GMAO (gestion de maintenance assistée par ordinateur) : un rôle essentiel dans la performance des sites industriels

GMAO
Maintenance d’équipements aéronautiques. © CARL Berger-Levrault

Les activités de maintenance sont en pleine mutation avec l’arrivée de nouvelles technologies de l’Industrie 4.0 (IoT, robots, cobots…), d’installations et d’infrastructures plus sophistiquées, d’intervenants internes et externes sur les sites plus divers. La GMAO est devenue incontournable dans le secteur industriel, des petites entreprises aux grands groupes, pour réduire les temps d’indisponibilité, les coûts d’arrêt de machine ou de process et optimiser toutes les activités de maintenance.

Toutes les entreprises ne sont pas encore équipées d’une GMAO structurée ou complète, mais de nouveaux facteurs devraient rendre indispensable la mise en place ou l’actualisation d’une GMAO performante dans tous les secteurs industriels, de l’industrie manufacturière à l’agroalimentaire, en passant par la chimie ou la pharmacie.

Solution GMAO
CARL Source intégrant les dernières évolutions technologiques (IoT, IA, BIM). © CARL Berger-Levrault

L’évolution déjà bien engagée vers l’Industrie 4.0 ou Industrie du futur dans tous ces secteurs industriels, en permettant de gagner en compétitivité, en efficacité et en continuité des process, mais aussi en développant l’accès aux informations en temps réel (capteurs, Big Data), nécessite une maintenance de plus en plus sophistiquée et fiable. Cela va aussi permettre l’accès à des informations pertinentes ou à de nouveaux outils (intelligence artificielle – IA -, réalité augmentée, jumeau numérique ou BIM).

Il est toujours temps de passer d’une maintenance corrective ou préventive à une maintenance prédictive. Les solutions de GMAO vont permettre d’atteindre cet objectif avec de nouvelles fonctionnalités et de nouveaux services.

Quels enjeux liés à la maintenance pour les industriels ?
Le premier enjeu est d’augmenter le taux de disponibilité des machines et chaînes de fabrication et ainsi de réduire les coûts des arrêts des équipements et les pertes de fabrication. Cela doit aussi permettre d’anticiper les pannes tout en assurant la traçabilité des pannes récurrentes avec un historique des interventions en vue d’une analyse de ces pannes. Cette analyse permet de calculer des taux de pannes et va alerter en cas de taux de pannes trop élevé avec un MTBF (Mean Time Between Failures) inférieur à ce qui pourrait être attendu. Pour certains process, anticiper sur un arrêt est aussi très important en termes de sécurité du personnel et de l’environnement.

Qui dit maintenance ou dépannage dit pièces de rechange, pour lesquelles il est important de gérer le stock en évitant les ruptures de stock ou au contraire les pièces non utilisées ou obsolètes.

Dans un monde de plus en plus concurrentiel, tous ces éléments permettent de gagner en compétitivité et en performance.

De la maintenance industrielle corrective à la maintenance préventive et prédictive
La maintenance corrective va avoir pour but de remettre un équipement défaillant en état de fonctionnement et en service après une panne partielle ou totale. Cette maintenance suppose l’intervention rapide de techniciens de la société ou d’un sous-traitant/fournisseur disposant d’outils techniques, de documentation, de pièces de rechange pour remettre en état l’équipement et le rendre à nouveau apte à remplir sa fonction. Cette maintenance nécessite souvent un plan général de maintenance.

La maintenance préventive va se faire pour prévenir en amont une panne ou un dysfonctionnement grave de l’équipement ou de la chaîne de production. Ce suivi périodique va se faire par une planification des interventions récurrentes d’entretien, de contrôle, de mesure et de vérification des performances. Le bénéfice sera une augmentation de la productivité et de la durée de vie des machines, avec une diminution des arrêts imprévus, des temps de réparation, des stocks de pièces de rechange, des défauts de produits et des interventions dans l’urgence des équipes de maintenance. Des interventions programmées qui pourront se faire pendant les heures creuses ou les temps d’arrêt de ces équipements. La sécurité des opérateurs, ainsi que la motivation des équipes techniques en seront accrues.

