IIoT » Industrial Internet of Things
La clé de la transformation industrielle pilotée par les données
Publié le : 18.01.2023 | Durée de lecture : 8 minutes
L'acronyme IIoT signifie Industrial Internet of Things et désigne la variante industrielle de l'Internet des objets. Dans ce cadre, les données des machines sont analysées et reliées entre elles. Objectif : rendre la production plus efficace.
L'IIoT est considéré comme la base de la mise en réseau et de l'interconnectivité dans l'industrie - et donc comme un facteur clé de la transformation numérique. En résumé, il s'agit de la disponibilité des données.
C'est pourquoi l'IIoT est également considéré comme l'un des composants centraux de l'industrie 4.0 : la mise en réseau intelligente des machines et des processus via des canaux de communication industriels. L'objectif de la 4e révolution industrielle : l'imbrication de la production avec les technologies de l'information et de la communication pour l'ère des machines intelligentes.
Notre guide est destiné à tous ceux qui prévoient de mettre leur production en réseau de manière intelligente et de l'optimiser sur la base de données. Vous y découvrirez ce que l'Internet industriel des objets permet déjà de faire pour votre entreprise.
L'Internet industriel des objets peut être considéré comme une extension d'Internet. Dans cette fonction, il constitue le cœur des stratégies de numérisation pour l'industrie. L'introduction de l'Internet industriel des objets dans le cadre d'Industrie 4.0 a largement révolutionné la manière dont les entreprises utilisent et analysent les données.
Les solutions IloT soudent les équipements, les systèmes, les données et les logiciels pour former des systèmes cyber-physiques. Pour comprendre l'idée de l'lloT, il est utile de jeter un coup d'oeil sur l'Internet des objets (Internet of Things, loT): L'Internet des objets décrit la mise en réseau d'appareils intelligents qui fonctionnent normalement de manière autonome. L'IoT crée un réseau d'appareils physiques couplés à Internet par le biais de capteurs, d'actionneurs et de logiciels.
Des exemples connus de technologies loT dans le domaine de la domotique sont les lampes, les thermostats de radiateurs, les caméras de sécurité ou le système d'arrosage automatique du jardin, qui sont contrôlés en ligne via une application sur le smartphone. Tout objet peut devenir un appareil loT s'il est capable de se connecter à Internet et de transmettre des informations.
La version industrielle de l'IoT suit les mêmes principes, mais de façon industrielle et dans un environnement industriel. Les capteurs IIoT d'une étiqueteuse au sein d'une chaîne d'embouteillage en sont un exemple. Après avoir collé une bouteille, ils transmettent la position réelle de l'étiquette sur le corps de la bouteille et fournissent également des informations sur les bouteilles qui n'ont pas été correctement étiquetées ou sur lesquelles l'étiquette n'a pas complètement adhéré. L'horodatage aide à automatiser le traitement des données. Dans l'exemple, une machine connectée pourrait séparer les bouteilles en catégorie B, les emballer séparément - le chariot élévateur pourrait alors transporter l'unité dans l'entrepôt pour le magasin d'usine au lieu de l'entrepôt central.
L'avantage novateur des solutions IIoT pour l'industrie réside dans le fait que de nouvelles données sont désormais disponibles, auxquelles il n'était pas possible d'accéder jusqu'à présent. Ces données permettent aux entreprises de prendre des décisions plus sûres.
L'automatisation de l'usine par l'Internet des objets industriel, les dispositifs IIoT et l'industrie 4.0 repose sur un nombre raisonnable de composants technologiques. Voici un aperçu de ce qui fait exactement partie de l'infrastructure :
- Appareils et machines interconnectés
- Capteurs et enregistreurs de données, qui collectent les connaissances aux points d'interaction
- Connectivité par des réseaux, la 5G et le cloud
- Communication Machine-to-Machine (M2M)
- Communication Machine-to-People (M2P)
- Intelligence artificielle (IA), Machine Learning (ML) et Big Data
Dans les entreprises industrielles, les installations de production constituent la base des processus de création de valeur. Dans les installations industrielles et les entreprises de production d'autrefois, la flexibilité et la transparence étaient souvent limitées en raison de processus obsolètes et du manque de données. Les entreprises savaient certes où se trouvaient en principe les matières premières, les pièces de rechange, les robots de chargement et les véhicules de transport, et combien d'entre eux étaient en principe disponibles. Mais les informations en temps réel faisaient défaut - par exemple, à quel endroit un chariot élévateur se déplace actuellement, quel est le niveau de charge de ses batteries et quelle est la partie frontale de la fourche actuellement montée.
