Internet des objets : son rôle clé pour l'industrie et pour une production et des produits plus intelligents | Agoria

Internet des objets : son rôle clé pour l'industrie et pour une production et des produits plus intelligents

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Publié le 20/08/20 par Sibylle Dechamps
« L’Internet des Objets » pourrait être le titre d'un film de science-fiction. Il y a quelques années, lorsque tous les systèmes ont commencé à être interconnectés via Internet et qu’un monde de nouvelles applications s’est soudainement présenté à nous, c'est en effet ce que cela nous évoquait. Mais aujourd'hui, l'IoT occupe une place de plus en plus essentielle dans l'industrie et la production.

Partout, les données sont subitement devenues disponibles et consultables. Toutefois, à cette époque, les équipements n'étaient pas encore prêts pour cette évolution et il s'agissait principalement d'échanger des données qui, en fin de compte, étaient peu utilisées. En outre, les applications elles-mêmes n'étaient pas toujours très utiles. Je me souviens encore de la présentation d'un grille-pain intelligent connecté à Internet, qui pouvait imprimer les prévisions météo du jour sur un toast.

Aujourd'hui, les possibilités d’utilisation des données sont bien plus nombreuses, grâce au développement de solutions logicielles. Les résultats peuvent également être transmis aux systèmes, ce que l'on appelle « l'auto-apprentissage » ou « l'apprentissage automatique ».

Les données ont toujours revêtu une grande importance dans l’environnement de production. Alors qu'elles étaient auparavant utilisées instantanément ou pour analyser la disponibilité de certaines machines, sans qu'un grand nombre d'autres informations, actions ou décisions ne soient nécessaires, l'IoT industriel occupe aujourd'hui une nouvelle place dans l'environnement de production, grâce à la digitalisation et au basculement de l’IT dans la technologie opérationnelle.

La genèse de l'Internet des objets

L'Internet des Objets ou Internet of Things (IoT) se définit comme un réseau d'objets physiques connectés à Internet, ce qui leur permet d'envoyer, de recevoir et d'échanger des données. Le terme a été utilisé pour la première fois en 1999 par le pionnier britannique de la technologie Kevin Ashton. Les définitions de l'IoT peuvent varier considérablement, car il s'agit plus d'un concept que d’une technologie spécifique . Les possibilités qu’offre l’IoT sont vastes, ce qui permet à la technologie d’être utilisée dans de nombreuses applications. L'aspect technique de l'IoT couvre également la collecte, le transport, le stockage et l'analyse des données. 

L'IoT offre aux entreprises et aux organisations un large éventail de possibilités pour accroître l'engagement des utilisateurs, optimiser l'utilisation de la technologie et de toutes sortes de machines et de dispositifs, réduire le gaspillage ou encore faciliter la collecte de données critiques.

À l'avenir, l'IoT augmentera l'efficacité opérationnelle, améliorera l'expérience produit et client, et aidera à développer de nouveaux modèles d’entreprise disruptifs.

Si l'IoT a principalement gagné en popularité dans le domaine des produits de consommation, un potentiel plus important encore semble pouvoir être exploité dans les applications industrielles, à la fois dans les processus (d'entreprise) industriels et dans les produits utilisés au sein de ces processus. 

La chaîne de valeur de l’IoT industriel et les aspects techniques de cette technologie

La chaîne de valeur de l’IoT industriel a été décrite par des experts dans plusieurs domaines importants. La première étape consiste à collecter les données. Cela peut se faire au moyen de capteurs qui sont développés en fonction des signaux que l'on veut détecter. De plus, les systèmes qui contrôlent les machines et les lignes de production renferment également une grande quantité d'informations. Ces données sont utilisées localement pour informer les opérateurs, mais à ce stade, ces données sont parfois déjà obsolètes et l'information n'est déjà plus pertinente pour l'opérateur. Néanmoins, ces données peuvent comporter de nombreuses informations supplémentaires (également appelées méta-données) et leur collecte dans un système central peut constituer une source d'information. Bien sûr, en plus du matériel, un logiciel est également nécessaire pour orchestrer toutes ces opérations.  

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Une deuxième étape importante de la chaîne de valeur est le transport des données. Il peut s'agir de données assez simples, telles que la température ou les vibrations, ou de données plus complexes qui sont déjà le fruit de différents calculs. Dans ce dernier cas, l’on parle de « capteurs intelligents » ou d’« edge computing », car les calculs ne sont pas effectués dans le cloud, mais en périphérie du réseau (« the edge »). Les capteurs IO-Link permettent par exemple ce type d’opérations (voir aussi www.IO-Link.be). Le transfert de données peut se faire à travers des réseaux industriels câblés ou sans fil (voir Réseaux industriels).

Ces données sont ensuite stockées dans des centres de données ; sur des plates-formes que l’on appelle également « le Cloud ». Ces centres de données peuvent aussi bien appartenir à des acteurs importants tels qu'Amazon, Allibaba et Google, ou à de plus petites entreprises. La propriété des données et leur accessibilité joueront un rôle crucial à l'avenir. L'Europe veut d’ailleurs développer sa propre base de données européenne.

