Cerveaux d’acier

Le 19 févr. 2024

S'appuyant sur ses technologies de capteurs modernes et ses capacités d’informatique en nuage et d’analyse pointues et bien rodées, GEA ajoute maintenant une couche d’intelligence à ses machines déjà très efficaces. Les résultats montrent la puissance de l’IA pour hisser les procédés de production à de nouveaux niveaux de performance et de développement durable.

Si l’avance rapide de la digitalisation a en effet rendu certains appareils de « l’ancien monde » pratiquement inutiles (pensez aux poteaux téléphoniques et aux lecteurs de DVD), les machines qui forment la colonne vertébrale des installations et des procédés industriels n’ont jamais été aussi utilisées et essentielles, et ce, partout dans le monde. De la production agroalimentaire au traitement des eaux usées, ces séparateurs, homogénéisateurs, sécheurs-atomiseurs, trancheuses, four, refroidisseurs, machines de conditionnement et pompes à chaleur – pour n’en citer que quelques-unes, nous demandons à ces machines de produire toujours plus, en consommant moins d’énergie et en générant moins de déchets. Pour satisfaire la demande actuelle, les exploitants des usines ont besoin que leurs machines fonctionnent à des niveaux de productivité et d’efficacité sans précédent. C’est certes un défi, mais un simple constat devrait les inciter à ne pas baisser les bras : les machines elles-mêmes deviennent plus intelligentes.

Cette intelligence en évolution des machines de GEA remonte à il y a des décennies. Au départ, nous avions une technologie basique, plus précisément des capteurs rudimentaires qui fournissaient des données isolées sur la température, la pression ou le débit. Aujourd’hui, les capteurs sont énormément plus sophistiqués et omniprésents. L’expansion de l’Internet industriel des objets ou IIoT (de l’anglais « Industrial Internet of Things ») et le fait que les machines et les procédés soient plus gourmands en données, sont à l’origine pour les constructeurs de machines tels que GEA d’un potentiel immense : exploiter l’IA pour développer de nouvelles solutions numériques pour leurs machines.

GEA utilise l’IA pour ajouter une couche d’intelligence à la technologie, aux données et aux capacités analytiques existantes. Une génération émergente de machines GEA est déjà à l’œuvre et effectue des ajustements en temps réel en s’appuyant sur une connaissance poussée de la conception de procédé et la compréhension de chaque opération du client. Cela ouvre la porte aux systèmes automatisés qui peuvent s’auto-ajuster en permettant une productivité continue et maximale. En bref : L’IA donne aux clients de GEA les moyens d’exploiter au mieux leurs machines et de résoudre les enjeux sans précédent de notre époque, qu’il s’agisse de pénurie de talents, d’hyper-compétitivité du marché ou de normes environnementales. Dans le même temps, GEA explore avec virulence les solutions d’IA générative pour augmenter la productivité de sa force de travail pour booster l’efficacité, promouvoir l’innovation et soutenir la prise de décision pilotée par les données à travers toute une gamme de disciplines de la R&D, au service, en passant par vente.

Les machines de GEA « deviennent plus intelligente »

Doper le rendement et la performance environnementale des machines de GEA est le cœur de la stratégie climatique de GEA, et l’entreprise met les bouchées doubles en exploitant l’IA pour rendre ces machines plus intelligentes et plus durables. Les solutions de GEA OptiPartner sont conçues pour maximiser la productivité, en offrant aux clients une optimisation de procédé et une offre de maintenance qui constituent un « service complet ». Les logiciels intelligents et l’automatisation fonctionnent en symbiose pour ajuster les procédés en temps réel tout en réduisant le besoin d’intervention manuelle. En travaillant comme un pilote automatique, GEA OptiPartner réduit les variations, de sorte que les machines fonctionnent plus près de leur production maximale, tout en donnant aux opérateurs une visibilité complète de tout le procédé et plus de temps pour se concentrer sur d’autres tâches.

Appliquées au séchage par atomisation – un procédé utilisé, entre autres, pour créer du lait en poudre à partir de lait liquide, GEA OptiPartner permet de réaliser des gains de rendement qui se montent en moyenne à 8 %. Compte-tenu de la nature énergivore du séchage par atomisation, cela se traduit par des économies d’énergie considérables, l’équivalent de l’énergie utilisée par 200 ménages allemands par an. Les solutions de GEA OptiPartner sont aussi certifiées ISO et arborent le label vert Add Better de GEA, qui signifie qu’elle a été validée par TÜV Rheinland.