Aujourd'hui, l'IIoT fournit ces informations et bien d'autres encore sous forme numérique, avec un horodatage et une qualité de données élevée et une cadence élevée. Dans les solutions d'industrie 4.0, les données machine saisies automatiquement sont intégrées dans le processus de fabrication numérique. Les employés au sein de la direction de l'entreprise, de la gestion des installations ou du contrôle qualité ont ainsi un aperçu précis et en direct des processus et de l'état de leurs systèmes et composants de système. L'IOT industriel permet d'avoir une vue globale à 360 degrés. Elle aide à prendre les décisions nécessaires pour éviter les erreurs, gagner du temps et optimiser les processus.
Les systèmes d'exécution de la fabrication (MES) s'occupent de la préparation, du traitement et de l'interprétation des informations provenant des machines et des capteurs. Dans l'idéal, les données en temps réel obtenues sont également intégrées dans les applications d'entreprise pour la planification des ressources d'entreprise (ERP), l'analyse commerciale et la gestion des flux de travail. Elles aident la direction à effectuer des analyses intelligentes et une planification stratégique, à définir les objectifs de l'entreprise et à rationaliser les processus de vente et de logistique. Outre l'optimisation des flux de travail et la garantie de la disponibilité, il s'agit également de développer de nouveaux modèles commerciaux.
La numérisation et la transformation numérique sont généralement considérées comme les clés permettant d'atteindre les principaux objectifs des entreprises, comme l'augmentation du chiffre d'affaires et des bénéfices. Grâce à la mise en réseau de systèmes et d'appareils ainsi qu'à l'extraction de données, les entreprises peuvent rendre leurs processus plus efficaces, agir avec plus d'agilité et rester compétitives. Une plus grande efficacité résulte de l'automatisation des processus de travail. Ceux-ci déchargent les collaborateurs, qui peuvent dès lors se concentrer sur des tâches dont l'entreprise profite à long terme.
L'augmentation de la capacité d'innovation est un autre objectif des projets IIoT. L'accès aux données obtenues via les processus IIoT et leur traitement aident les entreprises à devenir résilientes à l'heure de l'industrie 4.0. En outre, les appareils IIoT constituent la base permettant de créer une image numérique des flux de données et de tous les composants pertinents pour l'IoT : le jumeau numérique.
L'Internet industriel des objets aide les entreprises à définir des stratégies globales en matière de données et d'analyse. Grâce à l'interconnectivité, les appareils, les machines, les installations de production, la technique du bâtiment, etc. échangent des données entre eux et au-delà des limites du système. L'interconnexion ne se limite donc pas à une entreprise, à un fabricant de machines particulier ou à un type de système.
Grâce à la possibilité de comparer les données numériques à grande échelle, les systèmes peuvent se coordonner, contrôler les processus avec précision et en fonction des événements et réagir à tout moment de manière dynamique aux incidents. Les décisions sont ainsi basées sur des faits numériques et non plus sur de simples hypothèses ou des données passives qui doivent d'abord être lues, converties ou même mises à disposition par l'homme.
Une plus grande disponibilité des installations grâce à la maintenance prédictive est un autre avantage de l'IoT dans les processus industriels. L'entretien et la maintenance des installations industrielles prennent beaucoup de temps et coûtent cher. La fréquence et la vitesse d'usure des composants dépendent du temps d'utilisation et de la charge dans le processus de fabrication ainsi que du temps de fonctionnement de l'installation. Des facteurs environnementaux tels que la température et la pollution ont également un impact sur la fréquence et l'étendue de la maintenance.
