Stratégie

Pour Siemens, l'IA est un levier pour préserver l'industrie européenne

L'usine d'Erlangen a été reconnue en 2024 par le Forum économique mondial comme usine phare en matière de transformation numérique. (Photo : Siemens AG)

Dans son usine modèle d'Erlangen, Siemens teste les scénarios d'IA appelés à être généralisés dans l'ensemble de ses chaînes de production. Pour le site allemand, la transformation numérique est un vecteur de compétitivité essentiel à sa survie même.

PublicitéUn robot jouant à Tetris grâce à l'IA ? Pour Siemens, c'est sérieux ! Plus précisément, ce robot doté d'IA joue au Tetris de l'emballage. Sa mission à l'usine d'Erlangen consiste à emballer automatiquement plus de 8 000 composants et produits fabriqués en interne. Et ce, sans aucune donnée de référence. Pour ce faire, l'IA suggère non seulement la taille d'emballage appropriée pour l'expédition, mais permet également au robot de saisir des objets inconnus et de les placer dans les cartons d'expédition retenus de la manière la plus compacte possible. Un usage peu sophistiqué de la technologie ?

À Erlangen (au nord de la Bavière, en Allemagne), on conteste vivement cette assertion, car l'application d'IA, en apparence simple, a des implications économiques considérables. Siemens a optimisé ses processus logistiques d'expédition d'environ 50% grâce à l'IA. Le stockage intermédiaire et les interventions manuelles, auparavant nécessaires, ont été supprimés. De son côté, la productivité du travail a augmenté de 125% entre 2019 et 2025. Tandis que, parallèlement, les émissions de CO₂ ont diminué de 25 %, car l'optimisation des formats d'emballage a permis de réduire significativement le nombre de camions nécessaires. Un succès qui se traduit par des gains financiers concrets.

Le défi d'une production dans un pays à hauts salaires

La logistique d'expédition assistée par l'IA n'est qu'un des trois exemples d'applications de l'IA que Siemens a mis en lumière lors de notre visite de son usine d'Erlangen. Sur ce site, seule usine allemande à avoir reçu en 2024 la désignation d'usine phare pour le numérique du Forum économique mondial (WEF), plus de 100 algorithmes d'IA sont déjà utilisés activement en production.

Préparation de commandes robotisée assistée par l'IA dans la partie logistique de l'usine d'Erlangen. (Crédit : Jürgen Hill)

L'usine, qui fabrique des variateurs de fréquence et des produits de contrôle de mouvement, est confrontée au défi classique des sites à salaires élevés : elle doit être compétitive avec ses 1 000 employés, mais ne dispose pas des conditions traditionnelles favorables à une production de masse. La solution réside dans la production au plus juste et, surtout, dans la numérisation et l'automatisation flexible. Les applications d'IA déployées sur le site visent à optimiser radicalement les processus manuels, chronophages ou nécessitant l'intervention d'experts.

Productivité : +7% par an

Pour Siemens, l'IA est bien plus qu'une simple fonctionnalité supplémentaire ; c'est un outil stratégique pour repenser en profondeur la création de valeur industrielle. Selon Stephan Schlauss, directeur de la production de l'industriel, c'est la seule façon pour l'usine d'Erlangen de rester compétitive face à douze autres sites du groupe à l'échelle mondiale. Grâce à la numérisation, elle peut accroître sa productivité d'environ 7 % par an.

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Un assistant IA utilisé pour la maintenance de l'appareil de production. (Photo : Siemens AG)

L'IA n'est qu'un élément de la longue transformation numérique d'Erlangen. Parmi les autres technologies utilisées, citons les jumeaux numériques, l'apprentissage automatique, le Edge et le cloud, l'automatisation software-defined, l'IoT, les réseaux ou encore le métavers industriel. Pour toutes ces technologies, selon Stephan Schlauss, l'usine d'Erlangen est « le laboratoire de test le plus important ; elle sert de client zéro ». Ce qui a fait ses preuves en production de série à Erlangen est explicitement destiné à être déployé à l'échelle du groupe. Le défi et l'exigence sont les suivants : la nouvelle technologie doit non seulement être efficace sur un site unique, mais aussi avoir un impact sur l'ensemble du réseau associé à l'usine, de l'usinage mécatronique à l'électronique de puissance.

L'évolutivité est primordiale

La capacité d'évolutivité des solutions au sein de l'écosystème d'Erlangen sert de test pour leur déploiement ultérieur dans l'ensemble du segment de la fabrication discrète. De plus, l'usine sert de vitrine à Siemens pour ses offres dédiées à la numérisation de l'industrie. Sous le nom « The Impact », Siemens présente une large gamme de solutions de cette nature dans son Centre d'expérience numérique.

Au coeur de la transformation par l'IA se trouvent les « Siemens Industrial Copilots », un ensemble de systèmes d'assistance qui supportent directement les décisions contextuelles en ingénierie et en atelier. L'une de ces applications concerne ainsi le diagnostic et la réparation des pannes, notamment sur les systèmes de soudage.

Les LLM au service de la maintenance

Un assistant IA, enrichi au fil du temps dans le cadre de cas d'utilisation spécifiques, analyse les données de processus en temps réel et reconnaît les tendances. Caractéristique clé : ce copilote utilise des LLM pour traduire les messages d'erreur complexes ou difficiles à comprendre en langage naturel et en déduire des solutions concrètes. Ces solutions s'appuient sur une vaste base de connaissances comprenant la documentation technique, les données de dépannage et les manuels d'utilisation.

Le jumeau numérique des produits est exploité pour l'entraînement de modèles d'IA destinés à la robotique d'inspection et de manipulation. (Photo : Siemens AG)

Selon Siemens, cette approche présente deux avantages cruciaux : premièrement, elle réduit la dépendance à l'égard des connaissances que possèdent les experts ; deuxièmement, elle renforce simultanément l'autonomie des opérateurs de machines et du personnel de maintenance, qui accèdent immédiatement aux informations pertinentes. Selon le directeur de la production, Stephan Schlauss, les premiers résultats montrent une augmentation significative de l'efficacité ainsi qu'une amélioration de la qualité des opérations de maintenance.

Le jumeau numérique produit des données d'entraînement

A Erlangen, l'IA joue également un rôle dans les domaines de l'automatisation intelligente (comme le Bon Picking, soit l'identification et le retrait automatique d'objets d'un conteneur ou d'une zone de stockage) et de l'inspection optique. Jusqu'à présent, la forte demande de données d'entraînement labellisées constituait un obstacle majeur à la mise en oeuvre de ce type d'applications et exigeait un investissement important en main d'oeuvre.

Les experts de l'usine ont développé une solution innovante : un pipeline génère automatiquement des données d'entraînement photoréalistes à partir du jumeau numérique du produit. Ce qui suffit pour entraîner le modèle sur un nouvelle variante de pièce ou de produit. Cette approche réduit considérablement l'effort requis pour la création de jeux de données et accélère significativement le déploiement de solutions d'automatisation.

L'alliance stratégique entre Siemens et Microsoft constitue le socle des assistants d'IA industriels que développe l'industriel. Siemens apporte sa connaissance approfondie des processus et ses décennies d'expérience en automatisation. Microsoft fournit, de son côté, sa plateforme d'IA Azure OpenAI Services. À Erlangen, l'IA sera finalement déployée sur site. L'objectif pour Siemens n'est pas seulement d'atteindre la latence la plus faible possible, mais aussi de protéger les données.