Aujourd’hui, sur le marché, on trouve une multitude de produits différents, fabriqués par des secteurs d’activité différents. Mais ces produits ont tous quelque chose en commun : des puces électroniques. La terminologie employée pour désigner ces dernières peut varier : par exemple, dans l’automobile, un processeur s’appelle une ECU (unité de commande électronique), alors que dans un téléphone portable c’est une CPU (unité centrale de calcul, ou UC). Mais quel que soit le nom qu’on leur donne, ces processeurs sont tous conçus, fabriqués, testés et connectés au produit final de la même manière.

Le terme « électronique » peut désigner une puce sur une carte, une carte dans un module, un module dans un système, un système dans un système de systèmes ; mais à tous ces niveaux hiérarchiques la puce constitue la base. Quel que soit le produit, l’électronique est cruciale pour l’ensemble du cycle de vie du système. Les puces font partie de ce continuum. Beaucoup de grandes entreprises développent aujourd’hui des systèmes de produits qui font appel à plusieurs secteurs d’activité. Et l’augmentation de la complexité des systèmes et des produits ne semble pas près de ralentir.

Les défis d’aujourd’hui peuvent être les opportunités de demain

Dans ce contexte, à quels défis les entreprises font-elles face aujourd’hui et seront-elles confrontées dans un avenir proche ? En plus de devoir résoudre les problèmes liés à la pénurie de main-d’œuvre qualifiée, les industriels de l’électronique doivent se développer sur de nouveaux marchés, garantir la qualité de produits d’une complexité croissante, gérer la volatilité de leur chaîne d’approvisionnement tout en améliorant sa résilience, et maîtriser et réduire leur empreinte carbone en interne et en externe tout au long du cycle de vie de leurs produits. À cela viennent s’ajouter d’autres défis, liés à la sécurité et à la miniaturisation.

Par exemple, à l’instar des automobiles, des avions ou des drones, tous les appareils électroniques portables sont équipés d’une batterie. Omniprésentes, les batteries sont employées à différentes échelles et il en existe différentes tailles et différents types chimiques. La quantité de batteries utilisée dans l’électronique grand public est énorme comparée à d’autres industries et marchés. Je pense que dans ce domaine les défis et les opportunités sont souvent négligés ou considérés comme parfaitement connus.

Je ne veux pas m’en prendre à Apple, mais la récente surchauffe de l’iPhone 15 était due à un problème logiciel et non matériel. L’électronique n’était pas en cause. Une fois le produit sur le marché, certaines personnes ont utilisé des applications qui ont surchargé la batterie et les circuits. Ce problème n’avait pas été pris en compte lors de la simulation logicielle du matériel. Si des simulations avaient été effectuées pour différents cas pathologiques comme celui-ci – les effets des logiciels sur le matériel –, le problème aurait été détecté avant la sortie du produit et nous n’en parlerions pas.

Aujourd’hui, il est difficile d’effectuer des simulations en étant sûr que la bonne version du logiciel est associée à la bonne version du matériel. Par exemple, le logiciel a peut-être été mis à jour, mais la simulation a été effectuée sur un matériel qui n’était pas à jour en termes de conception ou de composants. Il s’agit là d’un problème de synchronisation qui peut être résolu en gérant correctement le cycle de vie du produit et des données.

Malgré ces difficultés, faire piloter leurs produits par un logiciel peut ouvrir de nouveaux marchés aux industriels, car cela leur permet d’ajouter et d’optimiser des fonctionnalités tout au long du cycle de vie des produits.

La potentiel de l’IA

Le secteur de l’électronique reste confronté aux répercussions des changements globaux survenus au cours des trois dernières années ; certaines d’entre elles perdurent, mais de nouvelles opportunités se profilent à l’horizon. Les technologies de la réalité augmentée et virtuelle, ainsi que les applications de l’intelligence artificielle, peuvent changer radicalement la façon dont nous fabriquons des produits.

L’IA n’est pas une nouveauté – les entreprises du secteur de l’EDA (CAO électronique) utilisent l’IA et l’apprentissage automatique depuis des années pour faciliter les tâches et les analyses complexes –, mais elle connaît une évolution significative car elle est introduite dans le métavers et le cloud. Cependant, l’un des plus grands défis à relever consiste à s’assurer que les bons algorithmes sont mis en œuvre pour répondre aux besoins uniques de chacun des domaines : logiciel, électrique et mécanique.

