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Qu'est-ce que l'IIoT ?

Les dispositifs matériels sont un élément essentiel de l'intelligence industrielle fondée sur les données

L'internet industriel des objets (IIoT) se définit comme l'ensemble des capteurs, machines, instruments et dispositifs autonomes mis en réseau pour collecter des données en temps réel dans le cadre d'applications industrielles. Pour la fabrication en usine automatisée et semi-automatisée, l'IIoT fournit des informations clés pour accroître la productivité, améliorer l'efficacité et réduire les coûts. Ces données collectées peuvent être analysées sur des plateformes informatiques en nuage ou en périphérie, ce qui permet aux utilisateurs de prendre des mesures dont la valeur est directement mesurable :

  • optimiser la production
  • accroître l'efficacité opérationnelle
  • réaffecter les ressources
  • effectuer une maintenance prédictive
  • réduire la consommation d'énergie
  • améliorer la protection contre les erreurs
  • minimiser les temps d'arrêt
  • gérer les coûts

L'IIoT fait partie d'un écosystème technologique complet, qui profite à l'automatisation des usines, aux chaînes de montage, à la logistique, à l'expédition et à la distribution, ainsi qu'à d'autres éléments clés de la fabrication d'aujourd'hui. Il s'agit essentiellement d'un sous-ensemble de l'internet des objets (IoT) - qui fait référence aux dispositifs physiques et aux outils numériques conçus pour communiquer entre eux en ligne - mais qui se concentre spécifiquement sur l'industrie et les avantages commerciaux qui peuvent en découler.

Les réseaux IIoT reposent sur des connexions en ligne, des serveurs cloud et des logiciels, mais les composants matériels de ces systèmes ne doivent pas être négligés. Heureusement, Banner Engineering permet non seulement de concevoir des systèmes d'automatisation personnalisés compatibles avec l'IIoT, mais aussi de mettre à niveau l'infrastructure de fabrication existante pour une mise en œuvre complète de l'IIoT.

Pourquoi l'IIoT est-il important ?

L'IIoT est un élément clé de l'industrie 4.0, ou quatrième révolution industrielle. Il s'agit d'un concept de fabrication moderne qui exploite la puissance des systèmes en réseau et de l'analyse des données, ce qui permet aux entreprises de prendre des décisions stratégiques et éclairées. Par essence, l'IIoT est ce qui transforme les usines en usines "intelligentes". Les données capturées peuvent être utilisées pour accélérer et développer les opérations existantes, voire redéfinir les modèles commerciaux afin de mieux servir les clients et de surpasser les concurrents. Le terme implique également une certaine urgence : si les entreprises sont trop lentes à adopter la technologie IIoT, elles risquent de se retrouver à la traîne sur le marché mondial concurrentiel.

Par ailleurs, une entreprise qui recueille et interprète en permanence les données de son équipement peut bénéficier d'un avantage concurrentiel certain. Il peut surveiller la vitesse des processus automatisés afin d'identifier les problèmes tels que les goulets d'étranglement de la production, d'effectuer les ajustements correspondants et d'affiner les performances des machines afin d'éliminer les inefficacités et d'améliorer le débit. Les données facilitent la gestion des quantités de matières premières - une nécessité surtout à une époque où les chaînes d'approvisionnement sont perturbées - et peuvent être utilisées pour déterminer une logistique plus rentable pour l'emballage et la distribution des produits finis.

Les avantages de l'intégration de l'IIoT vont de l'amélioration des technologies de pointe aux gains de temps les plus élémentaires. Par exemple, les robots équipés de capteurs peuvent collecter des informations sur eux-mêmes et sur leur environnement, puis transmettre ces données. En outre, les outils ou les pièces figurant sur les listes d'inventaire peuvent être suivis en ligne, ce qui réduit le temps que les opérateurs passeraient normalement à les rechercher.1

 

"Selon les données d'Oxford Economics, l'Internet industriel des objets (IIoT) peut avoir un impact sur des industries qui représentent 62 % du PIB des pays du G20", note la multinationale espagnole de services publics d'électricité Iberdrola. "L'application de l'IIoT dans l'industrie promet de devenir le plus grand moteur de productivité et d'innovation au cours de la prochaine décennie."2 Et bien sûr, les entreprises du monde entier prennent la technologie IIoT au sérieux et investissent massivement dans sa mise en œuvre. Les applications dans les domaines de la fabrication, du transport et de l'énergie ont fait l'objet d'un investissement mondial de plus de 300 milliards de dollars en 2019, qui devrait doubler d'ici 2025.3

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Téléchargez le PDF 3 façons dont l'IIoT va impacter vos opérations pour découvrir les trois principales façons dont les outils IIoT vont impacter les opérations de fabrication en exploitant les données.

