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Jul 31, 2023

Homme + machine : Une nouvelle ère d'automatisation dans la fabrication

Au cours des deux dernières décennies, l'automatisation de la fabrication a transformé

Au cours des deux dernières décennies, l'automatisation dans le secteur manufacturier a transformé les sols des usines, la nature de l'emploi manufacturier et l'économie de nombreux secteurs manufacturiers. Aujourd'hui, nous sommes à l'aube d'une nouvelle ère d'automatisation : les progrès rapides de la robotique, de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique permettent aux machines d'égaler ou de surpasser les humains dans une gamme d'activités professionnelles, y compris celles nécessitant des capacités cognitives. Les dirigeants de l'industrie - ceux dont les entreprises ont déjà adopté l'automatisation, ceux qui ne font que commencer et ceux qui n'ont pas encore commencé à prendre pleinement en compte les implications de cette nouvelle ère de l'automatisation - doivent tenir compte des trois perspectives fondamentales suivantes : ce que l'automatisation rend possible avec la technologie actuelle et est susceptible de rendre possible à mesure que la technologie continue d'évoluer ; quels facteurs, outre la faisabilité technique, prendre en compte lors de la prise de décisions concernant l'automatisation ; et comment commencer à réfléchir à l'endroit et à l'ampleur de l'automatisation afin de tirer le meilleur parti de l'automatisation à long terme.

Pour comprendre la portée de l'automatisation possible dans le secteur manufacturier dans son ensemble, nous avons mené une étude sur le travail manufacturier dans 46 pays des pays développés et en développement, couvrant environ 80 % de la main-d'œuvre mondiale. Nos données et analyses montrent qu'en 2015, 478 milliards des 749 milliards d'heures de travail (64 %) consacrées aux activités liées à la fabrication dans le monde étaient automatisables avec la technologie actuellement démontrée.1 Cela inclut les activités qui comportent actuellement certains éléments d'automatisation (par exemple, l'envoi d'e-mails). Ces 478 milliards d'heures de travail représentent l'équivalent travail de 236 millions sur 372 millions d'employés à temps plein - 2,7 billions de dollars sur 5,1 billions de dollars de travail - qui pourraient être éliminés ou réutilisés, en supposant que les technologies éprouvées sont adaptées pour être utilisées dans des cas individuels, puis adoptées. Ces chiffres suggèrent que, même si la fabrication est l'une des industries les plus automatisées au monde, il existe encore un potentiel d'automatisation important entre les quatre murs des sites de fabrication, ainsi que dans des domaines fonctionnels connexes tels que la chaîne d'approvisionnement et les achats. Comme l'ont montré les recherches de McKinsey, la fabrication arrive en deuxième position, parmi les secteurs industriels, juste derrière les services d'hébergement et de restauration en termes de potentiel d'automatisation (Figure 1).2

Nous soulignons que le potentiel d'automatisation décrit ci-dessus est créé en adaptant et en intégrant les technologies actuellement démontrées3 3. Nous définissons les "technologies actuellement démontrées" comme celles qui ont déjà démontré le niveau de performance et de fiabilité nécessaire pour automatiser une ou plusieurs des 18 capacités impliquées dans l'exécution des activités de travail. Dans certains cas, ce niveau de performance a été démontré par des produits disponibles dans le commerce, dans d'autres par des projets de recherche. (voir encadré, "Comprendre le potentiel d'automatisation"). De plus, il est à noter que les avancées technologiques récentes ont surmonté bon nombre des limitations traditionnelles de la robotique et de l'automatisation. Une nouvelle génération de robots qui sont plus flexibles et polyvalents, et coûtent beaucoup moins cher que ceux utilisés dans de nombreux environnements de fabrication aujourd'hui, peuvent être "formés" par le personnel de première ligne pour effectuer des tâches auparavant considérées comme trop difficiles pour les machines, telles que la sélection et l'emballage d'objets espacés de manière irrégulière et la résolution de conflits de câblage dans des projets à grande échelle, par exemple dans l'industrie aérospatiale. L'intelligence artificielle fait également des progrès majeurs qui augmentent le potentiel d'automatisation des activités de travail dans de nombreux secteurs : dans un test récent, par exemple, les ordinateurs ont pu lire sur les lèvres avec beaucoup plus de précision que les professionnels.

L'analyse des activités de travail plutôt que des occupations est le moyen le plus précis d'examiner la faisabilité technique de l'automatisation. Chaque métier est composé de plusieurs types d'activités, chacune avec différents degrés de faisabilité technique en matière d'automatisation. La figure ci-dessous montre la sensibilité à l'automatisation de chacun des sept groupes d'activités de haut niveau ainsi que le temps consacré à chacun dans toutes les professions aux États-Unis. Un peu plus de la moitié des heures de travail aux États-Unis sont consacrées aux activités les plus susceptibles d'être automatisées : effectuer des activités physiques et faire fonctionner des machines dans un environnement prévisible, et collecter ou traiter des données (exposition).

