Soutenance de thèse de Christophe KOLLROS (SIREP) le 30 septembre 2021 à 09H30 en amphi Barbillon - Grenoble INP

Membres du jury :

• Mr Frédéric Demoly, Professor HDR at UTBM, Rapporteur
• Mr Christophe Merlo, Professor ESTIA in Engineering of Industrial Systems, Rapporteur
• Mr Jens Harde, Managing director Howmet Hildesheim, Germany, Tuteur industriel
• Mr Ralf Neuhaus, Professeur des Universités Hochschule Fresenius Allemagne, President
• Mr Ali Siadat, Professeur ENSAM Metz, Examinateur
• Mr Eric Zamaï, Professeur INSA Lyon, Examinateur
• Mr Michel Tollenaere, Professeur Université Grenoble-Alpes, Directeur de thèse
• Mr Van Dat Cung, Professeur Université Grenoble-Alpes, Examinateur

Résumé :

L'industrie 4.0, avec son impact sur les produits, les modèles économiques et les emplois, représente un défi majeur pour les entreprises qui doivent faire face à ces changements. C'est pourquoi il a été décidé de se concentrer sur la question de recherche suivante : Comment aider les PME à progresser de manière structurée dans la mise en œuvre de l'industrie 4.0 ? Cette question a été dérivée en trois sous-questions, la première étant : Comment permettre aux PME d'évaluer leur état de maturité vis-à-vis de l'Industrie 4.0 et d'identifier les domaines à améliorer ? Pour cela, des artefacts de modèle de maturité ont été présentés. Ces artefacts sont utilisés pour évaluer une organisation par rapport à un domaine donné et identifier les améliorations potentielles. La méthode de développement la plus efficace a été identifiée comme étant celle proposée par Becker et al. Elle a été choisie comme base de travail, bien qu'elle ait été légèrement adaptée. Les besoins spécifiques des PME ont également été soigneusement étudiés afin de définir un outil correspondant. Cette étude a été suivie d'une analyse bibliographique des modèles de maturité Industrie 4.0 actuellement disponibles, qui a montré qu'ils ne répondent pas aux besoins des PME. Cela a conduit à l'élaboration d'un modèle de maturité pour l'industrie 4.0. Ce modèle de maturité a été validé en l'appliquant au site de Hildesheim. Cela a conduit à la deuxième question de recherche : Comment développer une stratégie cohérente pour la mise en œuvre de l'Industrie 4.0 et en déduire un plan d'action structuré ? Une interprétation des résultats de l'évaluation de la maturité et un idéal ont été proposés. Cela permet à l'entreprise d'une part de comprendre ce qui est possible avec l'Industrie 4.0 et d'autre part de définir le niveau à atteindre dans chaque catégorie. Les interdépendances entre les catégories ont été expliquées afin que les entreprises puissent développer une stratégie cohérente. Un plan d'action par catégorie a été proposé pour aider les PME dans le développement de leur stratégie. Le plan d'action et les projets sont au cœur de la mise en œuvre de l'industrie 4.0 ; or, il s'agit de changements importants qui touchent l'ensemble de l'entreprise. Il est donc nécessaire d'anticiper et de se préparer à ces changements. Ceci nous amène à la troisième question de recherche : Comment mettre en œuvre les changements induits par l'Industrie 4.0 afin qu'ils soient durables ? Pour ce faire, une revue de littérature a été réalisée afin de trouver des réponses à quatre questions : Est-il préférable d'avoir un changement rapide et brutal ou un changement lent et continu ? Est-il préférable d'avoir un changement ascendant ou un changement imposé par la direction ? Quelles sont les méthodes actuellement disponibles pour organiser le changement ? Quels sont les pièges à éviter ? Sur la base de cette revue de la littérature et de l'expérience acquise à Howmet, une méthode de changement a été proposée pour la mise en œuvre de l'Industrie 4.0.


Abstract :

Industry 4.0, with its impact on products, business models and jobs, represents a major challenge for companies that have to deal with these changes. This is why it was decided to focus on the following research question: How to help SMEs to progress in a structured way in the implementation of Industry 4.0? This question has been derived in three sub-questions the first one being : How to enable SMEs to assess their maturity status towards Industry 4.0 and identify areas for improvement? For this, maturity model artifacts were presented. These artifacts are used to assess an organization against a given domain and identify potential improvements. The most effective development method was identified as the one proposed by Becker et al. It was chosen as the basis for the work, although it was slightly adapted. The specific needs of SMEs were also carefully studied in order to define a corresponding tool. This study was followed by a literature review of currently available Industry 4.0 maturity models, which showed that they do not meet the needs of SMEs. This led to the development of a maturity model for Industry 4.0. This maturity model was validated by applying it to the Hildesheim site. This led to the second research question: How can a coherent strategy for the implementation of Industry 4.0 be developed and a structured action plan be derived from it? An interpretation of the results of the maturity assessment and an ideal were proposed. This allows the company on the one hand to understand what is possible with Industry 4.0 and on the other hand to define the level to be reached in each category. The interdependencies between the categories have been explained so that companies can develop a coherent strategy. An action plan per category was proposed to help SMEs in their strategy development. The action plan and projects are at the heart of the implementation of Industry 4.0; however, these are important changes that affect the entire company. It is therefore necessary to anticipate and prepare for these changes. This leads to the third research question: How to implement the changes induced by Industry 4.0 so that they are sustainable? To do this, a literature review was conducted in order to find answers to four questions: Is it better to have a fast and brutal change or a slow and continuous change? Is it better to have a bottom-up change or a change imposed by the management? What methods are currently available for organizing change? What are the pitfalls to avoid? Based on this literature review and the experience gained at Howmet, a change method has been proposed for the implementation of Industry 4.0.