Un troisième type de maintenance se développe depuis quelques années, et en particulier avec le passage à l’Industrie 4.0 : la maintenance prédictive.

La maintenance prédictive est le meilleur conpromis coûts vs nombre de pannes. © CARL Berger-Levrault

Passer à une maintenance prédictive 4.0
La maintenance industrielle devient prédictive, c’est-à-dire qu’à partir des données provenant de la machine (capteurs), d’informations collectées et traitées pendant son fonctionnement, des outils permettent d’analyser la machine pour suivre en temps réel son état, ses performances et de décider de procéder à une maintenance ou réparation en temps voulu avant tout incident ou défaut.

Pour Youssef Miloudi, responsable de l’Innovation de Carl Software-Berger Levrault, « les stratégies spécifiques au processus de maintenance prédictive nécessitent de nombreuses opérations :

  • la mesure périodique ou continue des paramètres observables qui sont significatifs de l’état de dégradation d’un bien ;
  • la validation et l’analyse de l’évolution des données ;
  • le diagnostic d’anomalie ;
  • l’extrapolation des mesures et des courbes de tendance ;
  • la maintenance planifiée ».

Les solutions de GMAO s’adressent à tous les types de maintenance, mais les logiciels de GMAO de dernière génération sont des outils particulièrement adaptés à la maintenance prédictive grâce aux nouveaux outils et technologies de l’IIoT (Internet industriel des objets).

Intervention de maintenance sur un équipement industriel. © ABB

Comment installer et quels gains et fonctionnalités pour une GMAO industrielle ?
Plus qu’un logiciel de maintenance, la GMAO est un outil collaboratif dédié au suivi de l’activité de la maintenance, une véritable base de connaissances mutualisée, alimentée et accessible à tous les acteurs maintenance et services connexes.

La GMAO est une application complète qui permet de gérer l’organisation des travaux de maintenance corrective et préventive, mais également le suivi des stocks physiques pour une disponibilité optimale des pièces de rechange. La partie achat est également couverte par la GMAO pour un suivi financier par section budgétaire et pour une connexion en temps réel avec la comptabilité.

Les gains apportés sont multiples : réactivité, meilleure connaissance du parc équipements, base de connaissances globale en une seule application, productivité par une planification optimale des ressources, anticipation des pannes et meilleure communication interservices.

La GMAO permet un suivi des coûts de maintenance, prenant en considération les pièces consommées, les matériels utilisés, la main-d’œuvre interne et externe. Chaque équipement dispose d’un historique des interventions, technique et financier, qui est consolidé de façon arborescente. Il est très simple de consulter le bilan économique de chacune des installations et des regroupements de ces installations permettant d’alimenter les KPI. Le pilotage de l’activité de maintenance fournit des indicateurs essentiels à la direction pour faciliter la prise de décision.

« Une maintenance sans GMAO, c’est comme un navire sans boussole ni gouvernail. »

La GMAO industrielle inclut, par ailleurs, un volet suivi des contrôles réglementaires et mise aux normes des machines.

La GMAO permet de maîtriser les coûts totaux de maintenance, incluant pièces, main-d’œuvre et temps d’indisponibilité. Concrètement, cela passe par une planification totale de la chaîne de maintenance, depuis la gestion des stocks jusqu’à l’intervention des sous-traitants. L’utilisateur bénéficie également d’un historique de l’activité de ses machines et de KPI personnalisés en relation avec son ERP. Enfin, la GMAO industrielle inclut un volet sur le suivi des contrôles réglementaires et des mises aux normes de ses machines.

