L’IIoT propulse l’automatisation dans l’Industrie 4.0

parler d’Internet dans le monde de l’automatisation, c’est comme évoquer le diable dans un synode ecclésiastique. L’Industrie 4.0 provoque pourtant le rapprochement des objets connectés propres au monde industriel avec les ressources numériques globalisées… autant se préparer dès aujourd’hui, à en tirer parti.

la quatrième révolution industrielle se caractérise par le recours systématique aux outils numériques pour moderniser, optimiser et assouplir l’outil de production ainsi que pour mieux connaître le cycle de vie des processus de fabrication et des méthodes de travail. Pour certains comme Elon Musk, le turbulent créateur de SpaceX et de Tesla, l’objectif ultime consiste à suivre au jour le jour, chaque produit fabriqué et même, à continuer de le faire évoluer plusieurs mois ou même plusieurs années après qu’il soit sorti d’usine.

Vu du plateau où se trouvent les machines de fabrication et d’assemblage, pareil objectif peu sembler irréaliste du moins, en l’état des équipements et des systèmes en place d’une part et bien sûr, des habitudes et des pratiques de l’autre. Mais si l’Internet industriel des objets (IIoT) n’est pas encore une évidence pour la plupart des entreprises, les technologies et les principes qui vont permettre sa mise en place, sont déjà une réalité.

IoT versus IIoT

Les systèmes d’automatisation industriels sont moins coupés du monde qu’il n’y paraît au néophyte. Le développement des réseaux industriels a par exemple, permis de centraliser la surveillance des machines mais aussi, la programmation des PC industriels et des systèmes embarqués . Surtout les logiciels de gestion du cycle de vie des produits qu’on appelle PLM et ceux de gestion des processus industriels – appelés MES pour Management Execution System –font déjà le lien entre les systèmes opérationnels et les outils de gestion informatiques.

Associé au Big Data, l’Internet des objets prétend créer un moyen de collecter des données à partir de tout objet doté de capacités de communication avec un réseau IP. Pour permettre de communiquer avec des millions voire des milliards de dispositifs, les promoteurs de l’IoT comptent s’appuyer sur les fermes de serveurs connectées aux dorsales du réseau mondial. Une fois collectées ces informations peuvent être exploitées en masse afin de produire des statistiques mais elles peuvent aussi, être renvoyées individuellement ou à la suite de regroupements prédéterminés, vers un réseau social, un site de micro blogging, etc.

Pour leur part, les défenseurs de l’IIoT font la promotion d’utilisations moins triviales des données collectées. Sur le plan opérationnel, le principe reste le même : des objets – le plus souvent des capteurs – communicants envoient périodiquement des informations vers un système chargé de les collecter. En fonction des buts poursuivis, ces données peuvent ou non, être regroupées avec celles issues d’autres machines situées au même endroit ou au contraire, à l’autre bout de la planète.

C’est la nature des regroupements, des comparaisons voire de traitements analytiques complexes alimentés par des règles éventuellement complétées d’autres informations permettant de contextualiser la situation qui va permettre d’enrichir et de faire évoluer la connaissance que l’entreprise a de son appareil de production.

Elargir la communication pour approfondir la visibilité

Les capteurs sont des équipements déjà très répandus dans les usines. Ce qui change aujourd’hui, c’est que ces composants sont aujourd’hui équipés d’interfaces de communication qui peuvent être extrêmement sophistiquées qui apportent de nouvelles fonctions.

Le protocole standardisé IO-Link (IEC 61131-9) par exemple, permet évidement de communiquer avec les capteurs et les actionneurs compatibles pour un coût nettement inférieur à celui d’un bus de terrain classique. Il permet aussi de détecter les dysfonctionnements d’un capteur comme une perte d’étalonnage et surtout, il permet de le configurer automatiquement à distance ; évitant au technicien de devoir rechercher des paramètres lorsqu’il doit être remplacé.

Toutes ces informations collectées peuvent parfaitement être archivées par l’entreprise dans un serveur qui lui est propre. Elles peuvent ensuite être exploitées avec d’autres pour en tirer des enseignements : taux de défaillance constatées, vitesse d’usure, fréquence des remises à jour, etc. Si les logiciels de MES comportent fréquemment un module d’analyse de la production, ce dernier est généralement centré sur les produits fabriqués et non, sur l’outil de production qui est souvent le grand oublié de l’effort d’optimisation.

C’est précisément sur ce point que l’IIoT se distingue de ce qui existe. En faisant remonter les informations des capteurs à travers Internet vers des systèmes capables d’absorber et de traiter d’énormes volumes de données, il propose de corroborer des contextes globalisés afin d’approfondir la vision que l’entreprise a de son propre outil de production.

Vers l’objet industriel connecté

Les capteurs sont les éléments les plus directement concernés par l’IIoT à court terme. En effet, il fournisse une information qui peut renseigner l’opérateur sur le fonctionnement et l’état de santé de ses équipements sans exposer directement l’installation à une menace.

Mieux, il est possible de déployer des capteurs de toute nature (température, pression, chocs et vibration, distance, hygrométrie, etc.) sur des machines qui n’en sont pas nécessairement équipées à l’origine. Par exemple, des composants alimentés sur une pile, peuvent périodiquement faire remonter une donnée vers un serveur au travers d’un réseau sans-fil de type LoRa ou Sigfox. Les données issues de ce type d’éléments ne transitent alors plus par le réseau interne de l’entreprise. C’est l’applicatif qui à l’issue de la collecte, trie les informations qui va choisir l’opération qui doit être effectuée : expédition immédiate d’un message d’alerte, alimentation d’une jauge en temps réel, agrégation avec d’autres informations pour assurer un suivi sur une durée significative, archivage pour un traitement statistique différé, etc.

Si le capteur et évidemment, l’actionneur connectés au système d’automatisation remplissent une fonction immédiatement opérationnelle, les objets connectés industriels qui vont alimenter l’IIoT vont multiplier les angles de vue sans impacter directement l’outil de production.

Reste que si les outils permettant de faire remonter les données et de centraliser existent déjà, ceux capables de les analyser et de délivrer une connaissance pertinente et fiable en retour, sont encore largement à inventer.