Le fabricant d'équipements d'essais mécaniques MTS Systems Corporation dans le Minnesota, a eu un jour besoin de 11 000 références de pièces uniques pour fabriquer 150 variantes de ses cadres de charge servohydrauliques. Aujourd'hui, il utilise seulement 800 références - 90 % de moins - pour construire plus de 100 000 variantes produit.
À Helsinki, il fallait en moyenne 10 ans à Wärtsilä pour développer un seul moteur à régime moyen pour ses clients du secteur nautique. Depuis la réduction du nombre de pièces uniques de près de 7 000 à moins de 4 000, l'entreprise a mis au point une série de moteurs qui peuvent être adaptés à différents carburants en fonction des besoins du client - en moitié moins de temps et pour moitié moins cher.
MTS Systems et Wärtsilä font partie de ces fabricants d'équipements industriels (IE) de plus en plus nombreux qui ont maîtrisé l'art de répondre aux demandes de produits personnalisés sans augmenter les coûts et les délais de production ni négliger la qualité. Leur secret ? La modularisation.
MOINS DE PIÈCES, PLUS DE VARIANTES
Lancée en Suède dans les années 1960 par le constructeur de camions et de bus Scania, la modularisation décompose des produits complexes en un ensemble de composants standardisés qui peuvent être mélangés et combinés pour créer rapidement une large gamme de produits sans les coûts habituels de personnalisation.
« Il est possible de créer des familles entières de produits à partir d'un même nombre limité de modules, et la complexité interne peut être maintenue à un niveau acceptable », explique Jana Golfmann, conseillère principale au cabinet conseil Ernst & Young. « La modularisation est le moyen le plus efficace pour les constructeurs d'équipements industriels de développer des assemblages de lignes de produits variées et de personnaliser en masse en réalisant des économies d'échelle. »
Elle s'accompagne d'une longue liste d'avantages.
« La modularisation peut diminuer de 50 % à 60 % le nombre de références, ce qui réduit les coûts des matières de 10 % à 15 % et les délais d'assemblage et de fabrication d'au moins 25 % à 35 % - cela avant même que les fabricants se penchent sur le produit proprement dit, » détaille Sam Burman, directeur général de SPJ Consulting, qui aide les entreprises à développer des concepts de modularisation.
« Un fabricant de camions chez qui j'ai travaillé a réduit de 45 000 à 15 000 ses références de pièces, mais a créé des milliards de possibilités de variantes produit pour un client. En fin de compte, moins de pièces et moins de temps de fabrication génère davantage de revenus. »
La société chinoise Chongqing Yinhe Experimental Equipment Company (CQYH), qui construit des machines d'essais environnementaux pour les secteurs militaires, de l'aérospatiale et de l'automobile, apporte davantage de preuves de la puissance de la modularisation. CQYH introduit directement les exigences client dans sa solution d'architecture modulaire, ce qui permet aux clients d'approuver rapidement des modèles 3D et de se passer des prototypes physiques.
« LA MODULARISATION EST LE MOYEN LE PLUS EFFICACE POUR LES CONSTRUCTEURS D'ÉQUIPEMENTS INDUSTRIELS DE DÉVELOPPER DES ASSEMBLAGES DE LIGNES DE PRODUITS VARIÉES ET DE PERSONNALISER EN MASSE EN RÉALISANT DES ÉCONOMIES D'ÉCHELLE. »
JANA GOLFMANN
SENIOR CONSULTANT, PARTENAIRE, ERNST & YOUNG
« Grâce à notre solution d'architecture modulaire, nous avons optimisé l'exécution des commandes et réduit de 50 % les erreurs de conception », raconte Zhixian Zhang, PDG de CQYH. « De plus, nos activités de R&D sont mieux organisées et, bien que le nombre de pièces nouvellement développées soit en baisse, le nombre de commandes est en hausse. Nous avons porté notre chiffre d'affaires de 40 millions de RMB (58 millions de dollars) à 150-180 millions de RMB (218-261 millions de dollars). »
LA PERSONNALISATION DE MASSE RENDUE ABORDABLE
La modularisation représente une profonde transformation du développement produits et des processus métiers des constructeurs, dorénavant ils conçoivent, stockent et vendent des produits entièrement assemblés, à partir d'un stock standard. Procédant dans l'ordre inverse, les entreprises modularisées exécutent chaque commande d'un client en assemblant des composants sélectionnés dans une bibliothèque de modules produits en masse.
« Les constructeurs d'équipement industriel peuvent recourir à la modularisation pour séparer la définition des composants/modules du produit de la définition des règles qui régissent la façon dont ils sont assemblés », explique Jordan Reynolds, directeur principal du cabinet de conseil en innovation Kalypso. « Cela leur permet de proposer des produits industriels hautement personnalisés qui sont traditionnellement développés au moyen de processus de conception et fabrication sur mesure, mais avec l'efficacité de la production de masse, c'est-à-dire de courts délais d'assemblage, des prix bas et des profits élevés. »
De plus, en assemblant des modules existants pour créer de nouveaux produits, les constructeurs n'ont plus besoin de redévelopper, retester et revalider la conception des composants à chaque modification de modules individuels.