Pour David Jollivet, de Corim solutions, éditeur et intégrateur de solutions de gestion de maintenance (GMAO) et de gestion des actifs (EAM), « la mise en œuvre d’un logiciel de GMAO s’effectue en trois étapes :

  • l’identification des besoins de l’entreprise en fonction des contraintes liées à l’activité et de l’écosystème applicatif en place ;
  • l’accompagnement pour organiser et assurer la conduite du projet. Cela inclut l’outil de GMAO, la préparation de l’environnement sur mesure et la formation des utilisateurs par profil ;
  • le suivi post-mise en œuvre, sous forme de téléassistance et de REX, pour s’assurer de la bonne prise en main de l’outil et pouvoir réagir en fonction des retours d’expérience.
Affichage
des paramètres sur tablette. © CARL Berger-Levrault

Aujourd’hui, les applications sont orientées terrain ; dédiées aux techniciens, elles permettent d’impliquer les utilisateurs et de connecter le terrain à la GMAO. Les remontées d’information sont instantanées et permettent aux gestionnaires d’organiser la répartition du travail en temps réel.

Depuis 25 ans, nous accompagnons les entreprises dans la digitalisation des processus maintenance dans tous les secteurs d’activité, quels que soient la typologie de projet, l’organisation en place, les objectifs à atteindre, les contraintes métier, les organisations mono ou multisites.

L’expérience acquise et l’expertise applications permettent à Corim solutions de répondre aux cas les plus exigeants. En tant qu’éditeur et intégrateur de solutions GMAO, nous mettons une réelle implication dans la réussite de chacun des projets ».

Les nouveaux outils GMAO pour la maintenance prédictive : IoT, IA et Machine learning
Comme l’explique Morgane Guinot, CEO de Mobility Work, plateforme de gestion de maintenance nouvelle génération et communautaire : « L’Internet des objets associé à une GMAO de dernière génération permet aux entreprises d’adopter une stratégie de maintenance prédictive afin d’optimiser la productivité de leurs équipements. En plein essor ces dernières années, la maintenance prédictive réduit les coûts de maintenance de 10 à 40 % et divise en moyenne par deux le nombre de pannes, selon une étude du cabinet McKinsey.
Pour être en mesure d’utiliser l’IoT dans la maintenance industrielle et donc de mettre en place une stratégie de maintenance prédictive, l’adoption d’une GMAO de dernière génération, souvent appelée « GMA  4.0 », est indispensable. Celle-ci, en se basant sur les nombreuses données transmises par les capteurs installés sur chaque machine et en utilisant le Big Data sans lequel elle ne pourrait pas les traiter, permet de prévoir avec une grande précision les dysfonctionnements à venir des équipements.
L’IoT ne cesse de progresser, les capteurs utilisés étant de plus en plus performants et de moins en moins coûteux. Certaines entreprises commencent ainsi à concevoir des capteurs « conscients » d’un état de fonctionnement (température, niveaux d’huile, vibrations…), par exemple grâce à l’intelligence artificielle.
Mobility Work permet donc à ses utilisateurs de rentabiliser leur maintenance en toute simplicité et d’en repousser les limites, s’imposant ainsi comme une plateforme de maintenance incontournable.
»

Fonctionnement d’une plateforme utilisant intelligence artificielle et Internet des objets. © CARL Berger-Levrault
Application Mobility Work pour le contrôle d’équipements électriques. © Mobility Work

Car l’intelligence artificielle et le « Machine learning » ou apprentissage automatique vont aussi être des outils utilisés pour la maintenance prédictive, avec de nouveaux algorithmes pour sa mise en œuvre. Les anomalies annonciatrices de panne seront détectées par des outils analytiques à partir des données relevées par les capteurs. Grâce à l’IA, les algorithmes vont identifier les points stratégiques qui peuvent être défaillants. Le « Machine learning », qui est une branche de l’IA, permet, grâce à des algorithmes d’apprentissage automatique, d’analyser toutes les données et de diagnostiquer le risque de panne à un stade précoce. Pour bien fonctionner en maintenance prédictive, il faut toutefois que le volume de données collectées et analysées soit important pour assurer la qualité des modèles construits.