« GEA OptiPartner est un exemple emblématique de l’évolution vers l’optimisation des processus en tant que service, qui exploite nos vastes compétences dans le domaine de la conception de procédés et notre compréhension des activités d’exploitation de chacun de nos clients, » explique Dr. Hassan Yazdi, Directeur, Program Management Digital Solutions chez GEA. « GEA devient un vrai partenaire dans le processus de production en identifiant les aspects à améliorer, en réduisant les arrêts non programmés et en travaillant en faisant partie intégrante de l’équipe d’optimisation des procédés. »

Actuellement déployée dans le traitement des eaux usées, GEA Intellicant est une avancée révolutionnaire de GEA dans la numérisation des décanteurs : une solution numérique alimentée par l’IA et basée sur le cloud, déjà disponible aujourd’hui pour les clients. Le système se compose d’un ensemble de capteurs auxquels s’ajoute le logiciel de GEA connu sous le nom de Virtual Machine Operator (VMO). L’ensemble de capteurs surveille trois paramètres de process essentiels en temps réel : la concentration de solides dans les eaux usées entrantes, la turbidité du liquide de décantation (centrifugat) et la substance sèche des boues déshydratées (gâteau). De ces « organes sensoriels », les données sont transmises au logiciel VMO – le « cerveau » – qui réagit automatiquement et intelligemment en fonction des données entrantes.

Étant donné que la composition des boues d’épuration entrantes qui arrivent dans le décanteur change constamment, le décanteur doit s’ajuster en permanence pour atteindre des performances optimales. « GEA Intellicant résout un problème majeur des stations d’épuration en permettant une exploitation constante et optimale des décanteurs dans des conditions qui varient, quelque chose qui serait pratiquement impossible s’ils étaient exploités manuellement », explique Christian Schramm, ingénieur mécanique de formation et Chef de produit Commercial des Produits numériques chez GEA.

GEA Intellicant aide déjà des stations d’épuration allemandes et danoises à réaliser des gains d’efficacité importants dans le domaine de la déshydratation des boues pour minimiser les déchets et améliorer le rapport coût/rendement. « Avec GEA Intellicant, une station de traitement des eaux municipales (desservant une population de 125 000) peut réduire la quantité de boues d’épuration de près de 400 tonnes métriques par an. Ce qui non seulement est bon pour l’environnement, mais réduit aussi les coûts d’élimination de jusqu’à 60 000 euros par an », indique C. Schramm.

La solution GEA InsightPartner Brewery est un autre exemple de comment l’IA permet une réactivité et une flexibilité en temps réel. Dans les brasseries, GEA InsightPartner intègre des éléments d’IA prédictives dans sa solution de surveillance en temps réel, fournissant aux opérateurs des suggestions d’optimisation.

Au lieu d’attendre qu’un brassin soit terminé avant de procéder aux ajustements pour le suivant, le système permet aussi aux opérateurs d’améliorer les procédés à mi-brassin, par exemple, en ajustant la récupération d’énergie pendant que le moût bout ou en corrigeant les déséquilibres dans le système de stockage d’énergie. « Là encore, la réactivité apportée par l’IA ouvre la voie à un changement conséquent en matière d’approche : s’écarter de la méthode « basée sur les recettes » pour aller vers le brassage dans des conditions flexibles, » précise Dr. Mark Schneeberger, Directeur Senior Développement produit de la division Conception et recherches de GEA.

GEA InsightPartner Brewery permet aux brasseurs de comprendre les causes et les corrélations entre les données grâce à une analytique avancée et à un tableau de bord bien conçu. En plus des données traditionnellement contrôlées pour les brasseries, le logiciel analyse aussi des indicateurs de performance de développement durable sur la base de la consommation d’énergie et de la récupération de chaleur du cycle de process. Jusqu’ici, les utilisateurs nous ont communiqué avoir constaté des gains de productivité compris entre cinq et huit pour cent.

En travaillant avec son partenaire CattleEye, une start-up de l’agri-tech qui a son siège en Irlande du Nord, GEA nous offre une solution basée sur l’IA, qui permet de détecter et traiter rapidement la boiterie chez les vaches. CattleEye se compose d’une caméra installée au-dessus de la sortie guidée d’un système de traite, qui capture et enregistre chaque vache quand elle quitte la salle de traite. Le logiciel associé analyse les schémas de déplacement et évalue les irrégularités, en appliquant un score de mobilité à chaque animal du système. Grâce à cette application, les exploitants peuvent rapidement identifier les vaches malades ou qui boitent, qui peuvent avoir besoin de traitement.