Les professions dans le secteur manufacturier impliquent des activités comprenant, entre autres, la collecte ou le traitement de données, l'application d'expertise et l'utilisation de machines (que nous classons comme travail physique) dans des environnements à la fois prévisibles et imprévisibles. Étant donné que ces activités et d'autres activités constitutives ont chacune un potentiel d'automatisation différent, nous sommes arrivés à nos estimations d'automatabilité pour le secteur (64 % du total des heures de travail consacrées aux activités liées à la fabrication dans le monde, 87 % des heures consacrées aux activités exercées par les travailleurs dans les métiers de la production et 45 % des heures consacrées aux activités non productives) en examinant le temps que les travailleurs de la fabrication consacrent à chacune d'elles pendant la semaine de travail.

Notre étude s'est également penchée sur le potentiel d'automatisation de types d'activités et d'emplois spécifiques au sein du secteur manufacturier. Nous avons constaté que 87 % des heures consacrées aux activités effectuées par les travailleurs dans les professions de production sont automatisables, soit la plupart de toutes les professions manufacturières. Même parmi les autres professions de la fabrication (par exemple, l'ingénierie, la maintenance, le mouvement des matériaux, la gestion et l'administration), cependant, il existe encore des opportunités importantes, avec environ 45 % de ces heures de travail automatisables également. L'automatisation substantielle de ces activités nécessitera probablement de nouvelles avancées technologiques, en particulier dans la compréhension et la génération du langage naturel - des avancées qui semblent tout à fait plausibles même si elles ne sont pas imminentes.

Lorsque l'on compare divers sous-secteurs au sein de la fabrication, on constate une grande variation du potentiel d'automatisation qui peut s'expliquer en partie par la nature des activités elles-mêmes, et en partie par des différences dans les niveaux de compétences requis des travailleurs et dans la complexité technologique du produit fabriqué :

Quant à la valeur monétaire de la main-d'œuvre automatisable dans divers sous-secteurs manufacturiers, les différences peuvent être jusqu'à trois fois, selon la composition de la main-d'œuvre dans un sous-secteur donné (27 000 $ par an dans l'habillement/la mode/le luxe, contre 75 000 $ par an dans le pétrole et le gaz). En comparant les groupements énumérés ci-dessus, nous constatons en moyenne une augmentation automatisable de 1,6 fois le salaire horaire passant de la compétence/complexité faible à élevée, et une augmentation de 1,4 fois de la compétence/complexité faible à moyenne.

Enfin, nous constatons que même si le potentiel d'automatisation technique ne varie pas beaucoup dans l'économie mondiale, le fait que 81 % des heures de fabrication automatisables dans le monde et 49 % de la valeur du travail automatisable résident dans les pays en développement signifie qu'une reprise de l'automatisation dans le monde en développement pourrait avoir un impact mondial significatif. Considérant que 68 % des heures de fabrication automatisables dans les pays en développement (et 62 % de la valeur du travail automatisable) se trouvent en Chine et en Inde seulement, nous voyons un potentiel de perturbations majeures dues à l'automatisation en Inde et en Chine, bien que le temps que cela pourrait prendre dépendra, en partie, de la vitesse à laquelle les coûts des solutions d'automatisation tomberont en dessous des niveaux de salaire dans ces pays. Un changement radical vers l'automatisation en Inde et en Chine pourrait avoir des implications majeures sur l'emploi dans les deux pays et insufflerait également une impulsion substantielle à la croissance économique là-bas.

La faisabilité technique est, bien sûr, une condition préalable nécessaire à l'automatisation d'une activité de travail ou d'un ensemble d'activités donné. Pourtant, c'est loin d'être le seul facteur dont les entreprises doivent tenir compte lorsqu'elles décident quoi et comment automatiser. Un deuxième facteur à prendre en compte est le coût de développement et de déploiement du matériel et des logiciels d'automatisation. Le coût du travail et la dynamique de l'offre et de la demande qui y est associée représentent un troisième facteur : si les travailleurs sont abondants et nettement moins chers que l'automatisation, cela pourrait être un argument décisif contre celle-ci - ou pour n'automatiser que dans une mesure limitée. Par exemple, un équipementier automobile en Inde a constaté qu'après avoir introduit l'automatisation à faible coût de quelques étapes sur sa chaîne de production, ce qui a réduit les effectifs de 17 à 8, ses coûts sont désormais équivalents à ceux d'une entreprise japonaise exploitant le même type de chaîne de production avec un degré d'automatisation plus élevé et un effectif de seulement deux personnes.

Il est important de souligner que les implications de l'automatisation pour la main-d'œuvre d'une entreprise ne consistent pas seulement à remplacer les travailleurs humains par des machines. Selon notre analyse, moins de cinq pour cent des professions peuvent être entièrement automatisées en adaptant la technologie actuellement démontrée. Cependant, environ 60 % d'entre eux pourraient avoir 30 % ou plus de leurs activités constitutives automatisées. En d'autres termes, simplement en adaptant et en intégrant la technologie actuelle, l'automatisation pourrait changer, au moins dans une certaine mesure, la majorité des professions. Cela nécessitera une redéfinition importante du travail et une transformation des processus commerciaux et des cultures du lieu de travail.

