.

Fabrice Deblock | Licence Creative Commons BY-NC-SA 3.0 FR

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