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Qu’est-ce que l’IoT industriel (IIoT) ?

IIoT est l’acronyme de « Industrial Internet of Things », ou « Internet industriel des objets » et fait référence aux dispositifs connectés et aux analyses avancées dans les secteurs de la fabrication, des transports, de l’énergie et autres.

General Electric a inventé le terme « Internet industriel » en 2012 pour décrire une troisième vague d’innovation (la première étant la révolution industrielle du XIXe siècle et la deuxième l’introduction des ordinateurs de type mainframe dans les années 50 à 90). Aujourd’hui, l’Internet industriel représente la quatrième révolution industrielle, ou Industrie 4.0, et elle réunit les appareils intelligents, les systèmes de données avancés et les réseaux physiques et humains pour permettre aux entreprises d’accroître leur efficacité opérationnelle et d’améliorer leurs décisions et leurs résultats.

L’IIoT fait partie d’un système plus vaste de dispositifs interconnectés appelé IoT, ou « Internet des objets ». Dans l’IoT, un « objet » peut être n’importe quel objet physique (une cafetière ou une voiture) à condition qu’il puisse se connecter à Internet et communiquer avec un réseau d’autres appareils sans intervention humaine.

Les avantages de l’IIoT sont nombreux, tout comme ses applications dans un large éventail de secteurs. Les entreprises connectées enregistrent une réduction des temps d’arrêt et des coûts de maintenance, une augmentation de la production et une plus grande sécurité sur le lieu de travail, et globalement, elles ont une meilleure idée des événements dans leurs opérations. Nous allons nous pencher sur toutes ces idées, et notamment la façon dont l’IIoT est utilisé dans la transformation numérique, dans les pages qui suivent.

Présentation de l’IIoT

Comment utilise-t-on l’IIoT ?

La technologie IIoT est utilisée pour fournir des fonctions d’instrumentation automatisée, de collecte et d’analyse de données, de prise de décision et de génération de rapports aux opérations industrielles. Elle s’appuie pour cela sur un système interconnecté de capteurs intelligents, de passerelles, de plateformes logicielles et de serveurs cloud. Des capteurs sont déployés sur des machines où ils capturent des données et les envoient à la passerelle, qui fonctionne comme une plaque tournante entre les périphériques connectés et les applications et services exécutés dans le datacenter ou le cloud. Ces données sont alors accessibles par les employés via un ordinateur ou un appareil mobile.

La façon dont l’IIoT est utilisé dans la pratique varie considérablement, et son adoption par un nombre croissant de secteurs encourage l’apparition de nouvelles applications. Plusieurs applications ont connu un succès remarqué, et notamment :

  • la maintenance prédictive. Historiquement, les équipes d’exploitation et de maintenance se sont toujours basées sur deux modèles principaux pour éviter les défaillances inattendues : la maintenance planifiée d’une part, la supervision des conditions d’autre part, à l’aide des analyses limitées et inflexibles fournies par l’interface des systèmes de contrôle, ou de données collectées manuellement, comme l’analyse des vibrations. L’imprévisibilité des défaillances complexifie la planification de la main-d’œuvre et de la disponibilité des pièces de rechange, ce qui entraîne des coûts élevés. Dans un système IIoT, les machines industrielles sont équipées de capteurs intelligents qui supervisent en permanence l’état de l’équipement et suivent la température, la pression, la fréquence des vibrations et d’autres paramètres en temps réel. Ces données sont envoyées dans le cloud pour être interprétées dans le contexte du modèle, de la configuration et des données d’utilisation et de maintenance de l’équipement, puis on leur applique des algorithmes d’analyse prédictive qui déterminent si l’équipement est susceptible de tomber en panne, et à quel moment. Si un problème critique est détecté, une alerte de maintenance est envoyée à la personne ou à l’équipe appropriée.
  • l’automatisation industrielle. Si l’automatisation a traditionnellement été utilisée pour réaliser des tâches manuelles spécifiques, dans le contexte de l’IIoT elle permet de superviser et d’améliorer l’efficacité opérationnelle des processus et des machines. Des capteurs intelligents sont associés à des PAC (commandes d’automatisation programmable), des PLC (commandes de logique programmable) et autres outils d’automatisation pour collecter des données sur les machines industrielles. Les données sont transmises aux applications et aux services où elles sont ensuite analysées pour délivrer des informations sur les performances de la machine.
  • la robotique. Les robots ont été mobilisés pour effectuer des tâches dans tous les domaines, des chaînes d’assemblage aux hôpitaux en passant par les centres de traitement, et ils sont souvent utilisés pour des tâches complexes ou dangereuses ou pour améliorer le flux de production. Les systèmes IIoT peuvent être utilisés pour superviser et contrôler ces robots de manière innovante, permettant notamment de fusionner les technologies industrielles traditionnelles avec les nouvelles fonctionnalités émergentes comme les big data, l’IA et l’AR pour répondre à de nouveaux scénarios d’utilisation. Comme avec les autres types de machines industrielles, les données du robot-capteur peuvent être collectées à des fins d’analyse, pour éclairer les décisions de maintenance et améliorer les performances.
  • la logistique. Les entrepôts peuvent utiliser l’IIoT pour obtenir des niveaux d’inventaire en temps réel, réduisant ainsi le nombre de ventes perdues en raison d’épuisement des stocks. Les capteurs intelligents peuvent superviser l’état des denrées périssables et avertir des responsables en cas de compromission des conditions de stockage. Les opérateurs de fret peuvent suivre les marchandises en temps réel pour s’assurer que les articles arrivent à temps et intacts, et utiliser les données recueillies pour rendre l’expédition plus efficace.