« Les maladies des onglons et les boiteries associées sont la troisième cause la plus courante de mort des vaches laitières, et représentent donc un facteur de risque majeur pour les élevages en général », dit Holger Siegwarth, Vice-président Solutions et services numériques de la division GEA Farm Technologies. « Avec CattleEye, les clients de GEA peuvent exploiter l’IA pour mieux contrôler la santé des sabots du troupeau et prendre les contremesures appropriées. Non seulement cela rend les élevages plus rentables, mais cela leur permet aussi de fonctionner de manière plus durable. Les animaux sont plus sains et vivent plus longtemps ».

Préparer le terrain

Vu que les solutions employant l’IA individuelles apportent déjà une vraie valeur aux clients dans des domaines essentiels comme le traitement des eaux usées, l’agroalimentaire, les boissons et les produits laitiers, GEA s’emploie toujours plus à intégrer rapidement et plus largement l’IA dans ses machines. En janvier 2024, l’entreprise a lancé GEA X Control, un nouveau système de commande pour centrifugeuses qui rend la collecte des données et leur analyse plus rapides et plus simples, pavant la voie aux fonctions logicielles personnalisées ainsi qu’aux capacités d’apprentissage et d’optimisation automatiques. GEA X Control s’appuie sur les technologies de microcontrôleurs et de processeurs les plus récentes pour atteindre de nouveaux niveaux de connectivité, permettant aux utilisateurs d’adapter leurs processus plus rapidement et efficacement pour changer les besoins du marché. Cette solution est disponible pour des séparateurs et des décanteurs sélectionnés, utilisés dans l’industrie laitière et le secteur des renouvelables.

L’IA générative chez GEA : transformer le battage médiatique en action

Aujourd’hui, ChatGPT et la façon dont l’IA générative va changer pour toujours la façon continuent à faire le buzz dans les médias. Une étude récente de McKinsey indique que l’IA traditionnelle, par exemple les services de l’IA en périphérie/nuage qui propulsent les machines de GEA dans le futur, sera celle qui aura le plus gros impact économique à l’avenir. L’IA générative devrait quant à elle apporter des avantages « tout bonus » importants en interne pour les entreprises, qui iront bien au-delà de la génération de textes et d’images.

« L’IA générative joue un rôle vital pour sécuriser la compétitivité de GEA », explique Tom Oelsner, Chief Digital Officer chez GEA. « GEA va s’emparer des possibilités offertes par l’IA générative dans des domaines tels que le développement de logiciels alimentés par l’IA, la conception de machines génératives, la documentation technique intelligente, et pour redéfinir ses processus de vente et de service ».

Pour aider le potentiel de l’IA générative à prendre forme, GEA a développé un chatbot GEA BetterBot AI, qui est basé sur l’IA ChatGPT d’OpenAI ainsi que sur l’Azure OpenAI Service de Microsoft. Lancé en 2023, GEA BetterBot AI est alimenté avec des données internes de GEA et tourne de manière sécurisée dans le cloud de GEA. Cela signifie que nos collaborateurs peuvent y puiser des informations relatives à GEA en quelques secondes sans craindre de faire fuiter des données confidentielles. « Le robot conversationnel peut aider les équipes à répondre rapidement aux demandes de service des clients, à accéder aux données de market intelligence ou à étayer les activités du marketing », dit T. Oelsner.

Pour aider les salariés à élaborer les « compétences de communication » de leur chatbot, la GEA Academy a développé un tutoriel sur l’ingénierie de requête. L’Academy offre une myriade de possibilités de formation variées, qui vont du développement de produits numériques aux compétences e-commerce, en passant par les techniques de science des données et la gestion de projets agile.

La différence IA

Alors que les avancées effectuées dans le domaine de l’IA traditionnelle et générative continuent à monopoliser les titres – nous ne saurions d’ailleurs trop conseiller aux PDG du monde entier d’en suivre les développements – GEA fait la part des choses en prenant des étapes concrètes pour intégrer l’intelligence des machines dans l’ingénierie du quotidien. De l’optimisation des processus de développement de produits, de marketing et de service, à l’équipement des machines GEA avec de nouvelles solutions numériques puissantes, en passant par les nouvelles frontières de la technologie des capteurs, le calcul en périphérie de réseau et l’automatisation intelligente. GEA exploite l’IA pour atteindre des niveaux de standardisation, de cohérence, d’efficacité et de vitesse d’exécution qui seraient difficiles à attendre sans son aide. Alors que la crise climatique s’intensifie et que la pression qui pèse sur les parties prenantes augmente, GEA montre comment l’IA peut faire une vraie différence pour GEA et ses clients – et aider à concevoir un monde meilleur grâce à l’ingénierie.