Techniciens utilisant la solution GMAO
de Mobility Work sur smartphone. © Mobility Work

La réalité augmentée au service de la maintenance
La réalité augmentée devient également un outil très performant pour la maintenance industrielle. À partir d’un casque ou de lunettes de réalité augmentée, le technicien de maintenance ou l’opérateur va voir s’afficher des informations précises et localisées en temps réel. Il va accéder aux bonnes informations actualisées et au bon moment, pourra consulter l’historique des interventions et la documentation technique (dans la bonne langue). Un tel outil permet de gagner du temps sur des opérations d’identification de sous-ensembles ou de composants, mais aussi de gagner en sécurité en accédant aux consignes de sécurité et précautions à prendre avant et pendant l’intervention et en diminuant les erreurs possibles. Cette réalité augmentée peut également permettre des opérations de maintenance à distance, particulièrement pour des interventions en milieu dangereux.

Pour faciliter cette maintenance et identifier rapidement et sans erreur les équipements en maintenance, la start-up toulousaine Ubleam a développé le « bleam ». Ce code interactif 3D devient l’identifiant numérique de l’objet. En le scannant, l’utilisateur peut accéder via l’application mobile Ubleam à tout un ensemble de données (documentation en ligne, formulaires d’intervention, historique des actions sur l’équipement, lien avec d’autres applications, etc.).

Le bleam, ce petit code rond, plus commode et plus performant qu’un QR code, compatible avec les smartphones et tablettes iOS/Android, devient un outil de maintenance très performant.

Des groupes comme Total, Michelin, Air Liquide, Enedis ou SPIE ont déjà retenu la solution Ubleam pour des opérations telles que l’aide à la maintenance, l’identification d’équipements, les rapports de maintenance, l’assistance technique pour les matériels dangereux, des consignes pas-à-pas pour des opérations techniques.

Support technique client par la plateforme technique spécialisée de Corim Solutions. © Corim Solutions

Pour son site du Vaudreuil, labellisé « Vitrine de l’Industrie du futur », Schneider Electric teste depuis mi-2020 les usages de la 5 G industrielle d’Orange dans cette usine de 14 000 m2 dédiée à la fabrication automatisée de contacteurs et variateurs de vitesse. Grâce à sa faible latence et ses très hauts débits, la 5G devrait apporter une amélioration sensible dans les procédés industriels, en particulier à travers la réalité mixte (augmentée ou virtuelle). Un des cas d’usage retenus pour cette usine est l’utilisation de la réalité augmentée pour les activités des techniciens de maintenance. Les équipes ont connecté en 5G des tablettes utilisant EcoStruxure Augmented Oprator Advisor (AOA), application de réalité augmentée de Schneider Electric. Via ce terminal, les opérateurs qui utilisent l’application AOA filment une machine et accèdent aux informations liées à son état et aux prochaines opérations de maintenance.

L’équipementier aéronautique Daher déploie sur son site de Tarbes des solutions de maintenance prédictive et d’IA. © SPIE Industrie&Tertiaire

Des solutions GMAO adoptées par tous les secteurs d’activité
Ainsi, l’équipementier du secteur aéronautique Daher a confié à la division Industrie de SPIE Industrie & Tertiaire le développement de nouvelles solutions sur mesure et innovantes pour son projet de Smart Maintenance sur son site de Tarbes (65). La division Industrie a capitalisé sur le retour d’expérience issu d’un PoC (Proof of Concept/preuve de concept) en maintenance prédictive réalisée précédemment avec un constructeur aéronautique européen.

« En utilisant les données des automatismes existants sur des machines associées à des capteurs connectés et à l’intelligence artificielle, nous allons relier celles-ci à une plateforme centralisée pour mieux détecter les failles dans le système et ainsi, prédire les éventuelles pannes », explique Vivien Poren, responsable d’activité au sein de la division Industrie de SPIE. Cette solution a ainsi été sélectionnée pour la maintenance de quatre machines du site qui feront l’objet d’un PoV (Proof of Value/démonstrateur de valeur).