L’IIoT a favorisé des innovations dans les domaines de la fabrication, de l’agriculture, des transports et de la gestion de l’énergie, et de nouveaux développements sont encore attendus dans d’autres industries au cours des prochaines années.

Pourquoi l’IIoT est-il unique ?

L’IIoT se distingue des autres technologies IoT en ce qu’il est adapté aux exigences industrielles. Entre autres choses, les dispositifs IIoT doivent être extrêmement fiables. Toute interruption de connexion dans un train léger sur rail, un réseau électrique ou même un système de suivi des bagages de compagnie aérienne aura des conséquences importantes. Les dispositifs IIoT sont conçus pour maintenir la connectivité, ils ont une longue durée de vie, et ils sécurisent les données en transit et au repos.

De plus, un dispositif déployé dans un environnement industriel doit pouvoir s’intégrer à divers systèmes d’entreprise (ERP, EAM, CMMS, etc.) tout en interagissant avec des centaines de personnes chaque jour. Il ne faut pas non plus oublier la grande variété des protocoles et des formats de données, qui rend l’analyse des données difficile pour les technologies de gestion traditionnelles. Le système doit donc être capable de communiquer fréquemment, intégrer différentes applications pour chacun de ses rôles fonctionnels et appliquer différents privilèges d’accès.

Enfin, l’IIoT est un investissement qui peut faciliter des décisions commerciales plus fortes et plus stratégiques. Les entreprises qui mettent en œuvre des systèmes IIoT ont besoin d’un retour sur investissement, qui prend la forme d’une réduction des coûts de maintenance, d’une augmentation de l’efficacité et d’une meilleure productivité.

Quelle est la différence entre l’IIoT et l’IoT ?

En termes très généraux, la différence entre l’IIoT et l’IoT réside dans leur objectif. L’objectif de l’IIoT est d’améliorer une gamme de processus industriels, tandis que l’IoT est principalement exploité pour faciliter la vie des consommateurs. En examinant de près comment chacun atteint son objectif, nous pouvons obtenir une image plus détaillée de ce qui les distingue.

  • Technologie : l’IIoT et l’IoT utilisent tous deux des dispositifs connectés, des capteurs intelligents, des logiciels et des serveurs de cloud computing, mais on observe des différences majeures dans l’application de ces technologies. Les dispositifs IoT automatisent généralement les tâches domestiques simples et quotidiennes (par exemple, une caméra de sécurité envoie un flux vidéo au cloud lorsqu’elle détecte un visage inconnu). Les dispositifs IIoT, en revanche, accomplissent des tâches hautement techniques, en mettant davantage l’accent sur la précision, l’interopérabilité et la fiabilité.
  • Fiabilité : si la fiabilité est importante pour l’IoT grand public, elle est absolument essentielle pour l’IIoT. Les réseaux industriels prennent en charge des dizaines de milliers de machines, de contrôleurs, de robots et autres types d’équipements, et leurs points de terminaison sont dispersés sur des milliers de kilomètres. Et la tolérance aux interruptions de service de tous les systèmes IIoT est extrêmement faible. Le défi de la fiabilité devient de plus en plus complexe avec l’ajout incessant de nouveaux dispositifs et capteurs, qu’ils appartiennent ou non au domaine de l’IoT.
  • Sécurité : dans l’IoT grand public, les mesures de cybersécurité concernent principalement la confidentialité des utilisateurs. Pour cette raison, de nombreux appareils IoT grand public ne disposent pas de mesures de sécurité préventives robustes et sont donc vulnérables face au piratage et aux attaques de grande envergure menées par des botnets. Des attaques similaires contre les systèmes IIoT pourraient, quant à elles, avoir des conséquences bien plus graves et vastes sur la santé et la sécurité des victimes. Un réseau de distribution de l’énergie frappé par une attaque IIoT, par exemple, peut mettre en péril aussi bien la sécurité des personnes que l’économie et même la sécurité nationale. On comprend donc pourquoi l’IIoT est soumis à davantage de réglementations de conformité, nécessite une visibilité accrue et est exposé à un risque global plus important.
  • Dispositifs terminaux : dans un écosystème IoT grand public, les données d’entrée sont variées (systèmes de sécurité à domicile, dispositifs corporels ou appareils électroménagers intelligents). Les données de sortie, elles, sont presque toujours délivrées sous la forme de message texte ou de photo envoyée au smartphone ou à la tablette de l’utilisateur. Bien que les dispositifs mobiles fassent partie des systèmes IIoT, les points de terminaison possibles incluent également des outils industriels comme les débitmètres, les contrôleurs de pompe et les actionneurs de vanne.

