Les vents favorables de l'industrie de la fabrication de machines d'automatisation

Un fabricant électrique de taille moyenne en Thaïlande a remplacé sa ligne de calibration manuelle de disjoncteurs MCB par des équipements automatisés de test et d’assemblage en 2023, uniquement en raison du taux de défauts de 1,2% des disjoncteurs calibrés manuellement, ce qui a suscité un avertissement d’un client européen important. Après deux ans d’exploitation de la ligne automatisée, les taux de défauts sont tombés à moins de 0,05%, le temps de production a doublé, et des contrats auparavant inaccessibles aux appels d’offres ont commencé à être ciblés. L’investissement a été rentabilisé en quatorze mois. Ce cas spécifique illustre les tendances actuelles qui poussent aux investissements dans la fabrication de machines d’automatisation dans tous les secteurs industriels et régions. La main-d’œuvre est devenue coûteuse et difficile à trouver là où elle était auparavant abondante, les exigences de qualité se renforcent, les délais de livraison se réduisent, et des technologies telles que les robots, les systèmes de vision et les logiciels sont déjà suffisamment avancées pour que les lignes automatisées cessent d’être des projets expérimentaux et soient considérées comme des projets d’investissement en capital plutôt prévisibles avec des retours clairs.

Comprendre le concept de ces vents porteurs – leur identité, leur mode de fonctionnement conjoint et les domaines où ils exercent le plus de puissance – pose aux entreprises la question cruciale non seulement de savoir s’il faut ou non mettre en œuvre l’automatisation, mais aussi celle du moment, des parties concernées et de l’ordre dans lequel procéder. Le but de ce guide est d’examiner les faits conduisant à l’augmentation des investissements dans l’automatisation en 2025 et les années suivantes, ainsi que les opportunités d’un point de vue économique dans différents secteurs.

Les vents porteurs structurels : travail, résilience et fin de la délocalisation

Ce n’est pas la technologie qui est la principale force motrice des investissements dans les équipements d’automatisation, mais la démographie. Le nombre de travailleurs qualifiés dans la fabrication diminue dans toutes les grandes régions de production. En 2011, le nombre de travailleurs chinois a atteint son pic puis a commencé à diminuer. Le Japon, l’Allemagne, la Corée du Sud et de nombreux pays d’Europe de l’Est connaissent un déclin similaire. Les travailleurs encore employés perçoivent des salaires plus élevés et disposent de plus d’opportunités d’emploi que leurs parents. Une installation de production avec assemblage manuel peine désormais à trouver des travailleurs parmi ses voisins, tout en faisant face à la concurrence des entreprises logistiques, des centres commerciaux et des prestataires de l’économie des petits boulots, qui offrent aux travailleurs des lieux de travail climatisés et des horaires flexibles.

Selon McKinsey & Company et le Material Handling Institute (MHI), la réponse à ce problème n’est pas l’automatisation comme moyen de remplacement de la main-d’œuvre, mais plutôt l’utilisation de l’automatisation pour stabiliser la main-d’œuvre. L’automatisation offre aux fabricants la capacité d’effectuer des opérations d’assemblage répétitives et très précises en employant moins d’opérateurs. Elle peut également permettre aux organisations d’attribuer à leurs opérateurs restants des tâches de meilleure qualité.

À l'heure de la pression démographique, une réévaluation de la chaîne d'approvisionnement s'impose. Avec les interruptions causées par des années de pandémie, couplées aux tensions géopolitiques et à la hausse des coûts d'expédition, de nombreuses entreprises commencent à mettre en œuvre la tendance du reshoring et du near-shoring, ce qui signifie ramener la production des pays étrangers vers l'Amérique du Nord et l'Europe. Le fait est que le reshoring ne bénéficie pas de la faiblesse des coûts de main-d'œuvre comme raison de déplacer la production à l'étranger, mais profite beaucoup de la productivité, ce qui dans une économie à hauts salaires signifie l'automatisation. En fait, les entreprises qui mettent l'accent sur l'automatisation comme moteur du reshoring, selon la Reshoring Initiative, ont considérablement augmenté ces dernières années.