En effet, l'élément le plus vital pour déployer avec succès l'automatisation à long et à court terme peut être le travail acharné de préparation et d'adaptation du capital humain pour travailler en tandem avec la technologie. Presque chaque travail finira par changer et chaque flux de travail finira par être transformé. De nombreux travailleurs devront être continuellement recyclés pour travailler à côté des machines à mesure que leurs emplois continueront d'évoluer. Cela nécessitera des changements non seulement dans les compétences, mais aussi dans les mentalités et la culture, car les « collègues » en viennent à inclure non seulement d'autres personnes, mais aussi des machines.

À mesure que les rôles et les processus sont redéfinis de cette manière, les avantages économiques de l'automatisation comprendront également la libération et la réaffectation de ressources qualifiées rares. En particulier dans les professions les mieux rémunérées, les machines peuvent augmenter considérablement les capacités humaines et amplifier la valeur de l'expertise en permettant aux employés de se concentrer sur un travail de plus grande valeur. Dans la maintenance des aéronefs, par exemple - où des drones et des robots de la taille d'un insecte pourraient un jour effectuer des inspections, des robots pourraient livrer des pièces et des outils, et des remorqueurs automatisés pourraient déplacer des avions dans et hors des hangars - moins de techniciens seraient nécessaires sur le sol du hangar de maintenance, mais ceux qui resteraient passeraient plus de temps à résoudre des problèmes non routiniers. Ces travailleurs auront cependant besoin d'une formation continue pour suivre l'évolution de la technologie.

Un quatrième facteur à considérer est les avantages au-delà de la substitution de la main-d'œuvre, notamment des niveaux de production plus élevés, une meilleure qualité et moins d'erreurs (voir l'encadré, "Adapter et renforcer le capital humain"). Bien qu'il soit tentant pour un fabricant de considérer l'automatisation principalement comme un levier d'économie de main-d'œuvre, ces autres avantages sont souvent plus importants que ceux de la réduction des coûts de main-d'œuvre. Les options d'automatisation doivent être envisagées et évaluées à l'aide d'une stratégie claire axée sur la réduction du coût total des opérations. Nous constatons que les entreprises utilisent généralement l'automatisation pour répondre à un certain nombre d'opportunités, notamment l'augmentation du débit et de la productivité, l'élimination des variations et l'amélioration de la qualité, l'amélioration de l'agilité et la garantie de flexibilité, et l'amélioration de la sécurité et de l'ergonomie.

En plus de la faisabilité technique, du coût du matériel et des logiciels, de l'offre et de la demande de main-d'œuvre et des avantages au-delà de la substitution de la main-d'œuvre, un cinquième facteur à prendre en compte pour décider si et où automatiser concerne les questions de réglementation et d'acceptation sociale, telles que le degré auquel les machines sont acceptables dans un cadre particulier, en particulier là où elles interagiront avec les humains. Le potentiel d'automatisation dans un secteur ou une profession donné reflète une interaction subtile entre les cinq facteurs que nous avons énumérés et les compromis entre eux.

L'objectif ultime pour les fabricants, lorsqu'ils évaluent les différents facteurs décrits ci-dessus, est de tirer autant de valeur à long terme que possible de l'automatisation. La manière d'y parvenir dépend, en partie, du degré de maturité de l'automatisation d'un fabricant donné. Nous voyons ce spectre comme ayant quatre étapes :

L'évaluation des opérations d'un fabricant sur ce spectre de maturité de l'automatisation peut aider à déterminer quel type d'approche aidera le mieux à capturer l'impact à long terme. Par exemple, les opérations moins matures bénéficieront davantage d'une « feuille blanche », tandis que les opérations plus matures pourront se concentrer sur l'utilisation complète de leur infrastructure d'automatisation déjà robuste pour atteindre le meilleur de leur catégorie. La pièce 2 décrit plus en détail les étapes que les fabricants peuvent suivre pour se déplacer le long du spectre.

Partout où une entreprise donnée se situe sur le spectre de la maturité, il est essentiel de garder l'accent sur la création de valeur. Pour aider à diagnostiquer où l'automatisation pourrait être appliquée de la manière la plus rentable pour améliorer les performances, les chefs d'entreprise peuvent souhaiter effectuer un inventaire approfondi des activités de leur organisation et créer une carte thermique des endroits où le potentiel d'automatisation est élevé. Les processus métier dont il est démontré qu'ils ont des activités à fort potentiel d'automatisation peuvent ensuite être repensés dans des scénarios où ils tirent pleinement parti des technologies d'automatisation (plutôt que de tenter mécaniquement d'automatiser des activités individuelles à l'aide des processus actuels). Enfin, la faisabilité et les avantages de ces transformations de processus automatisées peuvent être utilisés pour hiérarchiser les processus à transformer à l'aide des technologies d'automatisation. Une telle approche peut aider à garantir que les investissements en automatisation ont un impact maximal sur l'entreprise.

Michel Chuiest partenaire du McKinsey Global Institute, oùJames Manyikaest administrateur ;Katie George est un associé principal du bureau du New Jersey ; etMehdi Miremadiest un associé du bureau de Chicago.