The Voices of Capgemini Consulting

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Le digital dans les opérations des Utilities : un immense potentiel

Par Philippe Vié, Vice President E&U ; et Alexandra Bonanni, Managing Consultant chez Capgemini Consulting.

Les opérateurs d’énergie intègrent désormais le levier Digital sous toutes sortes de forme : Expérience client, Nouveaux modèles d’affaires et Opérations. Un florilège de moyens s’offre à eux au niveau des opérations. Toute la difficulté est de déterminer la puissance des leviers technologiques et la valeur réelle des applications1 mises en œuvre. Capgemini Consulting a mené une étude basée sur des données externes et a recensé plus de 200 cas, pour s’attacher à détailler une cinquantaine d’histoires de réussite ou d’échec dans l’intégration du Digital dans les opérations des Utilities et plus largement des énergéticiens. Les applications correspondent à tous les types d’opérations et se distinguent dans les trois phases que sont le Projet, l’optimisation des opérations, ainsi que dans tous les moyens transverses.
 

Une cartographie des applications du « Digital Opération » 

Les applications adressent les actifs centralisés, par exemple les grosses unités de production d’énergie, les actifs décentralisés, à savoir les unités de production locales d’énergie, de vapeur, de chaud et de froid et enfin les réseaux.
 
Cartographie des applications digitales appliquées aux opérations
 
Les applications de performance des projets abordent chaque phase du projet (de la conception au démantèlement) et ont une forte intensité en « Totex » : la Planification des investissements (Assets Investment Planning), la Gestion des Informations (Business Information Management), la Fabrication additive (Additive Manufacturing), c’est-à-dire possibilité d’adjonction de composants de toutes natures par couches sur un produit donné.
 
Sur la performance des opérations, les applications Digitales sont présentes dans les phases les plus en amont des process, par exemple, sur l’ordonnancement prédictif (« la bonne pièce au bon moment ») et sur l'optimisation du mix de production. Elles intègrent également le cœur du process avec des fonctions de contrôle de production (qualité de production), d’activation des appareils ou des systèmes à distance et avec des moyens de contrôle d'actifs (ex : contrôle de la déperdition sur l’opération). Elles sont également présentes sur toutes les activités périphériques, à savoir les activités de maintenance curative, de maintenance préventive, de maintenance basée sur les données de détérioration réelle, de maintenance prédictive basée sur la relève des informations en provenance des objets connectés et des Analytics.
 
C’est sur le Management des interventions terrain (Digital Field Management ) que les opérations digitalisées ont d’abord été très visibles, avec l’arrivée des équipements numériques pour les travailleurs itinérants intervenant sur les « réseaux » ou sur des « actifs décentralisés » comme par exemple panneaux solaires, les unités de chaleur, de vapeur et de refroidissement. Cette transformation a impacté également les métiers des travailleurs non itinérants qui opèrent désormais à distance des actifs centralisés sur des plateformes, par exemple dans le domaine de d'extraction de pétrole et de gaz. 
 
L’optimisation des opérations dans l’Energie, ce sont aussi les moyens d’optimisation de la consommation d'énergie avec le Demand response permettant d’écrêter en temps réel les pointes de consommation et facilitant une gestion des usages à distance. Le « smart building » par exemple, entre dans cette catégorie.
 
Les moyens digitaux transversaux adressent toutes les phases du projet et des opérations et sont principalement liés à la gestion et visualisation des données avec la Gestion numérique du cycle de vie des actifs industriels » (DIALM), ou encore l’Entreprise étendue » (Extended Enterprise), c’est-à-dire le partage de données et d'informations avec des tiers, la simulation virtuelle et l’automatisation des processus.
 

Un dispositif de gestion des données global 

Au début, les projets d'opérations digitales étaient le résultat d’initiatives spécifiques, permises par des technologies émergentes : par exemple, une solution mobile pour les travailleurs sur le terrain, un algorithme pour analyser un ensemble spécifique de données, une solution de marquage pour localiser et reconnaître les équipements critiques. Par la suite, le Data Management s’est étendu et globalisé à l’ensemble de l’organisation. La collecte de données par exemple s’est progressivement combinée avec les technologies de communication, son traitement s’est appuyé sur des solutions d'analyse très élaborées. La visualisation et l’usage des données sont de plus en plus « technology intensive » (par exemple avec le 3D virtuel).
Les données capturées sur les actifs ou lors des opérations sont consolidées et sont partagées via des dispositifs trans-organisationnels et trans-fonctionnels (plateforme de monitoring global, portail, écran, tableau de bord, …). Une fois géré (capturé, stocké et sécurisé), l’ensemble consolidé de données est systématiquement enrichi à chaque étape du cycle de vie de l'actif : de sa conception à son démantèlement.
 

Les moyens technologiques 

Les technologies en support des opérations montrent des niveaux de maturité différents. Nous avons positionné sur un cycle de maturité (« hype cycle ») les technologies disponibles en nous appuyant sur l’analyse de Gartner, mais aussi sur les cas étudiés.
 

