Industrie 4.0 : la transformation de la production

La société moderne connaît une transformation significative dans la production de biens, connue sous le nom d'Industrie 4.0 (I4.0). Cette transformation est motivée par la numérisation de la société et de l’industrie manufacturière, ainsi que par l’intégration de technologies nouvelles, modernes, intelligentes et disruptives.

L'Industrie 4.0 fait référence à la mise en réseau intelligente de machines et de processus utilisant les nouvelles technologies de l'information et de la communication telles que l'Internet des objets (IoT), le cloud computing, le fog computing et l'intelligence artificielle (IA). Ces technologies ont accru la rapidité et l’étendue des connaissances dans l’économie et la société modernes.

De la première révolution industrielle, caractérisée par la mécanisation grâce à l'eau et à la vapeur, aux chaînes de production et d'assemblage de masse de la deuxième révolution industrielle utilisant l'électricité, en passant par l'adoption des ordinateurs et de l'automatisation au cours de la troisième révolution industrielle, l'Industrie 4.0 s'appuie sur ces avancées. Il les améliore avec des systèmes intelligents et autonomes qui fonctionnent dans des environnements IoT, en utilisant des données numériques analysées par la technologie d'apprentissage automatique.

La combinaison des systèmes cyber-physiques (CPS), de l’IoT, de l’IA et de l’apprentissage automatique rend possible l’Industrie 4.0 et fait du concept d’usine intelligente une réalité. Les machines intelligentes, avec accès à davantage de données, permettent aux usines de devenir moins gaspilleuses et plus efficaces et productives. Le véritable pouvoir de l'Industrie 4.0 réside dans la connexion numérique entre les réseaux CPS, la création et le partage d'informations.

Les CPS sont des systèmes qui intègrent des composants des domaines cyber et physique. Ils surveillent et contrôlent les processus physiques via un réseau d'actionneurs et de capteurs et peuvent être mis en œuvre à différentes échelles. Les CPS constituent la base des machines intelligentes de l'Industrie 4.0 et utilisent des systèmes de contrôle et des environnements IoT modernes.

Les systèmes cyber-physiques intelligents (SCPS) constituent la prochaine génération d’applications informatiques, intégrant les technologies de communication, de calcul, de contrôle des processus et d’IA de manière transparente et novatrice. Les SCPS présentent un comportement hautement coopératif, une conscience de soi, une auto-adaptation et une auto-optimisation. Il s’agit de systèmes complexes qui permettent diverses techniques et technologies d’IA dans le cadre des contraintes de l’IoT.

Les SCPS ont évolué au-delà des définitions traditionnelles des CPS et sont capables de sensibiliser, de raisonner et de s'adapter à leur environnement. Ils intègrent les technologies matérielles, logicielles, IA et cyberware à un degré plus élevé que tout autre système auparavant. L'IA fournit des fonctions cognitives aux SCPS, leur permettant de modéliser, représenter, apprendre des interactions et des comportements complexes.

La mise en œuvre de réseaux de neurones artificiels, en particulier le réseau de neurones artificiels multicouches perceptron (MLPANN), dans SCPS permet une prise de décision intelligente et autonome. MLPANN a été choisi pour son architecture simple et facile à mettre en œuvre.

En conclusion, l’Industrie 4.0 révolutionne la production de biens grâce à l’intégration de nouvelles technologies. CPS et SCPS sont à l'avant-garde de cette transformation, permettant le développement de machines et de systèmes intelligents. La mise en œuvre de l’IA et des réseaux neuronaux dans SCPS améliore leurs capacités et ouvre la voie à une prise de décision intelligente et autonome.