  • Rendre les données relatives à l'équipement visibles à tous ceux qui en ont besoin
  • Identifier les problèmes de fiabilité et éliminer les temps d'arrêt grâce à la maintenance prédictive
  • Suivre les mesures de débit pour optimiser la productivité et augmenter la rentabilité
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15 Sep 2022
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L'IIoT au service d'une maintenance plus intelligente des machines

Un autre argument convaincant en faveur de l'intégration de la technologie IIoT est qu'elle permet aux entreprises d'aller au-delà de la maintenance préventive programmée traditionnelle et de pratiquer plutôt une maintenance prédictive informée . En installant des capteurs sur les machines pour surveiller des facteurs tels que les vibrations et la température, les opérateurs de l'usine peuvent détecter les signes indiquant qu'un mécanisme crucial, tel qu'un moteur, est sur le point de s'user ou de tomber en panne. Si une panne devait se produire au mauvais moment, elle pourrait entraîner une perte catastrophique de temps de production et de revenus escomptés. Les données des capteurs qui identifient les pièces nécessitant une maintenance imminente sont extrêmement précieuses, car elles permettent à l'entreprise de programmer la réparation ou le remplacement de ces pièces sur le site avant qu'elles ne tombent en panne sur le site .

L'impact financier de la maintenance prédictive est quantifiable. Le McKinsey Global Institute rapporte ce qui suit :

 

Nous estimons que la maintenance prédictive pourrait réduire les coûts de maintenance des équipements industriels de 10 à 40 %. ... En outre, une meilleure maintenance prédictive utilisant l'IdO peut réduire les temps d'arrêt des équipements jusqu'à 50 % et réduire les investissements en capital de 3 à 5 % en prolongeant la durée de vie utile des machines. Dans l'industrie manufacturière, ces économies ont un impact économique potentiel de près de 630 milliards de dollars par an en 2025.4

Quels types de données d'usine peuvent être capturés ?

Les capteurs sont désormais si omniprésents dans l'automatisation de la fabrication qu'il est difficile d'imaginer une usine qui ne les intègre pas. La plupart des usines utilisent de nombreux types de capteurs pour compter les quantités de produits, chronométrer les étapes d'un processus automatisé ou garantir des conditions de fabrication optimales, mais de par leur nature même, les signaux électroniques que les capteurs transmettent déjà peuvent être collectés pour une analyse approfondie des données. Même une simple impulsion binaire provenant d'un capteur est une source de données potentielle qui peut être contrôlée pour rationaliser les opérations. La fréquence à laquelle un faisceau photoélectrique est interrompu (par exemple par des produits sur un convoyeur) peut être capturée et enregistrée pour calculer les vitesses de fonctionnement, qui peuvent ensuite être ajustées pour maximiser la productivité dans le cadre d'un processus de production plus important.

Les types de données que les capteurs peuvent capturer sont pratiquement illimités. Ils peuvent enregistrer des quantités, des volumes, des distances, des poids, des tailles, des formes, des couleurs, des positionnements, des températures, des activités thermiques, des vibrations, des réflectivités, des courbures, des variations de surface, des compositions de matériaux, des réactions aux ondes sonores, la proximité d'obstacles physiques, des informations visuelles ou auditives, des motifs de texture, des étapes d'une séquence programmée, et presque tout le reste. Toute valeur observée par un capteur peut constituer un point de données, et tout point de données peut être mesuré dans le temps.

Ainsi, toute la philosophie de l'IIoT s'inscrit dans la tendance de l'analyse des "Big Data", qui permet de prendre des décisions commerciales fondées sur la connaissance. En d'autres termes, plus les fabricants collectent de données à partir des capteurs installés, plus ils comprennent les capacités de leurs propres systèmes. Ils peuvent exploiter ces données "exploitables" pour affiner les processus à tous les niveaux de la production. Ces améliorations peuvent conduire à des résultats plus légers et plus productifs, ce qui permet d'obtenir un avantage certain sur les concurrents en matière de réalisation.

Faits et mythes sur le coût de la mise en œuvre de l'IIoT

Si l'optimisation de la production pour adopter l'IIoT est une tâche importante qui nécessite une orientation claire et l'adhésion de l'ensemble de l'organisation, elle n'est pas aussi prohibitive en termes de coûts qu'on pourrait le supposer de prime abord.

McKinsey identifie certains des malentendus les plus courants des chefs d'entreprise à propos de l'IIoT.5 Parmi ces malentendus, il y a l'idée que l'IIoT n'est qu'un tableau de bord en ligne et l'idée qu'il nécessite des sites "vierges". Tout d'abord, si les applications IIoT nécessitent une sorte de capacité en ligne pour capturer et présenter les données industrielles, elles nécessitent également du matériel, notamment des capteurs et des connexions de contrôleurs. Deuxièmement, s'il est certainement judicieux de prévoir d'inclure des capacités IIoT dans les sites d'usines flambant neufs, il est non seulement possible, mais aussi abordable, de mettre en œuvre l'IIoT dans des sites existants ("brownfield").

