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Systèmes embarqués - IoT

L’Internet des objets industriels

PentaGuy

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L’Internet des objets industriels (IIoT) représente une forme de l’évolution rapide de la transformation numérique. Elle concerne tous les secteurs de l’agriculture à la gestion municipale, en passant par la production d’énergie et plus globalement le secteur industriel. Cependant elle est confrontée à de nombreux obstacles.

Pour beaucoup de personnes, l’expression «Internet des objets» est synonyme de gadgets comme les moniteurs de fitness portables (montres connectées, bracelets connectés, etc.), Google Glass voire même les voitures sans pilote. Les applications les plus intéressantes se trouvent dans les domaines des “smart town” ou “smart network”.

5 défis à surmonter

L’IIOT apporte avec elle une quantité énorme de complexité. Selon un nouveau rapport publié par National Instruments (NI), pour faire face à cela, les organisations doivent surmonter cinq principaux défis, à savoir la sécurité informatique, la sécurité des personnes, la réduction de la fracture sociale, les besoins de la supply chain et la capacité de l’équipement.

L’IIoT par l’exemple

A la base, l’IIOT se définie comme un grand nombre de systèmes industriels connectés qui communiquent et coordonnent leurs analyses et actions données pour améliorer les performances, l’efficacité et réduire ou éliminer les temps d’arrêt. Pour illustrer cette définition, prenons l’exemple d’une chaîne de production. Il existe des objets connectés industriel capables de détecter les changements de timing dans les différentes opérations de fabrication, capables également de déterminer la probabilité de défaillance d’un composant, puis planifier sa maintenance avant qu’il ne devienne défaillant. Cet arrêt inopiné pourrait entraîner des temps d’arrêt imprévu et coûter des millions de dollars à l’entreprise.

Autre exemple :  NI a assister Airbus à imaginer un prototype de l’ «usine du futur» qui s’appelle “NI customer Airbus Group”. Ils ont en quelque sorte réinventer la manière de construire des avions en ajoutant de l’intelligence aux outils de production : perceuses/visseuses et machines de fixation intelligentes, robots qui peuvent travailler et interagir avec les humains, etc. Concrètement, imaginons un opérateur se penchant sur un boulon dont il a besoin pour fixer un pièce. Cet opérateur pourrait très bien porter des lunettes connectées qui lui permettraient d’identifier automatiquement le boulon requis et l’emplacement où il est stocké dans la chaine de production. Cette intelligence peut aussi être communiquée à la visseuse utilisée par l’opérateur pour s’assurer qu’elle dispose de la bonne puissance pour réaliser la tâche. Si tel n’est pas le cas, cette visseuse pourrait alors d’elle-même ajuster sa puissance pour réaliser la tâche demandée. Au niveau back-office, le système pourrait automatiquement mettre à jour le stock et prévoir un réassort si besoin.

Des possibilités illimitées

Les possibilités au niveau industriel sont pratiquement illimitées : usines plus intelligentes et plus efficaces, production d’énergie verte, bâtiments à énergie positive et auto-régulés, villes qui adaptent le trafic routier pour éviter la congestion aux heures de pointe,etc., etc. Mais, bien sûr, la mise en œuvre reste un défi.

Construire l’Internet grand public a été un défi complexe, mais l’IIOT en est un plus redoutable encore.

“Ces deux concepts impliquent des dispositifs et des systèmes de connexion partout dans le monde, mais l’IIOT ajoute des exigences plus strictes à ses réseaux locaux au niveau de la latence, du déterminisme et de la bande passante. Lorsque l’on manipule des machines de haute précision qui peuvent mettre en danger la vie de personne (télé-médecine, aviation) en cas de décalage entre l’ordre et l’action ne serait-ce que de quelques milisecondes, l’adhésion à des exigences strictes devient cruciale.”, extrait du rapport NI.

Les consortiums de l’industrie travaillent pour relever ce défi en utilisant les normes développées à l’origine pour syncrhoniser l’audio et la vidéo dans un flux (Audio / Video Bridging). L’adoption de l’Internet des objets industriels nécessitera un changement dans la façon de concevoir les systèmes industriels. Les systèmes IoT doivent être avoir la capacité à s’adapter notament en se reconfigurant automatiquement à leur environnement opérationnel. Citons par exemple les équipements du “green radio” ou radio intelligente qui fonctionnent avec la norme radio standard. Ces équipements dispose de la capacité à s’adapter à leur environnement opérationnel : Si l’utilisateur passe dans un tunnel, l’équipement va alors automatiquement changer sa technique de décodage de l’information pour mieux capter le signal radio alors moins puissant. Si sa batterie devient faible, il va alors passer en mode économie d’énergie sans intervention préalable de l’utilisateur. 

2 manières de concevoir les IIoT

La conception traditionnelle des systèmes industriels se fait de deux façons : soit ajouter la fonctionnalité sur un appareil existant, soit concevoir une solution propriétaire ou personnalisée de bout en bout.

La première solution peut être mise en œuvre plus rapidement mais elle rend généralement difficile l’acquisition et l’analyse des données générées car nous sommes totalement dépendant de l’objet hôte. En cas d’incident, cela peut avoir de graves conséquences sur la chaine de production si nous ne sommes pas capable de récupérer l’ensemble des éléments permettant de remettre rapidement en route le système. Pour éviter ces situations de crise, il est important d’avoir des objets de surveillance temps réel pour améliorer l’efficacité et limiter les temps d’arrêts.  

La sécurité est primordiale

La sécurité est également un élément primordial dans les applications Internet industrielles. Ces applications peuvent être construites sur des dizaines de milliers de nœuds de capteurs, augmentant l’étendue de la menace. De mauvaises données injectées dans votre système (données incorrectes ou bruitées) peuvent avoir des conséquence encore plus domagable qu’un simple vol de données.

Aujourd’hui, avec la multiplication des IIoT nous assistons à un déluge de données qui transite par des réseaux communiquant au sein de l’entreprise, parfois sur de longues distances. Ces systèmes communiquants doivent être sécurisés pour éviter une perte d’actifs pouvant facilement s’élever à des millions de dollars. L’un des exemples les plus connus est la “smart network”. L’internet des objets connectés est en train d’adopter cette notion de smart network, un réseau qui s’adapte automatiquement aux contraintes de sécurité. 

 


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