Toutefois, la collecte de données en elle-même ne constitue pas une fin en soi. Ces données ouvrent la voie à de nombreuses possibilités, ce qui nous amène aux applications pouvant exploiter ces données. Citons par exemple les applications supportées par l’intelligence artificielle (IA), la maintenance conditionnelle, l'analyse des données ou encore le cloud computing. Le cloud computing signifie que les données sont traitées et éventuellement transformées en d'autres données pouvant s’avérer intéressantes pour certaines applications.   Cependant, le cloud computing est de plus en plus souvent délaissé en faveur de l'edge computing, d'une part parce que les capteurs et les systèmes périphériques deviennent de plus en plus intelligents, et d'autre part parce que les systèmes informatiques deviennent plus compacts et disposent d'une plus grande puissance de calcul, ce qui leur permet d'être intégrés dans un périphérique.

Vous êtes actif dans le domaine de l'IoT industriel ? Dans ce cas, répondez à cette courte enquête afin que nous puissions avoir une meilleure vision de ce que proposent les entreprises belges.

L’IoT industriel (IIoT) pour les produits et les environnements de production

Les applications IoT peuvent généralement être réparties en deux grandes catégories : les machines et unités de production connectées, d’une part, et les applications IoT visant à rendre les produits plus intelligents et à disposer de nouveaux modèles d’entreprise pour ces produits, d’autre part.

L’IoT dans l’environnement de production

L'une des applications les plus importantes dans l'environnement de production est la possibilité de visualiser la disponibilité et le taux d’utilisation des machines. Toutes les données disponibles au sein d’une machine concernant son fonctionnement peuvent être collectées par l’intermédiaire d’un réseau. De cette façon, le nombre d'heures de fonctionnement de la machine (par rapport au temps d'arrêt) peut être mesuré et faire l’objet d’un suivi. Cependant, dans de nombreuses unités de production, les machines (et surtout les machines plus anciennes) ne sont pas toutes connectées. Pour remédier à ce problème, il est possible d'utiliser du matériel et des logiciels supplémentaires et ainsi de profiter de toutes les fonctionnalités de l’IoT. De plus, les machines sont équipées d'un module de communication permettant de collecter toutes ces données. Toutefois, les nouvelles machines sont prêtes pour l'industrie 4.0 et ces systèmes de communication de base y sont de plus en plus intégrés.

De telles applications à l'échelle d'un environnement de production nécessitent une collaboration à travers l'ensemble de la chaîne de valeur : de l’entreprise de production au constructeur de machines, en passant par l'intégrateur et le développeur de solutions numériques. Pour ces entreprises, se tenir au courant des évolutions rapides des possibilités offertes par cette technologie représente un défi commun. Agoria et Sirris suivent de près ces évolutions (par exemple : le développement de ).

L’IoT et les produits intelligents

Il existe de nombreuses façons d'ajouter de la valeur aux produits en utilisant l'IoT. L'avantage le plus évident réside dans la surveillance et le contrôle des produits à distance. L'échange d'informations et la collaboration avec d'autres produits et plateformes permettent également de créer des systèmes de produits et des solutions à plus grande échelle. Les possibilités vont également au-delà du simple fait d'ajouter des fonctionnalités intelligentes. En connectant le produit à des applications logicielles extérieures au produit, il est possible d’offrir toutes sortes de services digitaux, tels que la maintenance préventive et des fonctionnalités sur mesure. Le fonctionnement complet du produit pourrait même être proposé sous forme de service. Tout cela ne sera bien sûr possible que si les données d'utilisation du produit peuvent être collectées et utilisées de manière centralisée.

Les nouvelles possibilités de l'IoT au niveau des produits s'accompagnent de nouveaux défis pour les entreprises qui développent les solutions de demain. Non seulement la technologie peut être nouvelle pour l'entreprise, mais certaines démarches sont également nécessaires au niveau commercial et organisationnel. C'est pourquoi Agoria et Sirris ont publié le guide   dans le cadre du projet du même nom, qui aiguille les entreprises à travers les principaux défis posés par les produits intelligents connectés.

Quelques exemples

Production intelligente

La maintenance conditionnelle, qui consiste à surveiller l'état d'un appareil ou d'une partie de la production, est de plus en plus utilisée dans l’environnement de production. En plaçant des capteurs sur un moteur, par exemple pour mesurer les vibrations (fréquence, amplitude des vibrations...), il est possible de surveiller la température et d'autres paramètres et de détecter l’apparition de problèmes ou d’anomalies. Cela permet de planifier une intervention ou un entretien préventif avant que le moteur ne tombe en panne. Ce principe peut également être mis en œuvre pour toute une machine ou l’ensemble d’une unité de production.

Produit intelligent

Rendre les produits plus intelligents n'est pas une fin en soi, mais plutôt une étape vers le développement d'un nouveau modèle d’entreprise ou vers l'ajout de valeur à un produit. En équipant un produit de capteurs, il est également possible de développer d'autres applications et d’associer un tout nouveau service à ce produit. Les informations supplémentaires sur le produit peuvent être transmises au fabricant et utilisées dans le cadre d’un nouveau modèle d’entreprise, par exemple pour garantir que des matières premières soient toujours disponibles en quantité suffisante pour continuer à utiliser le produit. Citons à titre d'exemple l’installation de capteurs sur des imprimantes ou cartouches d'impression, permettant d'envoyer automatiquement une notification lorsque celles-ci sont presque vides afin d'en commander de nouvelles, ou même d’en commander automatiquement dans le cadre d'un contrat spécifique.

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