En offrant davantage de capacités de visualisation et d’analyse des données, le concept de la numérisation permet de mieux comprendre les causes profondes des temps d’arrêt imprévus et des goulets d’étranglement de la production. Il suscite depuis plusieurs années un véritable engouement. Pour Gilles Gomila, responsable intégration chez Omron France, la numérisation des processus industriels autorise la transmission de données à d’autres systèmes ainsi que la surveillance des usines à de plus importantes distances, de manière plus détaillée, et sur de plus longues périodes que par le passé. Sans modifier fondamentalement les process de production, elle permet de mieux les comprendre et d’en améliorer l’efficacité.
La traçabilité de la fabrication se faisait, par exemple, auparavant en enregistrant les lots sur papier, tandis que la traçabilité au niveau du produit n’aurait tout simplement pas été possible sans le recours aux technologies numériques. La maintenance prédictive était possible, mais uniquement sous forme d’une surveillance périodique des dispositifs. La numérisation offre donc la possibilité de mettre en œuvre une multitude de nouvelles fonctions qui exploitent des données qui existaient probablement déjà sur la chaîne de production, mais qui étaient jusqu’alors bloquées au sein de différents systèmes.
Sous sa forme la plus élémentaire, la numérisation consiste à intégrer aux équipements des outils de traitement qui permettent d’obtenir des informations qui facilitent la résolution de certaines problématiques. Toutefois, son potentiel est bien plus vaste, et ses avantages peuvent être étendus à l’ensemble de l’entreprise. La visualisation d’une variété de données peut, par exemple, donner un meilleur aperçu de la productivité et de l’efficacité de l’ensemble du centre de fabrication.
Difficile convergence IT/OT
Le principal obstacle à l’adoption des technologies numériques réside dans le fait que les technologies opérationnelles (OT) visent traditionnellement à optimiser le fonctionnement des machines, en employant des architectures et des réseaux axés sur celles-ci. Cependant, comme la réussite du projet de numérisation repose sur la convergence des mondes des technologies de l’informatique (IT) et de la production, les technologies opérationnelles ont dû évoluer pour mieux s’intégrer au monde extérieur. Aujourd’hui, les solutions modernes de contrôle des machines intègrent des fonctionnalités informatiques qui permettent de faire circuler librement les informations opérationnelles entre la machine et l’environnement informatique. Il existe également des solutions middleware qui peuvent servir de passerelle pour connecter, si nécessaire, les anciens appareils au monde informatique.
Traitement des données dans le Cloud ou sur site ?
Les serveurs informatiques constituent une solution de traitement appropriée pour les applications qui nécessitent un accès rapide aux données. Lorsqu’il s’agit de connecter l’environnement opérationnel au reste du monde, la sécurité est souvent un sujet de préoccupation. Toutefois, si les données sont analysées et stockées sur un serveur local, la sécurité est généralement assurée par le pare-feu de l’usine ou l’infrastructure de sécurité existante. Mais comme tout point de connexion peut se transformer en menace de sécurité, il convient de toujours prendre certaines mesures de sécurité. Il s’agit de mettre en place des outils ou process pour permettre aux serveurs informatiques d’identifier les appareils OT.
Quel que soit le choix de serveur des industriels, la méthode de stockage de données peut présenter des inconvénients. Pour ce qui concerne les serveurs sur site, il faut garder à l’esprit qu’ils ne sont pas en mesure de stocker des quantités infinies de données. Par conséquent, si une application nécessite le traitement d’énormes quantités de données, il est préférable d’utiliser une plateforme Cloud, à condition d’appliquer des mesures de sécurité plus strictes. Le Cloud peut fournir une solution de stockage de données évolutive qui n’est pas limitée en termes de capacité. Il ne nécessite aucun changement d’architecture en cas d’évolution des besoins de stockage.
Mais les serveurs Cloud ne sont pas exempts de défauts : ils ne peuvent pas assurer de connexion en temps réel, et restent donc soumis à une certaine latence lorsqu’il s’agit de traiter des données et d’effectuer des mesures. En ce qui concerne les plateformes de stockage de données, chaque solution offre des avantages en fonction des applications. Des tâches telles que la visualisation des données de production se prêtent bien à l’utilisation de serveurs sur site, car la quantité de données à stocker et à traiter est moindre. La maintenance prédictive nécessite d’énormes quantités de données et de capacités de traitement. Elle se prête donc bien à l’utilisation du Cloud pour traiter les informations et obtenir des résultats significatifs. Les applications de traçabilité de la fabrication peuvent également être portées sur le Cloud, car elles impliquent le stockage d’importants volumes d’informations. De même, les projets d’amélioration de la qualité des produits sont également adaptés au Cloud, car ils ne nécessitent pas d’accès en temps réel.
Migration vers le Edge computing
Aujourd’hui, de plus en plus d’opérateurs comprennent l’avantage que peut procurer le traitement des données en périphérie (Edge computing), c’est-à-dire à proximité des équipements industriels en vue d’obtenir des avantages opérationnels en temps réel. Un moteur d’intelligence artificielle (IA) intégré permettra d’analyser les données en temps réel pour réagir rapidement aux informations dès leur apparition et réaliser l’analyse prédictive en temps réel. Toutefois, les technologies en périphérie ne permettent pas de traiter de grandes quantités de données.
La meilleure approche de gestion des données, pour permettre aux environnements OT et IT d’optimiser l’utilisation des données, fait généralement appel à une solution hybride dans laquelle les données sont traitées en périphérie, puis remontées sur des serveurs locaux ou le Cloud pour le stockage et l’analyse approfondie.
Il est possible de travailler avec les mêmes données à plusieurs endroits, par exemple en les traitant d’abord en temps réel à la périphérie, puis en les faisant remonter à des fins de traitement. Cette opération est rendue possible par l’horodatage des données qui permet de les référencer et de les synchroniser dans différentes applications.
Pour une sécurité accrue des données, il est également utile d’utiliser des contrôleurs de spoolage des données pour disposer en permanence d’une sauvegarde en cas de problème de connexion ou de corruption des données (le spooling est une technique qui consiste à mettre des informations dans une file d’attente avant de les envoyer à un périphérique). Cet aspect est particulièrement important dans le secteur des produits de grande consommation, où la conformité et la traçabilité des produits sont des priorités absolues.
Diverses plateformes disponibles
Pour la plupart des fabricants, le serveur sur site est la meilleure solution initiale pour le processus de numérisation, car il s’agit généralement de la fonction la plus facile à réaliser. Notamment parce que ce type de déploiement est souvent déjà partiellement présent dans les ateliers et facilite donc l’accès. Cette solution peut être réalisée de manière encore plus rentable si les entreprises disposent d’un contrôleur capable de faire remonter les données pour leur analyse à l’aide d’une série de solutions logicielles peu coûteuses.
Les données attirent l’attention de nombreux fabricants qui commencent à comprendre ce qu’elles peuvent accomplir, et quels problèmes de traitement traditionnels peuvent désormais être résolus. En ce qui concerne les options de stockage et de traitement, il existe une grande variété de plateformes disponibles (serveurs périphériques, sur site ou dans le Cloud) pour répondre aux besoins de toutes les applications. Toutefois, il faut garder à l’esprit qu’il est coûteux de stocker des données sans réelle utilité.
Pour les ingénieurs, il est rassurant de savoir que la numérisation ne nécessite pas un changement fondamental de la méthode de fabrication. Son but est simplement de recueillir et de traiter des données. Ils doivent envisager la numérisation comme un outil supplémentaire qui leur permet de mieux comprendre leurs processus et d’en améliorer l’efficacité.