En fait, la ligne de produits Snap Signal de Banner permet d'ajouter la collecte de données IIoT à l'équipement existant d'une usine établie, quelle que soit la marque. En substance, l'IIoT peut être mis en œuvre comme un réseau superposé utilisant des jonctions en T, des câbles séparateurs et des convertisseurs pour capturer les signaux de l'infrastructure de capteurs déjà en place.

L'IIoT repose sur le matériel

Les discussions sur le potentiel impressionnant de l'IIoT et de l'industrie 4.0 mettent souvent en avant les logiciels, l'informatique en nuage et l'intelligence artificielle, mais les détails concernant le matériel de l'IIoT sont souvent négligés. C'est regrettable, car la technologie matérielle est un élément crucial des systèmes IIoT, et les évolutions du matériel d'automatisation industrielle sont révolutionnaires en soi.  

La concrétisation des avantages de l'IIoT nécessite des dispositifs matériels installés directement là où le travail est effectué, tels que des capteurs pour surveiller les machines d'usine. Ces capteurs doivent être connectés à un contrôleur central qui consolide tous les signaux de la machine qui doivent être surveillés. Enfin, les fabricants ont besoin d'une interface ou d'une plateforme en ligne pour visualiser et interpréter les données collectées.

Banner Engineering est l'un des principaux fournisseurs de technologie industrielle depuis plus de cinquante ans. Il fournit des capteurs, des éclairages, des équipements de sécurité et des dispositifs de mise en réseau innovants aux fabricants du monde entier. Nous sommes tout aussi déterminés à équiper les entreprises des solutions d'usine intelligente IIoT les plus avancées.

Démarrer avec l'IIoT

Comment un fabricant met-il en œuvre l'IIoT pour l'automatisation industrielle ? Ce processus simple et direct nécessite une planification minutieuse, mais les experts de Banner sont prêts à aider les clients à déterminer où et comment installer les capteurs, les concentrateurs et les contrôleurs dans leurs installations de production actuelles ou futures.

La famille de produits Snap Signal permet aux utilisateurs de se séparer de la sortie d'un capteur installé, de copier le signal et de le transmettre par le biais d'un câblage M12 standard. Il s'agit d'un réseau "superposé" indépendant de la marque qui peut s'intégrer aux capteurs et équipements existants des fabricants, en convertissant facilement les formats de signaux, et sa conception modulaire permet de commencer à petite échelle et de s'adapter à l'expansion et au développement des activités de l'usine. L'installation d'un contrôleur, tel que le DXMR90 de Banner, permet de combiner simultanément des signaux ramifiés provenant de plusieurs capteurs, potentiellement pour toutes les machines surveillées dans une usine, et de convertir ces signaux en données Ethernet.

Toutes ces informations d'usine peuvent être contrôlées à l'écran dans une IHM ou un PC industriel, mais les utilisateurs peuvent les explorer plus en détail dans des logiciels en ligne, y compris des plateformes en nuage telles que les services de données en nuage hautement personnalisables de Banner ou Amazon AWS. Il est même possible d'envoyer des données au nuage sans fil et en toute sécurité sur de longues distances à l'aide de connexions cellulaires ou d'un dispositif périphérique tel que le contrôleur sans fil DXM1200.

Produits IIoT disponibles dès maintenant

Banner facilite déjà la mise en place de solutions IIoT de pointe pour les fabricants du monde entier. Notre inventaire de produits en constante évolution comprend plusieurs dispositifs qui peuvent être facilement combinés et incorporés dans n'importe quel environnement industriel. 

En conclusion

L'IIoT et l'industrie 4.0 représentent un changement majeur dans la fabrication, et les usines qui tardent à évoluer seront probablement confrontées à des défis concurrentiels majeurs à l'avenir. Heureusement, l'adaptation de la fabrication pour collecter des données utiles sur les machines ne doit pas être une tâche écrasante ou d'un coût prohibitif.

Que vous souhaitiez revitaliser votre installation existante ou concevoir de nouveaux processus d'usine à partir de la base, Banner est là pour vous soutenir. Nous continuons à concevoir des solutions d'appareils qui vous permettent de transformer votre opération de fabrication traditionnelle en une usine intelligente plus allégée et plus productive basée sur l'IIoT. Le tout avec une approche agile, évolutive et pratique.

