Pour rester compétitifs sur le long terme, les industriels cherchent à accroître l'efficacité de leur outil de production. Dans cette quête, l'Internet Industriel des Objets est une piste à privilégier. Les nouvelles possibilités qu'offrent les solutions IoT Industriel permettent des gains d'efficacité substantiels, même à court terme. De plus, l'IoT industriel offre aux fabricants de machines de nouvelles opportunités en permettant la mise en œuvre de nouveaux modèles économiques.
La disponibilité des machines et des installations est un facteur d'efficacité important. Chaque minute d'arrêt de production coûte cher. "Le temps nécessaire pour changer de production doit donc être minimisé, de même que les arrêts machine non planifiés," explique Ralf Pühler, chef de produit IoT Industriel chez B&R. Les machines intelligentes et connectées de l'Internet Industriel des Objets permettent aujourd'hui de satisfaire cette exigence, notamment en permettant la mise en œuvre de méthodes prédictives pour la maintenance (Condition Monitoring, par exemple).
La quête d'une plus grande efficacité amène aussi d'autres évolutions : "De plus en plus d'entreprises intègrent des machines pour en faire des lignes intégrées ou des cellules de production." Dans certains cas, les liens intermachines ainsi réalisés peuvent être aussi modifiés et reconstruits en fonction de chaque nouvel ordre de production. Une telle flexibilité n'est possible que si les machines concernées dialoguent entre elles facilement, tels des éléments Plug and Play sur un réseau. "Les technologies utilisées pour la communication et les échanges de données conditionnent la mise en réseau des machines et le développement de la maintenance prédictive", souligne R. Pühler.
Le simple fait de collecter, agréger, et analyser sur site les données d'exploitation générées par les composants électriques, mécaniques et hydrauliques d'une machine suffit pour éviter bon nombre d'arrêts non planifiés. "Il est également important de pouvoir disposer d'une connectivité cloud," ajoute R. Pühler. Via le cloud, un fabricant de machines peut évaluer les données générées par des machines installées et informer l'exploitant des problèmes qui pourraient survenir sur ces machines. Le cloud crée ainsi de nouvelles opportunités voire de nouveaux modèles économiques. "Les deux parties y gagnent," poursuit-il. "Le fabricant de machines a une source de revenus supplémentaire, et l'utilisateur bénéficie de services permettant d'accroître la disponibilité des machines."
Connectivité à la demande
C'est aux fabricants de machines qu'incombe la mise en œuvre de cette connectivité. Ces derniers "doivent offrir à leurs clients des outils permettant de collecter et analyser les données machine et process, et doter leurs machines des technologies IT que cela implique," explique R. Pühler. Pour ce faire, les fabricants de machines ont besoin de matériels permettant de collecter, agréger et partager des données en quantités suffisantes. Ces dispositifs sont ceux de l'Edge Computing.
Ralf Pühler, Product Manager - Industrial IoT, B&R
Concernant une préoccupation fréquente chez les fabricants de machines, l'expert IIoT donne la précision suivante : "Il n'est pas nécessaire de disposer d'une ligne dédiée ou d'une connexion Internet permanente pour le cloud." Il suffit de transférer à intervalles réguliers un heartbeat contenant des informations relatives à l'état de santé de la machine (heures de fonctionnement, température, ou vitesse, par exemple). Il est même possible de configurer des composants Edge de telle sorte qu'ils n'envoient des informations que si certains événements définis se produisent (alarmes ou commandes erronées, par exemple). Là aussi, comme l'explique R. Pühler, le fabricant de machines peut trouver de nouvelles sources de revenus : "Si des aléas de ce genre se répètent, il peut par exemple proposer à son client des formations ciblées."
Les solutions IoT Industriel permettent également une télémaintenance plus efficace. Les techniciens de maintenance des fabricants ou des exploitants peuvent se connecter à la machine et fournir une assistance à l'utilisateur se trouvant sur site pour la détection et la correction d'une erreur. "Pour les accès machine à distance, la sécurité est un sujet sensible," souligne R. Pühler. Pour cette raison, la solution de télémaintenance "Secure Remote Maintenance" de B&R utilise les techniques de sécurité les plus récentes, dont les réseaux VPN (Virtual Private Networks) et les pare-feux tri-résident.
Services basés sur les données
Pour exploiter les possibilités qu'offre l'IoT Industriel, il faut d'abord collecter des données. "Les données brutes n'offrent aucune valeur ajoutée," note R. Pühler. Des algorithmes intelligents sont nécessaires pour convertir ces données en informations utiles pour l'optimisation des systèmes de fabrication. Les fabricants de machines n'ont pas besoin de développer eux-mêmes ces algorithmes. B&R les fournit sous forme de composants logiciels mapp préprogrammés.
Avec les composants mapp, il est possible de mettre en œuvre un système d'alarmes ou de monitoring énergétique en seulement quelques clics. D'autres fonctions logicielles avancées (Condition Monitoring, par exemple), permettent d'obtenir de précieuses informations sur l'état de santé d'une machine. Il est ainsi plus simple d'effectuer une analyse vibratoire pour évaluer l'usure de certaines pièces mécaniques. L'utilisateur d'une machine peut utiliser ces informations directement, ou recevoir de la part du fabricant de la machines une notification l'informant qu'une action doit être effectuée.
Nouveaux modèles économiques
"La relation entre fabricant de machines et utilisateurs de machines peut ainsi prendre une nouvelle dimension," commente R. Pühler. Il est même envisageable que l'objet de la vente ne soit plus la machine elle-même, mais un quota d'heures de fonctionnement ou une quantité de pièces. Dès lors, l'utilisateur ne doit plus se préoccuper de la maintenance et du remplacement des composants. Le fabricant de machines garde un œil sur l'état de la machine à distance. Si une intervention de maintenance est nécessaire, l'utilisateur en est simplement informé, et le fabricant de machines s'occupe de tout.
"Une autre condition importante doit être remplie pour permettre ce type de coopération," ajoute R. Pühler : "les données utilisées doivent être de très bonne qualité." Les solutions de monitoring, même les plus avancées, sont inutiles si elles se fondent sur des données erronées ou mal évaluées. Les solutions de B&R présentent des taux d'échantillonnage très élevées, notamment pour les entraînements numériques, ainsi que des temps de réponse extrêmement courts. Elles permettent aussi le prétraitement des données à la source, dans les modules d'E/S ou dans les composants edge. "Tous ces caractéristiques sont essentielles pour une solution IoT Industriel," explique R. Pühler.
Haute disponibilité au catalogue
L'IoT Industriel est une question dont les fabricants de machines doivent s'emparer, même si les technologies concernées ne font pas partie de leur cœur de métier. "Avec nos solutions matérielles et logicielles, nous les accompagnons dans cette démarche," explique R. Pühler. Les fabricants de machines peuvent dès à présent réaliser des machines "IIoT-ready" et offrir ainsi à leurs clients de nouveaux services pour maximiser la disponibilité de leur outil de production.