Alstef, fabricant de systèmes de transport de bagages en aéroport, souhaitait passer d’une maintenance prévisionnelle « classique » à une maintenance assistée par IA. Il a retenu la nouvelle plateforme BL Predict de CARL Berger-Levrault. Cette plateforme IoT et IA couplée à la GMAO CARL Source permet de collecter les informations SCADA et GTB, mais également d’objets connectés installés en complément pour mieux comprendre le fonctionnement d’une installation complexe. Le système est présent sur les tapis de convoyage d’un aéroport en Europe et permet de détecter les signaux faibles en fonction des modes de fonctionnement. Le système s’étend actuellement aux carrousels à bagages. Ainsi, il est possible de garantir une haute disponibilité en optimisant les coûts

Laurent Truscello, responsable Produits & Innovations de CARL Berger-Levrault le confirme : « Les usages se multiplient et sont variés : un autre client dans le domaine des collectivités souhaite optimiser les consommations d’énergie et l’occupation de ses salles de réunion. Nous collaborons avec le SIAAP sur un projet en lien avec des dégrilleurs, équipement critique à l’entrée du processus d’assainissement. Enfin, des projets sont orientés jumeau numérique et intègrent la dimension BIM ou CIM en complément. CARL Berger-Levrault propose sa plateforme, mais également son expertise. Avec nos partenaires d’objets connectés (Adeunis, Wattsense…), nous accompagnons nos clients de l’instrumentation, en passant par l’analyse et la modélisation, jusqu’à l’hypervision en lien avec la GMAO. »

Pour son usine de Chassieu (69), ABB est passé à une nouvelle GMAO pour ses chaînes automatisées d’assemblage de sa gamme de contacteurs AF (9A-96A). Sur un site configuré en 2 x 8 h, mais avec des pics de 3 x 8 h, l’arrêt d’une chaîne d’assemblage final ou d’une machine de montage de sous-ensembles serait très pénalisant. Comme l’explique Patrice Lauzière, ingénieur Méthodes de Maintenance d’ABB, « le remplacement d’une “vieille” GMAO par une GMAO performante CARLl Source s’est fait en quelques mois avec une formation des techniciens de maintenance, des demandeurs d’intervention, du personnel de maîtrise avec une personnalisation des écrans : l’opérateur ne renseigne que les champs nécessaires et prioritaires. La gestion par la GMAO des pièces de rechange est très importante pour optimiser les stocks. La GMAO suit aussi toutes les interventions correctives, et ce qui est important, avec les commentaires du technicien (type d’opération, problème nouveau…) et pour la maintenance préventive, la GMAO intègre tous les plans de maintenance. Elle est aussi utilisée par des sous-traitants qui ont des machines ABB pour saisir des interventions de maintenance. La GMAO est vitale pour les techniciens de maintenance, chacun disposant d’un tableau de bord pour suivre ses interventions en cours ou ses demandes de pièces de rechange ».

La GMAO est bien devenue un outil indispensable pour l’Industrie 4.0, comme elle le devient pour le secteur médical ou aéronautique. La GMAO va aussi permettre de développer dans les entreprises ce que l’on appelle une maintenance autonome, sous la responsabilité des opérateurs de machine qui réalisent alors l’entretien courant, les remplacements de pièces d’usure et l’inspection.

Jean-Paul Beaudet


Laurent Truscello, responsable Produits & Innovations de Carl Berger-Levrault. © DR

Avis d’Expert
Laurent Truscello, responsable Produits & Innovations de Carl Berger-Levrault

Évolution des outils de GMAO vers les nouvelles technologies
Pour comprendre le futur qui s’ouvre aux progiciels de GMAO (gestion de maintenance assistée par ordinateur), il faut se souvenir de l’origine et du chemin parcouru. Il y a près de 40 ans, les premiers logiciels apparaissaient, poussés par l’arrivée de l’informatique de gestion dans les industries. Les objectifs étaient principalement la connaissance des équipements, le pilotage de l’activité ainsi que les débuts de la gestion financière. Une époque où les services « maintenance », appelés souvent service « entretien », avaient comme activité principale le dépannage, avec les prémices de la maintenance préventive calendaire.