Pour qu’il soit possible d’exploiter tout le potentiel de l’IA, celle-ci ne peut pas être utilisée isolément : elle doit être intégrée à la stratégie de numérisation de l’entreprise. En l’incorporant étroitement dans leur parcours global de transformation numérique, les entreprises peuvent être sûres d’avoir intégré la combinaison de convivialité, de vérifiabilité et d’analyse qui permet d’apporter de réelles améliorations aux processus d’ingénierie – conception, essai, vérification, fabrication – et d’atteindre finalement le niveau de maturité correspondant à l’optimisation en boucle fermée.

S’engager sur la voie de la maturité de la transformation numérique

Ce qui intéresse nos clients, c’est de savoir ce qu’ils peuvent faire de manière réaliste à court et à long terme. L’exploitation du jumeau numérique – pour connecter les domaines et gérer l’ensemble du cycle de vie des produits – doit être un processus par étapes évolutif : prendre les technologies disponibles, les incorporer, déterminer les lacunes et utiliser une approche progressive.

Récemment, mes collègues et moi-même avons consacré du temps à l’élaboration d’une feuille de route pour la transformation numérique, axée sur cinq étapes-clés (figure 1) : configuration, connexion, automatisation, conception générative et optimisation en boucle fermée.

Figure 1 : Le parcours de transformation numérique comprend cinq étapes-clés de maturité.

De nombreuses entreprises du secteur de l’électronique sont bloquées aux deux premières étapes : configuration et connexion. La configuration est le passage d’un cadre de données basé sur des documents à un cadre de données basé sur des modèles. La connexion est l’étape où les entreprises commencent à briser les silos et à connecter les données basées sur des modèles entre tous les domaines. Bien qu’il soit essentiel de franchir ces étapes pour tirer pleinement parti de la transformation numérique, les entreprises doivent s’efforcer d’atteindre des niveaux plus élevés de numérisation, en particulier pour pouvoir exploiter la puissance croissante de l’IA.

Les niveaux supérieurs de numérisation – automatisation, conception générative et optimisation en boucle fermée – utilisent l’IA pour transformer complètement les processus d’ingénierie, en commençant par automatiser les tâches banales. À mesure que les entreprises mûrissent leur transformation numérique, elles peuvent développer davantage l’automatisation pour prendre en charge des tâches plus complexes et finalement atteindre la quatrième étape : la conception générative. À ce stade, l’IA pourrait utiliser le jumeau numérique et les données de l’entreprise pour concevoir des sous-systèmes entiers et même des produits complets. Elle pourrait effectuer des simulations pour faire passer le produit par un processus en boucle fermée de génération, d’évaluation et d’itération, avant de sélectionner les conceptions les plus optimisées et de les soumettre aux ingénieurs pour qu’ils prennent les décisions finales.

Perspectives pour 2024 et au-delà

Parallèlement à l’augmentation continue de la complexité des appareils et des produits, la volatilité des chaînes d’approvisionnement devrait continuer à affecter considérablement l’économie mondiale et le secteur manufacturier au cours des prochaines années. Les perturbations géopolitiques posent de nouveaux défis, mais offrent aussi de nouvelles opportunités. Les entreprises qui relocalisent leur production et s’implantent dans de nouvelles régions, telles que l’Inde et le Viêt Nam, s’ouvrent également de nouveaux marchés et peuvent ainsi élargir leur clientèle.

La sécurité, la provenance des données et une traçabilité fiable d’un point de vue généalogique sont et continueront d’être un défi, qui va de pair avec la durabilité et la conformité lorsque les entreprises doivent prouver qu’elles respectent les critères correspondants de différentes réglementations. Cela va également de pair avec l’évolution des attentes des clients, qui attendent davantage des entreprises, et notamment qu’elles incluent leur niveau de responsabilité sociétale et leur impact sur l’environnement mondial dans le calcul de leur résultat net. C’est évidemment un défi, mais c’est aussi une opportunité d’un point de vue commercial, car cela permet aux entreprises technologiques et les industriels de l’électronique de découvrir comment ils peuvent économiser de l’argent grâce à la durabilité.

À propos de l’auteur : 

Alan Porter est le vice-président international responsable du secteur de l’électronique chez Siemens Digital Industries Software. Il a rejoint Siemens en 2020 après avoir travaillé plus de 30 ans dans le domaine de l’ingénierie des semi-conducteurs et de l’électronique dans de nombreux secteurs d’activité, notamment l’électronique grand public, l’armement et l’aéronautique, l’automobile et les infrastructures de réseaux. Il a travaillé pour Apple et Huawei, pour des éditeurs de logiciels d’EDA (Mentor, Synopsys et Cadence) ainsi que dans des start-up. Il a également occupé des postes de services professionnels dans le domaine de la fabrication de produits en grande série ou en petite quantité. Il possède une vaste expérience en matière d’architecture et de mise en œuvre de la transformation numérique, tant du point de vue des clients que de celui des fournisseurs de solutions.