Smart Maintenance Framework Development Using Blockchain in an Industry 4.0 Context

L'avènement de l'Industrie 4.0 a révolutionné les opérations industrielles en introduisant des technologies avancées et des systèmes interconnectés. Dans ce contexte, la gestion efficace de la maintenance joue un rôle pivot pour garantir la performance optimale et la longévité des machines et équipements industriels. Cependant, les processus de maintenance traditionnels font face à des défis liés à la transparence, à la coordination et à la gestion des données. Cette mémoire présente un cadre novateur de maintenance intelligente conçu pour améliorer significativement l'efficacité des processus de maintenance, offrant ainsi une solution novatrice dans le contexte de l'Industrie 4.0. L'objectif principal de cette recherche est d'étudier le potentiel de la technologie de la blockchain en tant que solution transformative pour améliorer la transparence, la traçabilité et l'efficacité dans la gestion de la maintenance. En exploitant la nature décentralisée et immuable de la blockchain, cette étude vise à rationaliser les opérations de maintenance, à promouvoir la responsabilité et à améliorer l'efficacité globale des processus. Une revue exhaustive de la littérature est menée pour analyser les travaux existants dans les domaines de l'Industrie 4.0, de la gestion de la maintenance et de la technologie de la blockchain, identifier les lacunes dans les connaissances et jeter les bases de la recherche. S'appuyant sur les connaissances acquises de la revue de la littérature, une méthodologie est élaborée pour tirer parti de la technologie de la blockchain dans le processus de gestion de la maintenance. Cette méthodologie englobe des composants clés tels que la définition du processus d'existence, l'optimisation du processus par le biais de la cartographie, et la conception d'un cadre architectural exploitant les fonctionnalités inhérentes à la blockchain. De plus, une preuve de concept est mise en œuvre, impliquant l'utilisation de contrats intelligents pour automatiser et faire respecter les tâches et accords liés à la maintenance, ainsi qu'une interface utilisateur pour l'interaction des parties prenantes. À travers cette recherche, des conseils précieux et des recommandations sont fournis aux praticiens et décideurs cherchant à optimiser les processus de maintenance et à exploiter pleinement le potentiel des avancées de l'Industrie 4.0, spécifiquement grâce à l'utilisation du cadre de la blockchain. En explorant les avantages de l'intégration de la blockchain, y compris une transparence améliorée, une coordination améliorée et une gestion sécurisée des données, cette étude contribue au corpus existant des connaissances sur la gestion de la maintenance au sein de l'Industrie 4.0, offrant des implications pratiques pour la réalisation d'efficacités opérationnelles dans des environnements industriels.

Abstract

The advent of Industry 4.0 has revolutionized industrial operations by introducing advanced technologies and interconnected systems. Within this context, effective maintenance management plays a pivotal role in ensuring the optimal performance and longevity of industrial machinery and equipment. However, traditional maintenance processes face challenges related to transparency, coordination, and data management. This dissertation introduces a pioneering smart maintenance framework designed to significantly enhance the proficiency of maintenance processes, offering a novel solution within the Industry 4.0 landscape. The primary objective of this research is to investigate the potential of blockchain technology as a transformative solution for enhancing transparency, traceability, and efficiency in maintenance management. By leveraging the decentralized and immutable nature of blockchain, this study aims to streamline maintenance operations, foster accountability, and improve overall process efficiency. A comprehensive literature review is conducted to analyze existing works in the fields of Industry 4.0, maintenance management, and blockchain technology, identify gaps in knowledge, and lay the foundation for the research. Building upon the insights gained from the literature review, a methodology is developed to leverage blockchain technology in the maintenance management process. This methodology encompasses key components such as defining the existence process, optimizing the process through mapping, and designing an architectural framework that leverages blockchain's inherent features. Additionally, a proof of concept is implemented, involving the use of smart contracts to automate and enforce maintenance-related tasks and agreements, along with a user interface for stakeholder interaction. Through this research, valuable insights and recommendations are provided for practitioners and decision-makers seeking to optimize maintenance processes and harness the full potential of Industry 4.0 advancements, specifically through the utilization of the blockchain framework. By exploring the benefits of blockchain integration, including enhanced transparency, improved coordination, and secure data management, this study contributes to the existing body of knowledge on maintenance management within Industry 4.0, offering practical implications for realizing operational efficiencies in industrial settings.