« La modularisation exige des investissements et des efforts au départ, mais les gains sont significatifs car les ingénieurs peuvent constituer rapidement des produits conçus sur mesure », déclare le président du cabinet de recherche indépendant Tech-Clarity spécialisé dans la fabrication. « Une enquête de Tech-Clarity a révélé que les principaux fabricants d'équipement industriel sont 49 % plus susceptibles d'utiliser des techniques de conception modulaire que leurs concurrents moins performants. Cela leur permet de soumettre aux clients une offre convaincante et de remporter le marché. »
PASSER À LA MODULARITÉ
Selon Sam Burman de SJP Consulting, la modularisation va bien au-delà des modules et processus existants. Pour une réussite durable, les constructeurs doivent évaluer les besoins de leurs clients et redessiner les interfaces entre les composants produit afin de pouvoir les combiner de manière différente mais viable.
« Comme les interfaces restent identiques, les constructeurs peuvent installer, remplacer ou supprimer des composants individuels quand ils ont besoin de créer des produits entièrement nouveaux - sans pour cela modifier les composants associés », explique-t-il. « Ensuite, les entreprises doivent modulariser tous les produits de leur gamme en parallèle pendant au moins la première moitié de la phase de développement, avant d'entrer dans les détails pour les produits distincts. Cela peut être un vrai casse-tête, mais les projets échoueront s'ils se trouvent dans des silos séparés. »
Pour réussir, les architectures de produits modulaires doivent être soutenues par de robustes systèmes de gestion du cycle de vie des produits (PLM).
« Les plates-formes PLM sont essentielles pour configurer des produits à partir de composants standardisés et réutilisables et accéder à leur nomenclature principale tout au long du cycle de vie des produits », déclare Jana Golfmann. « Autre rôle essentiel : celui de l'architecte produit pour administrer les diverses exigences de modularisation et veiller à ce que les composants soient compatibles. »
Selon Sam Burman, les systèmes PLM sont particulièrement efficaces lorsqu'ils sont intégrés à un logiciel de conception et de visualisation 3D. « A l'aide de la technologie de visualisation 3D, les constructeurs peuvent montrer aux clients les maquettes digitales des différentes options, plutôt que plusieurs plans sur papiers et prototypes physiques. »
Pendant ce temps, le cloud, l'Internet des objets (IoT) et le machine learning - une forme spécialisée de l'intelligence artificielle (AI) - peuvent aider les constructeurs à mieux prévoir la demande de modules spécifiques et de configurations de produits.
« Les solutions IoT interprètent les données des produits intelligents afin de comprendre comment les clients les utilisent, tandis que les algorithmes de machine learning peuvent extrapoler des informations sur la demande client à partir de datasets sur l'historique des ventes », développe Jordan Reynolds. « Les algorithmes peuvent aussi apprendre quels facteurs conduisent à des configurations de produits compatibles et définir des règles pour les options d'assemblage de module. Cela est nettement plus fiable que les systèmes experts actuels. »
ENCOURAGER L'ADOPTION
Selon les experts du secteur, une entreprise doit encourager l'adhésion de ses salariés pour mener à bien un projet de modularisation. Cela passe notamment par des programmes de conduite du changement, soutenus par l'équipe de direction.
« La modularisation complète est une transformation ambitieuse et une manière totalement différente de travailler qui nécessite la coordination entière de tous les départements d'un bout à l'autre de la chaîne de valeur », explique Mart Tiismann, associé et administrateur de Modular Management, une société de conseil basée à Stockholm, qui aide les entreprises à adopter la modularisation. « Le parcours doit être conçu afin que les premières étapes réussissent rapidement. Il pourra ainsi être développé et mieux compris. Plus important encore, un nouvel ensemble d'outils de gouvernance et de soutien est indispensable. »
Selon Zhixian de CQYH, l'aide d'experts externes peut constituer un atout précieux. « Voyez loin, mais progressez étape par étape », conseille-t-il. « Tout d'abord, demandez à une équipe de consultants en modularité de restructurer l'architecture du produit, puis choisissez une plate-forme commerciale plutôt qu'une plate-forme informatique, pour soutenir la mise en œuvre de la stratégie. »
UN FUTUR MODULAIRE
Parce que les clients demandent toujours plus de produits hautement personnalisés à des prix compétitifs et dans des délais réduits, les constructeurs d'équipement industriel doivent adapter leurs processus de production de masse pour rester compétitifs.
« Nous avions pris l'habitude d'aller prêcher les avantages de la modularité », explique Mart Tiismann de Modular Management. « Avec l'Industrie 4.0 et la digitalisation, nous avons atteint un point d'inflexion où presque tous les constructeurs d'équipement industriel reconnaissent désormais la nécessité de mieux structurer leurs portefeuilles de produits, mais les implications de structuration de l'information en vue de la modularisation ne sont pas encore bien comprises. Par conséquent, les entreprises qui ont déjà mis en œuvre ou commencé à adopter cette approche holistique de la fabrication d'équipements industriels auront un avantage concurrentiel pendant plusieurs années. » ◆
Pour plus dinformations sur la création de produits personnalisés grâce à la modularité :
http://3ds.one/SSS-modularity