 « Hype Cycle » des technologies en support des opérations digitalisées
 
  • Les techniques de communication avec les outils Sigfox, LORA, wifi, radio, 4G et 5G… qui offrent à tout l’écosystème de l’organisation des possibilités de capture de plus en plus précises (données réelles ou reconstituées) et de partage de données avec toutes les parties prenantes des opérations, y compris des tiers externes à l’organisation (sous-traitance, entreprise étendue).
  • Les opérations et les interventions à distance seront de plus en plus supportées à la fois par des moyens robotiques qui remplacent le geste humain, mais aussi par des technologies de visualisation permises aussi bien par la réalité augmentée, que par l’imagerie (par exemple l’imagerie aérienne par satellite). Ainsi, les équipements de protection et d’intervention individuels ont été améliorés avec des solutions de réalité augmentée, mais ils sont également de plus en plus robotisés (Human Augmentation).
  • L’analytique (Analytics), le Big Data et la « modélisation avancée » (Advanced Modelization) sont mis par exemple au service de la détection de fuites ou des pertes en ligne et interviennent également dans une perspective de « Maintenance Prédictive » (Predictive Maintenance).
  • La Fabrication Additive (Additive Manufacting) consiste à ajouter des composants de toute nature, permettant la capture de données (via des capteurs), mais aussi l’adjonction de moyens d’exploitation supplémentaires sur des actifs existants (équipements, lignes, ...). L’impression 3D renforce cette possibilité en permettant de faire des prototypages rapides de pièces manquantes; et également d’ajouter des moyens d’optimisation aux actifs d’exploitation. 
     

Des gains sur tous les indicateurs de performance opérationnelle

L’intégration du Digital dans les opérations permet des gains substantiels sur tous les indicateurs de la performance opérationnelle. Les gisements de gains sur les Totex sont très importants. Exemples : 
  • La « Maintenance Predictive » (Predictive Maintenance) a permis à un opérateur un gain global annuel de 10.5 millions de dollars sur ses coûts de maintenance. Un cas parmi d’autres  
  • La « Planification des Investissements d’Actifs » (Asset Investment Planning) devrait permettre à RTE de réduire ses  deux postes de CAPEX et d’OPEX de 14,5%
  • La « Gestion à distance des actifs » (Remote appliances and control of Assets) a permis à BP d'économiser 3,1 M $ en 3 mois 
  • La «Gestion numérique du cycle de vie des actifs industriels » (DIALM) a permis à Woodside d'économiser un montant annuel de 235 000 $ grâce à la rationalisation du nombre d'applications utilisées pour gérer et accéder aux données ; et à EDF Energy (Royaume-Uni) de réduire ses CAPEX de 20%
La digitalisation des opérations impacte naturellement la productivité avec des effets de gain immédiats 
  • L’usage de drones a permis à BP d'effectuer des activités d'inspection des actifs en 30 minutes au lieu de 7 jours
La disponibilité des actifs est directement impactée par le Digital Operations avec, par exemple, la possibilité d’éviter 5 jours d'arrêt par an d’un actif grâce aux travaux de maintenance prédictifs. L’efficacité au sens large est améliorée, par exemple TOTAL a augmenté sa production en BOE de 2% en mettant en place une salle intelligente avec le support au dépannage par des experts assistant à distance les travailleurs sur le terrain. Il convient de noter que l’amélioration des indicateurs plus qualitatifs de sécurité et de qualité est également très souvent la raison d’être des projets de digitalisation des opérations des Utilities. 
 

Nos recommandations

En établissant la valeur estimative et relative des applications du Digital dans les opérations, nous avons pu formuler quelques recommandations à destination des opérateurs.
 
Première estimation de la valeur (versus la maturité) des applications
 
Allez chercher des « quick wins » en sélectionnant des technologies à faible investissement et à forte valeur. Par exemple, l'usage de drones pour les opérations d’inspection sur des actifs critiques induit un gain immédiat et un coût limité. Un drone permet de réaliser des économies importantes sur les temps d’arrêt et sur les opérations de maintenance curative.
 
Pour réaliser des gains récurrents, lancez des projets portant sur des applications à forte valeur (avec un effet massif sur les Totex) telles que la Maintenance prédictive, le «Management des Interventions » ou la «Gestion numérique du cycle de vie des actifs industriels. 
 
Pour obtenir des gains plus ponctuels, investissez dans les applications permettant des gains de performance opérationnelle plus ciblés, sur des parties spécifiques des process et de l’organisation, comme la Planification des Investissements, l’Adéquation de l’approvisionnement (Demand and Supply adequacy) la Gestion des Appareils à distance et le Contrôle des actifs.
 
Enfin, misez sur des applications et des technologies émergentes prometteuses comme la Fabrication Additive qui ouvre un champ des possibles pour une exploitation extensive des moyens de production.
 
Mais toutes ces possibilités ne sauraient aboutir sans la mise en place de conditions essentielles de moyens et de ressources supplémentaires. D’abord investir dans les infrastructures capables de supporter le traitement des données : centre de données haute performance pour analyse, réseaux internes… Sur ce point que les entreprises étudiées ont trop souvent  commis l’erreur de sous-estimer les besoins en infrastructures de support à la gestion de données. N’envisagez de digitaliser des opérations que lorsque cela dégage des valeurs ajoutées récurrentes. L'automatisation des usages, l'audit de l'énergie, la sécurité, les services de Demand Response posent la question des gains des projets correspondants. Enfin, et c’est une condition essentielle, structurer le projet ou le programme dans une visée globale et trans-organisationnelle : appliquer la gestion des données à un ensemble large d’opérations, capturer / opérer / stocker / retraiter / visualiser la donnée dans chaque unité organisationnelle et dans chaque fonction support. Et lorsque les données n'existent pas (cas des actifs anciens), elles doivent être re-créées et simulées pour alimenter le dispositif d’ensemble.
 
 
Article publié dans Enerpresse, le jeudi 6 juillet 2017
 
1-  Une application est une solution combinant plusieurs technologies

A propos de l'auteur

Philippe Vié
Philippe Vié

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