Les vents favorables technologiques : quand les outils mûrissent

Les machines automatisées modernes sont à des années-lumière des machines de l'année 2005. Une combinaison de plusieurs tendances technologiques permettra une plus grande efficacité, flexibilité et abordabilité de l'assemblage et des tests automatisés :

• Inspection par vision et IA. Un système de caméra capable d'apprendre à identifier une micro-vis manquante ou une petite fissure dans la céramique, et qui peut être formé à reconnaître un nouveau produit en quelques heures au lieu d'être programmé avec des règles pendant des semaines, a changé l'économie du contrôle qualité. La vision est devenue assez rapide et bon marché pour être utilisée à chaque poste de la ligne au lieu d'être limitée au dernier point d'inspection.
• Robots collaboratifs et mobiles. Un cobot qui fonctionne en coopération avec un opérateur humain, sans cage de protection, et peut être reconfiguré d'une tâche à une autre en une journée, représente une avancée majeure dans les investissements en automatisation. Les robots mobiles autonomes (AMR), qui peuvent se déplacer dans toute l'usine sans itinéraires fixes, ont rendu la manutention automatisée abordable pour les entreprises de taille moyenne qui ne peuvent pas se permettre d'installer des systèmes de convoyeurs. Les données fournies par la Fédération Internationale de Robotique (IFR) démontrent que le nombre de robots collaboratifs et mobiles augmente chaque année dans le monde entier.
• Digital twins and virtual commissioning. Avec l'avènement de la technologie logicielle, les lignes de production peuvent être conçues, testées et simulées virtuellement avant toute transformation métallique. Le modèle virtuel essentiel analyse les goulets d'étranglement et vérifie les temps de cycle. Il forme également les opérateurs au nouveau système dans un environnement virtuel avant l'installation réelle de la ligne de production, réduisant ainsi le temps de mise en service et minimisant les risques d'une ligne défectueuse.
• Données standardisées et intégration. Les protocoles industriels permettent à un automate programmable (PLC) d'un fournisseur de communiquer avec un robot d'un autre fournisseur et un système de vision d'un autre encore — OPC UA, MQTT et PROFINET — ont mûri à tel point que les lignes d'automatisation multi-fournisseurs ne sont plus des cauchemars en termes de problèmes d'intégration. Les données, la traçabilité, l'analyse de production et le diagnostic à distance peuvent facilement circuler à travers la ligne, permettant ainsi son contrôle.

Les vents économiques favorables : pourquoi les chiffres fonctionnent maintenant

Un investissement dans la machinerie d'automatisation est une décision d'investissement, et les décisions d'investissement sont motivées par le retour sur investissement. Les vents favorables qui font pencher la balance en faveur de l'automatisation ne concernent pas seulement ce que la technologie peut faire — ils concernent ce que cela coûte par rapport aux alternatives.

Lorsque ces dépenses sont combinées pour la durée de vie prévue de la machinerie, généralement de huit à quinze ans pour une ligne d'assemblage et de test automatisée, le coût total par unité fabriquée favorise généralement l'automatisation pour des volumes supérieurs à quelques centaines de milliers d'unités par an. Pour les articles critiques en matière de sécurité et testés individuellement, tels qu'un disjoncteur, un dispositif médical ou un capteur automobile, l'économie réalisée sur une seule réclamation de garantie ou un rappel suffit à justifier le capital investi dans l'automatisation. Les études sur la productivité manufacturière publiées par Deloitte et d'autres cabinets de conseil montrent souvent que l'automatisation et la fabrication numérique produisent des résultats à deux chiffres en termes de performance, de rendement au premier passage et d'efficacité globale des équipements.

