“D’ici 2025, chaque produit de Bosch incorporera de l’intelligence artificielle (IA) ou utilisera des algorithmes d’IA pour son développement, son design ou sa production”, a annoncé mercredi 3 mars Volkmar Denner, le PDG du groupe industriel allemand Bosch, en ouverture de la Bosch AI Con, une conférence dédiée aux avancées des recherches en IA pour l'industrie. Si l'"annonce" n'est pas nouvelle et reste relativement floue, elle traduit la volonté de l'industriel allemand de réinventer son modèle pour l'orienter autour de l'IA et de l'internet des objets (IoT), dans les produits qu'il vend comme dans ses propres usines.
Généraliser l'industrie 4.0
Faisant mentir l'adage selon lequel les cordonniers sont les plus mal chaussés, Bosch donne au contraire l'exemple et fait de ses propres lignes une vitrine du potentiel de ses solutions pour l'industrie 4.0. Pour diminuer les coûts, une solution de détection des anomalies et erreurs doit être déployée courant 2021 sur les 800 lignes de production des 50 usines dédiées aux groupes motopropulseurs de l'équipementier. Celui-ci prévoit ensuite de l’étendre à l’ensemble de ses 240 usines, a annoncé Volkmar Denner.
Concrètement, le logiciel d'IA de Bosch se connecte à son logiciel de pilotage de la production (MES) pour récolter l'ensemble des données générées dans l'usine. De quoi identifier et présenter clairement les fluctuations et les anomalies de fonctionnement, mais aussi proposer des correctifs.
Au total, Bosch planifie d'investir 500 millions d'euros dans la connectivité de ses usines "dans les prochaines années". Un investissement qui doit lui permettre d'économiser deux fois plus en coûts de production, estime l'équipementier. A Dresde, la méga-usine de production de semiconducteurs du groupe, qui doit ouvrir ses portes d’ici la fin de l’année, sera adoubée usine vitrine de l'IoT du groupe.
Vers l'intelligence artificielle des objets
Mais le groupe compte bien tirer parti du numérique au-delà de l’usine. “Nous développons, produisons et vendons un univers d’objets”, a observé Michael Bolle, le directeur de la technologie et des données de Bosch, tout en soulignant que l'IA tire ses données des objets connectés (IoT) pour connaître le monde réel. Pièces automobiles, électroménager, outillages, capteurs industriels… dans tous les produits qu’il fabrique, l’équipementier voit de potentiels récolteurs de données.
“Selon notre modèle traditionnel, une fois nos produits manufacturés et envoyés, nous perdons le contact. Nous devons interroger nos clients pour savoir ce qu’il se passe, ce qui prend du temps et de l’argent”, rappelle Michael Bolle. Au contraire, “avec l’IoT, nous pouvons garder la trace de nos produits, savoir comment ils sont utilisés, et donc rassembler des données que l’IA viendra analyser pour ensuite améliorer nos produits directement”, prévoit-il. Un cycle “d’amélioration continue” désigné sous l’acronyme d’AIoT par Bosch, couplant intelligence artificielle et internet des objets (IoT).
Pour développer des produits électroniques connectés intégrant du logiciel à forte valeur ajoutée, qui soient à la fois pratiques pour les utilisateurs et aux fournisseurs de données, Bosch a créé un centre de R&D dédié à l’intelligence artificielle en 2017, le BCAI, qui rassemble aujourd’hui 270 personnes. L’entreprise prévoit de former 20 000 employés à l’IA d’ici deux ans. Dans l’automobile, elle a même lancé début 2021 une division spécialisée dans l’électronique pour les ordinateurs de bord et des capteurs intelligents, qui rassemble 17 000 salariés.
Algorithmes hybrides
Seul problème : dans le monde réel, les résultats de l’IA ne sont pas toujours fiables. Et plus le nombre de données augmente, plus le travail manuel d’étiquetage et de vérification des données servant à entraîner les algorithmes devient fastidieux. D’où l’enjeu "d'introduire du bon sens et une capacité à apprendre de l’expérience au sein des algorithmes”, comme l'a résumé Volkmar Denner.
Pour ce travail, Bosch se penche naturellement sur les dernières avancées de l’IA dite “non supervisée”, capable d’apprendre seule, mais aussi sur les modèles dits “hybrides”. Longuement présentés par Michael Bolle lors de l’AI Con, ils couplent selon différentes modalités des équations physiques avec des données issues du monde réel. Que ce soit pour pré-entraîner les modèles d’IA avec des algorithmes, pour informer les modèles physiques avec des paramètres issus du monde réel, ou pour coupler les résultats des deux afin de sélectionner les résultats les plus fiables.
Bataille de communication et d'évangélisation
Tout l'art est alors de conjuguer les qualités de chacun. “Les modèles basés sur la physique sont efficients par conception [ils ne nécessitent pas beaucoup de données, ndlr], intègrent une notion de causalité, sont explicables et validés par l’expérience de nos ingénieurs, tandis que les modèles à base de données [d'IA] intègrent des statistiques et peuvent être appliqués à des domaines qui ne sont pas physiques”. Un principe de combinaison que Bosch utilise dans sa solution de production, couplant méthodes probabilistes et connaissances physiques de ses machines pour détecter les anomalies sur ses lignes.
Un couplage numérique/physique qui peut aussi améliorer les solutions vendues par Bosch. Par exemple pour clarifier le signal de ses capteurs ultrasons utilisés dans l'automobile en estimant statistiquement les interférences générées à courte portée. Ou encore pour améliorer son programme de stabilité prédictive des véhicules en intégrant leur comportement sur la route dans ses équations. Déjà à l'origine du terme 4.0, l'industriel allemand devra poursuivre finir sa bataille de communication et d'évangélisation pour convaincre ses clients d'acheter ces nouvelles solutions "intelligentes".