L’IIoT dans la fabrication

Comment utilise-t-on l’IIoT dans le secteur de la fabrication ?

Le secteur de la fabrication a adopté l’IIoT avec un enthousiasme inégalé, en grande partie parce que cette technologie offre une multitude de gains d’efficacité dans l’industrie. L’IIoT permet en effet de gérer l’équipement à distance, de le superviser en temps réel et de l’entretenir de façon proactive. L’état, l’emplacement et le statut des produits sont beaucoup plus faciles à suivre. Les tendances d’utilisation des produits sont elles aussi plus faciles à identifier avec l’IIoT, ce qui permet aux fabricants d’augmenter la production d’articles populaires et d’arrêter la production de ceux qui ne le sont pas, avant que cela n’ait un impact négatif sur l’entreprise.

 

Voici quelques scénarios d’utilisation très courants de l’IIoT dans l’industrie de fabrication actuelle.

  • Suivi des actifs : les systèmes IIoT aident les entreprises à tracer leurs actifs à l’aide de balises RFID utilisées comme identifiants. Les identifiants sont associés à des données telles que le numéro de série de l’équipement, son modèle, son coût et sa zone d’utilisation, données qui sont toutes stockées dans le cloud. Chaque fois que l’équipement est déplacé, sa balise est scannée par un lecteur RFID et l’enregistrement dans le cloud est mis à jour. Grâce à cette méthode, les personnes concernées peuvent suivre un équipement tout au long de son parcours, savoir à quelle fréquence et à quel endroit il est utilisé, et prendre des décisions concernant la maintenance, la planification et d’autres aspects logistiques.
  • Gestion des installations : l’IIoT simplifie pratiquement tous les aspects de la gestion des installations. Cette technologie avancée permet la maintenance prédictive de l’équipement, le stockage et l’extraction de grandes quantités de données de manière efficace, la collaboration en temps réel entre les membres d’une équipe et une protection plus stricte contre les violations de sécurité provenant aussi bien de l’intérieur que de l’extérieur de l’entreprise.
  • Supervision de sécurité : les frontières de geofencing (géorepérage) sont souvent utilisées pour déterminer si des employés se trouvent dans une zone à laquelle ils n’ont normalement pas accès. Les capteurs agissent comme une clôture invisible qui émet une alerte lorsque les limites sont franchies. Dans un contexte IIoT, cette technologie peut contribuer à assurer la sécurité des marchandises, à suivre l’emplacement des employés dans les environnements dangereux et à réduire les accidents du travail.
  • Optimisation de la chaîne d’approvisionnement/gestion de l’inventaire : l’IIoT offre aux fabricants une meilleure visibilité sur leurs chaînes d’approvisionnement. Grâce aux capteurs, l’emplacement, l’état et les niveaux de stock de chaque produit peuvent être suivis en temps réel. Les données sont stockées et traitées dans le cloud, où les applications peuvent identifier l’emplacement de chaque élément, superviser son état, prévoir le moment où l’élément sera en rupture de stock et transmettre toutes ces informations aux utilisateurs. Ces données peuvent ensuite être intégrées aux systèmes ERP, PLM ou MRP de l’entreprise. En cas de défaillance de la chaîne d’approvisionnement, la cause peut être retracée jusqu’à la source.
  • Maintenance prédictive : les entreprises qui s’appuient sur des installations distribuées peuvent utiliser l’IIoT pour gérer les opérations de leurs usines dans d’autres villes, états ou pays. La capacité de l’IIoT à prévoir les interruptions de service des machines permet aux entreprises de planifier la maintenance en fonction des besoins plutôt que de conserver une équipe locale de maintenance pour effectuer des réparations à la demande. L’IIoT permet également aux entreprises d’accéder à distance aux données d’autres sites et de garder un suivi des opérations extérieures.