Quels secteurs bénéficient des vents favorables les plus forts

L'investissement dans l'automatisation est très inégal. Les conditions favorables sont les plus marquées là où la production implique des processus complexes, des exigences de qualité strictes et un niveau de chiffre d'affaires suffisant pour couvrir les investissements. Parmi les secteurs les plus prometteurs figurent :

• Équipements électriques et protection des circuits. Chaque disjoncteur miniature, chaque disjoncteur moulé et chaque dispositif différentiel doivent être calibrés et testés individuellement pour répondre aux normes internationales de sécurité. Le calibrage manuel est lent et variable. Les lignes de calibrage et de test automatisées — telles que celles conçues et fabriquées par Benlong Automation — calibrent chaque disjoncteur selon sa courbe temps-courant publiée, enregistrent les données de calibrage associées à un numéro de série et rejettent toute unité hors des spécifications. Ce n'est pas une option pour un fabricant cherchant une certification pour les marchés d'exportation ; c'est une exigence. Les Ligne d'assemblage automatique MCB et Ligne de production automatique MCCB de Benlong sont configurées spécifiquement pour cette application, intégrant l'alimentation des pièces, l'assemblage, le calibrage, le test, le marquage et le tri dans un flux unique connecté aux données.
• • Automobile et véhicules électriques.Le passage aux voitures électriques a entraîné toute une nouvelle gamme de processus d’assemblage — y compris l’empilage des modules de batterie, l’enroulement du stator en épingle à cheveux, et l’assemblage des connecteurs haute tension — qui sont automatisés dès le départ. Il n’y a toutefois pas de lignes manuelles traditionnelles à remplacer ; l’automatisation est inhérente au produit et au processus depuis le premier jour.
  • Dispositifs médicaux et produits pharmaceutiques. Le processus de remplissage automatisé des seringues, d’assemblage des inhalateurs et d’emballage des kits de diagnostic combine une mécanique haute performance avec une inspection visuelle 100% et toutes les informations sur l’historique de l’appareil. Conformément aux exigences réglementaires en matière de traçabilité, l’automatisation est devenue l’option par défaut plutôt qu’une simple amélioration.
  • Transformation des aliments et des boissons. Les processus automatisés utilisés pour le remplissage, le bouchage, l’étiquetage et le palettisation sont influencés par la propreté, la rapidité et les difficultés à employer des travailleurs dans des conditions froides et humides. Les avantages sont la disponibilité des travailleurs et le respect des réglementations en matière de sécurité alimentaire.

  Automatisation vs. Assemblage manuel : quand le basculement se produit

  L’automatisation ne convient pas à toutes les industries ni à tous les fabricants. Le seuil — la quantité de biens et les niveaux de stabilité du produit à partir desquels il devient rentable d’introduire l’automatisation — varie en fonction de la complexité et des coûts de main-d’œuvre dans chaque région. Un produit simple avec peu de composants et une faible probabilité de défauts peut être fabriqué manuellement jusqu’à plus de 100 000 unités par an. Cependant, pour des produits plus complexes présentant un risque élevé de défauts et des processus de certification stricts — par exemple, les disjoncteurs et les contacteurs — le seuil est souvent atteint bien en dessous de 50 000 pièces. La décision n’est pas simple. Plusieurs fabricants peuvent préférer conserver des processus de tests et d’inspections semi-automatisés, tout en maintenant l’assemblage manuel tel quel. Les niveaux d’automatisation et le nombre de postes de travail automatisés augmenteront au cours de la production. Benlong Automation a déjà conçu une ligne de produits adaptée à l’intégration progressive de l’automatisation, à partir de l’installation de postes de contrôle qualité semi-automatisés et permettant des ajustements futurs de la ligne de production. Notre guide sur Qu'est-ce qu'une ligne de test automatique MCB ? explique les postes individuels et leur connexion.