Questions fréquentes

Également connue sous le nom de quatrième révolution industrielle, l'industrie 4.0 représente le mouvement du XXIe siècle vers l'interconnectivité en réseau et la technologie d'automatisation "intelligente" dans la fabrication et d'autres environnements industriels. Le terme "Industrie 4.0" a été inventé en Allemagne en 2011, comme une étape au-delà des révolutions industrielles précédentes :

La Première révolution industrielle désigne le passage du travail manuel au travail effectué par des machines utilisant la vapeur et l'énergie hydraulique, généralement à la fin du XVIIIe siècle et au début du XIXe siècle.

La Deuxième révolution industrielle s'est produite lorsque les entreprises ont tiré parti de l'électricité et de l'extension des lignes ferroviaires et télégraphiques, de la fin du XIXe au début du XXe siècle.

La Troisième révolution industrielle, également connue sous le nom de révolution numérique, a consisté à remplacer les processus mécaniques traditionnels et les processus électroniques analogiques par du matériel informatique et des logiciels au cours de la seconde moitié du vingtième siècle.

À ce titre, la quatrième révolution industrielle représente un nouveau bond en avant, grâce à l'utilisation de l'IdO, de l'IIoT, de l'informatique en nuage, de l'apprentissage automatique, de l'intelligence artificielle et des technologies connexes.

La gamme de produits Snap Signal de Banner est un exemple de plateforme IIoT. En tant que solution de superposition, les produits Snap Signal comprennent une variété d'adaptateurs, de filtres et de convertisseurs pour connecter les capteurs existants à des concentrateurs et des contrôleurs centralisés, qui peuvent ensuite communiquer des données d'usine en temps réel avec des API, des IHM ou des tableaux de bord en ligne sur le cloud. Snap Signal, c'est l'IIoT en toute simplicité.

Les fabricants qui adoptent la technologie IIoT sont en mesure de collecter, de gérer et de répondre aux données des capteurs à l'échelle de l'usine en temps réel. Ils peuvent voir où se produisent les goulets d'étranglement ou les ralentissements et procéder aux ajustements nécessaires dans ces domaines afin d'améliorer le débit global. L'IIoT permet également aux usines de passer de lignes de production statiques à des "cellules" de fabrication, offrant suffisamment de flexibilité pour fournir une personnalisation de masse. La collecte automatisée de données à partir de capteurs à chaque étape des opérations en usine permet de réduire et de prévenir les erreurs humaines et les défauts des produits, ce qui permet de gagner du temps et d'économiser les coûts liés aux retours ou aux rappels.

Une étude 2020 de MPI Group note que, parmi les leaders de la fabrication qui ont mis en œuvre l'industrie 4.0 dans leurs opérations, la plupart font état de résultats positifs significatifs. Ils partagent l'idée que l'IIoT a ou aura :  

  1. Augmenter la productivité (88%)
  2. Augmenter la rentabilité (74%)
  3. Améliorer la qualité des produits (48%)
  4. Augmenter la satisfaction des clients (43%)
  5. Améliorer la fiabilité et le temps de fonctionnement des machines (42%)
  6. Augmenter la sécurité des travailleurs (41%)6

Une usine intelligente est une installation de fabrication qui saisit des données sur ses processus automatisés et les transmet aux opérateurs à des fins d'analyse et de prise de décision éclairée. À l'instar des téléphones intelligents qui envoient et reçoivent en permanence des données télémétriques via les réseaux cellulaires et le WiFi, une usine intelligente transmet en permanence des données sur les machines tant qu'elle reste en ligne. Les usines qui tirent parti de cette connectivité peuvent être plus productives, plus souples et plus rentables que les usines traditionnelles qui s'appuient sur des technologies purement mécaniques et numériques. 

Références

  1. Andy Chang, "Your IIoT Questions, Answered", IndustryWeek, 14 mai 2019. https://www.industryweek.com/technology-and-iiot/article/22027595/your-iiot-questions-answered.
  2. "Qu'est-ce que l'IIoT ? Découvrez l'Internet industriel des objets", Iberdrola. https://www.iberdrola.com/innovation/what-is-iiot.
  3. Ibid.
  4. James Manyika et al, "The Internet of Things : Mapping the Value Beyond the Hype", McKinsey Global Institute, 1er juin 2015 (p. 70). https://www.mckinsey.com/business-functions/mckinsey-digital/our-insights/the-internet-of-things-the-value-of-digitizing-the-physical-world.
  5. Mads Lauritzen et al, "Industrial IoT Generates Real Value-If Businesses Overcome Six Myths", McKinsey & Company, 2 juin 2020. https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/industrial-iot-generates-real-value-if-businesses-overcome-six-myths.
  6. Richard Howells, "How Industry 4.0 Boosts Productivity and Profitability in Intelligent Factories", Forbes, 1er juillet 2020. https://www.forbes.com/sites/sap/2020/07/01/how-industry-40-boosts-productivity-and-profitability-in-intelligent-factories/?sh=67988fb848ec.

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