Capteur-Actionneur Réseaux

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.

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