Le vent favorable de la durabilité

La durabilité est une force positive émergente qui prend de l'ampleur. Les lignes automatisées consomment moins d'énergie que leurs homologues manuelles — elles ne sont pas nécessairement des machines plus efficaces, mais elles produisent leurs produits plus rapidement, avec un minimum de déchets de fabrication, et occupent moins d'espace. Les informations recueillies à partir de la ligne automatisée sont utilisées pour préparer des rapports de durabilité de plus en plus demandés par les clients, les investisseurs et les régulateurs. Un producteur capable de prouver les dépenses énergétiques et matérielles liées à la production de chaque produit sera mieux placé pour concurrencer dans un environnement d'ajustements des frontières carbone et de rapports sur les émissions de la chaîne d'approvisionnement.

Foire aux questions

Qu'est-ce que la fabrication de machines d'automatisation ?

Fabrication de machines d'automatisation L'automatisation fait référence à la conception et à la fabrication de systèmes — lignes d'assemblage, cellules robotiques, méthodes de test, convoyeurs — qui accomplissent des tâches de fabrication avec peu ou pas d'intervention humaine. Cela inclut tout, depuis un banc de test automatisé autonome jusqu'à une ligne de production entièrement intégrée.

Quel est un exemple de machine automatisée ?

Un exemple typique est une ligne automatique de calibration et de test de disjoncteurs modulaires (MCB). Dans une ligne de calibration et de test de MCB, tout est fait automatiquement et sans intervention de l'opérateur.

Qui sont les quatre grands dans l'industrie de la robotique industrielle ?

Le nom des “ Big Four ” en robotique industrielle fait référence à FANUC (Japon), ABB (Suède/Suisse), KUKA (Allemagne et maintenant partie du groupe Midea), et Yaskawa (Japon). Ce sont les quatre principales entreprises dans la production de bras robotiques industriels, utilisés pour le soudage, la peinture, l'assemblage et la manutention de matériaux à l'échelle mondiale.

Quels sont les 4 types d'automatisation ?

L'automatisation fixe (dure) pour les opérations à volume élevé et produit unique, l'automatisation programmable pour les processus par lots, l'automatisation flexible (souple) pour les opérations à produits mixtes, et les systèmes automatisés intégrés où toute l'usine est reliée par données et contrôlée par ordinateur sont les quatre types fondamentaux d'automatisation.

Références

• McKinsey & Company — L'avenir de la fabrication et de l'automatisation. Recherche sur l'impact de l'automatisation sur la productivité et la qualité ainsi que sur les moteurs du marché du travail derrière les investissements.
• Reshoring Initiative — Données annuelles sur le reshoring et l'automatisation. Données et analyses sur le rôle de l'automatisation dans le retour de la fabrication en Amérique du Nord et en Europe.
• Fédération Internationale de la Robotique (IFR) — Rapport mondial sur la robotique. Données annuelles sur les installations de robots dans le monde, les robots collaboratifs et la densité d'automatisation par pays.
• Institut de manutention (MHI) — Rapport annuel de l'industrie. Données sur les tendances d'investissement en automatisation dans la manutention des matériaux et la logistique.
• Deloitte — Fabrication numérique et avenir de l'industrie. Recherche sur le cas économique de l'automatisation et les gains de productivité réalisés par les premiers adoptants.

Le industrie de la fabrication de machines d'automatisation profite d’un ensemble de vents porteurs qui sont structurels, non cycliques. La main-d’œuvre ne devient pas plus abondante. Les normes de qualité ne se relâchent pas. Les délais ne s’allongent pas pour accommoder les processus manuels. Les fabricants qui investissent maintenant dans l’assemblage automatisé, l’étalonnage et les tests — qu’il s’agisse d’une ligne entièrement intégrée ou d’un seul banc d’étalonnage semi-automatisé — achètent la capacité, la constance et les données qui définiront la fabrication compétitive dans la décennie à venir. Benlong Automation conçoit et construit cet équipement pour le secteur de la fabrication électrique, car les vents porteurs soufflent, et les usines qui les saisissent seront celles qui remporteront encore des contrats lorsque le vent changera inévitablement.