L’IIoT peut-il compléter ou remplacer les MES ?

La question de savoir si l’IIoT remplacera ou complétera les MES (systèmes d’exécution de la fabrication) est encore débattue. Certaines personnes bien informées soutiennent que l’IIoT finira par supplanter les MES ou par les forcer à se moderniser, arguant que la plupart de ces systèmes sont obsolètes et qu’ils ne sont pas équipés pour collecter des données en temps réel à partir de capteurs déployés dans l’usine. Ils n’ont pas non plus été conçus pour le stockage de données à long terme, l’IA et l’analyse. Lorsque les données sont tout de même collectées, elles sont enfermées dans des silos qui entravent la capacité d’une usine à obtenir une vue d’ensemble de ses opérations, à prévoir les défaillances mécaniques et autres perturbations, et à optimiser les processus.

D’autres affirment que les deux systèmes sont complémentaires. L’un des arguments est que le MES peut fournir à l’IIoT des données sur les produits et la maintenance qui permettent de prédire les défaillances. Dans ce scénario, le MES agit comme un proxy pour les dispositifs dépourvus de capteurs et communique avec le système IIoT pour leur compte. Le MES peut cartographier et stocker des informations sur les opérations qui permettent ensuite à l’IIoT d’exploiter une installation en toute autonomie.

Le débat est loin d’être terminé, mais il est certain que les fabricants désireux d’adopter les solutions IIoT devront repenser l’utilisation de leur MES à court terme.

Comment l’IIoT s’inscrit-il dans l’industrie 4.0 ?

L’IIoT est l’un des composants essentiels de l’industrie 4.0.

Le terme d’industrie 4.0 fait référence aux progrès technologiques et aux nouvelles approches adoptées dans le secteur industriel au cours de la dernière décennie. Cette période a été officieusement baptisée « quatrième révolution industrielle » dans le secteur de la fabrication. La première a été la mécanisation des procédés de fabrication par l’eau et la vapeur. La deuxième, l’introduction des lignes de montage et l’arrivée de l’électricité. L’avènement de l’ordinateur et l’introduction de l’automatisation dans les processus ont permis la troisième révolution. Et la quatrième révolution industrielle correspond à l’intégration des technologies et des nouveaux processus que sont l’IIoT, les systèmes cyber-physiques (CPS), l’informatique cognitive (CC) et la communication machine-machine (M2M), dans les infrastructures industrielles.

Qu’est-ce qu’une plateforme IIoT ?

Une plateforme IIoT est un ensemble de machines et de logiciels qui fonctionnent ensemble pour relier les processus industriels aux systèmes d’information. Cette couche intermédiaire peut comprendre un large éventail de composants, mais elle inclut au minimum le logiciel de base (souvent en SaaS), des dispositifs IoT et les passerelles physiques qui connectent les deux.

Les composants logiciels et matériels sont eux-mêmes composés de nombreux éléments. La partie matérielle englobe généralement des capteurs intelligents, des dispositifs IoT, des interfaces homme-machine (IHM), des dispositifs de périphérie (edge) et des machines industrielles. La partie logicielle comprend un système d’exploitation, un système d’exécution, un logiciel cloud, un environnement de développement d’applications, ainsi que des outils de visualisation et de stockage des données. Il existe également des plateformes IIoT et des applications industrielles spécifiques à certains secteurs, comme les chemins de fer ou les services publics.

La plateforme IIoT a avant tout pour fonction de vous donner un contrôle centralisé sur toutes vos machines et tous vos processus connectés, tout en vous permettant de visualiser l’ensemble de vos opérations et de collecter les informations nécessaires pour les optimiser au fil de l’évolution des conditions et des spécifications.

Pour résumer

L’IIoT est l’avenir de l’industrie

L’IIoT est l’une des tendances les plus importantes pour les processus métier dans les environnements industriels. Dans un marché de plus en plus dynamique où les innovations technologiques se multiplient sans cesse, l’IIoT aide les entreprises à rester agiles et compétitives.

L’IIoT améliore tous les aspects ou presque des opérations industrielles : réduction des coûts grâce à la maintenance prédictive, nouvelle efficacité opérationnelle grâce à l’automatisation, réduction de la consommation énergétique et productivité accrue grâce à des améliorations de la sécurité. De plus, l’IIoT vous offre une visibilité jusque-là inimaginable sur votre entreprise grâce à la centralisation du contrôle et à l’analyse des données agrégées. En bref, l’IIoT permet d’atteindre des niveaux inédits de performance et de rentabilité dans n’importe quel environnement industriel.