Puis vient la génération Windows dans les années 90, l’ergonomie s’améliore et les utilisateurs se diversifient. La GMAO s’étend plus largement aux acteurs de terrain, aux acteurs de production, magasiniers, prestataires. Elle devient personnalisable et les processus métiers implémentés se multiplient autour de la gestion des équipements (maintenance conditionnelle, processus achats et stocks étendus, autres processus liés au cycle de vie des équipements…). La GMAO sort des services techniques et s’ouvre aux autres collaborateurs de l’entreprise, acheteurs/comptables (facturation fournisseurs), acteurs de production (MES, ERP), ressources humaines (RH)… La communication s’accentue également en direct avec les équipements pour plus de réactivité, avec le déclenchement d’intervention sur alarme en provenance de système SCADA (système de contrôle et d’acquisition de données en temps réel) et GTB. Sans oublier la démocratisation de la maintenance conditionnelle afin d’optimiser la maintenance préventive en fonction de l’usage réel. Avec la démocratisation d’Internet dans les années 2000, les GMAO passent sur des architectures Web. L’intégration au système d’information devient un prérequis et commence à s’étendre au-delà de l’entreprise. La dimension réglementaire, sécuritaire, s’ajoute au cycle de vie des équipements, bâtiments…

Vers 2010, l’avènement de la mobilité sur smartphone et tablette modifie la façon d’utiliser la GMAO/EAM. Les solutions deviennent de véritables outils de performance déportés sur le terrain pour accélérer les activités sur les équipements ou patrimoine. Le multimédia (photo, vidéo, dictée vocale, QR-codes, NFC…) contribue à cette efficacité. La dimension « temps réel » du suivi des activités devient possible. La dématérialisation complète de processus est une réalité (exemple : le processus des demandes d’interventions jusqu’au compte rendu…). Le GMAO/EAM n’est plus un système unique, mais un progiciel associé à des applis centrées sur les usages des utilisateurs. Récemment, lors de la crise sanitaire, cette dématérialisation a permis aux entreprises dotées de ces solutions de fonctionner.

Depuis quelques années, on parle d’industrie 4.0, de Smart building, de Smart city… avec notamment la montée en puissance de nouvelles technologies telles que l’intelligence artificielle (IA), les objets connectés (IoT), la modélisation 3D, la réalité augmentée… Dans le même temps, les équipements, infrastructures et systèmes deviennent de plus en plus complexes à maîtriser et de plus en plus communicants. Les outils de GMAO/EAM évoluent vers des architectures « plateformes », ensemble de systèmes qui échangent, notamment dans le cloud. L’objectif étant d’obtenir une véritable plateforme numérique des équipements combinant processus de gestion, Big data et intelligence artificielle. Ce jumeau numérique sera tout à la fois un jumeau temps réel de fonctionnement (grâce aux IoT), un jumeau graphique ou cartographique (grâce aux BIM, SIG…) et un jumeau « du cycle de vie et de gestion ». Le tout connecté à Internet et intégré au système d’information interne comme ouvert sur l’extérieur (open data). Cette plateforme apportera de nouveaux services, comme la maintenance prévisionnelle assistée par IA pour aider à comprendre les signaux faibles de défaillance dans un souci de maximisation de disponibilité des services rendus par ces équipements, la réalité augmentée afin d’accompagner les utilisateurs terrain ou de les assister virtuellement, la modélisation 3D pour préparer ou comprendre des systèmes complexes (exemple : réseau). Le jumeau numérique appliqué à la maintenance et à l’exploitation s’adapte à tous les secteurs d’activité : industrie, immobilier, transport, santé, ville… Ils promettent d’importants gains d’efficacité et de flexibilité, avec de multiples répercussions sur leur durabilité (sobriété énergétique, allongement des durées de vie), l’organisation du travail, la vie sociale et même le droit.


 

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