Conséquence : Afin d'éviter une panne des outils et des machines, les composants sont souvent remplacés selon le plan d’entretien du fabricant, sans tenir compte de l'usure réelle. Les composants ont souvent une durée de vie résiduelle suffisante.
Avec la maintenance prédictive, les entreprises disent adieu à une maintenance strictement basée sur des intervalles fixes, un calendrier ou des heures de fonctionnement. La surveillance en direct de l'état des machines permet d'optimiser la maintenance et la réparation des installations en fonction des besoins et donc des coûts. La maintenance prédictive grâce à l'IoT permet d'éviter les temps d'arrêt imprévus et d'augmenter le retour sur investissement des installations.
Comment fonctionne exactement la maintenance prédictive ? Pour garantir le bon fonctionnement des machines, les composants sujets à l'usure sont équipés de capteurs intelligents. Ils surveillent l'état des composants et fournissent des données de mesure 24 heures sur 24. Leur analyse permet de détecter les problèmes techniques avant qu'ils ne surviennent.
Les écarts entre les valeurs réelles et les valeurs de consigne indiquent des pannes imminentes. L'intelligence artificielle analyse les variations en dehors des paramètres autorisés et propose des actions pour effectuer la maintenance de manière proactive.
Les recommandations d'entretien comprennent par exemple la commande de pièces de rechange et l'envoi d'un technicien de maintenance.
Les entreprises profitent également des avantages de l'Internet des objets pour la numérisation des chaînes d'approvisionnement.
Les systèmes IIoT rendent la chaîne d'approvisionnement plus résistante et plus économique, car ils augmentent la vitesse et l'évolutivité et assurent la transparence.
Condition préalable : les entreprises mettent leur production en réseau de manière uniforme. Les entrepôts, les centres de distribution, les installations de manutention et de transport, les systèmes d'emballage, le suivi des envois par GPS, etc. doivent être intégrés. Dans le cadre de la gestion de la chaîne d'approvisionnement, les applications IIoT aident les entreprises à surveiller, à optimiser et à suivre les processus de leur chaîne d'approvisionnement en temps réel. Elles rationalisent ainsi la production dans son ensemble et augmentent l'efficacité opérationnelle.
Les appareils et systèmes compatibles IIoT peuvent transmettre des données à d'autres systèmes et appareils et en recevoir de leur part. Pour ce faire, les composants sont équipés de capteurs et d'actionneurs appropriés. La mise en réseau et l'échange de données se font par une infrastructure locale, par des tunnels de données ou encore par le cloud.
Les protocoles IoT contrôlent la communication entre les actifs IIoT, les services et les applications.
Les données trouvent leur chemin via des protocoles standardisés tels que l'OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture) ou le MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ouverts et, en partie, via des protocoles spécifiques aux fabricants ou aux capteurs : du capteur ou de l'appareil qui fournit les données jusqu'au lieu d'évaluation et ensuite jusqu'à la commande des processus.
Plus les projets IIoT sont complexes, plus il est important que les protocoles et les normes soient compatibles.
Il existe des passerelles IIoT pour uniformiser la communication et l'échange de données. Elles permettent de gérer les données et les appareils de manière fiable et sûre, localement et via le cloud. Les passerelles assurent une mise à disposition transparente et sûre des flux de données pertinents sur l'ensemble des appareils. Les passerelles IIoT jettent ainsi un pont entre les différents réseaux de communication, les protocoles et les logiciels qui traitent les données.
La connexion de la technologie opérationnelle (OT) à l'écosystème numérique des entreprises via l'Internet industriel est une tâche complexe du point de vue de la sécurité. Après tout, la sécurité des installations face aux attaques externes est en général un défi majeur pour les systèmes en réseau. L'interconnectivité des machines et la coordination intelligente entre elles créent en théorie de nouveaux points d'attaque. Plus le nombre de systèmes intégrés dans une plateforme IIoT est élevé, plus il est important de disposer d'un concept de sécurité global dans le cadre des projets IIoT. La sécurité dès la conception devrait donc jouer un rôle central dans la planification et la mise en œuvre des plateformes IIoT.