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Collaborateur d'usine surveillant la performance des équipements sur un terminal IoT connecté

Qu'est-ce que l'Internet des Objets industriel (IIoT) ?

 

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Il y a cinquante ans, lorsque nous avons pensé à la technologie industrielle futuriste, nous avons souvent imaginé des robots de plus en plus agiles, avec des mains et des jambes pour mieux imiter la dextérité humaine. L'essor de l'Internet industriel des objets nous a montré que nous n'avions que partiellement raison. Bien sûr, les machines industrielles et les robots sont devenus sans conteste plus sophistiqués, mais là où la véritable avancée est venue, c'est la capacité de ces appareils industriels à exister dans un réseau connecté dans lequel ils peuvent collecter des données et se parler en temps réel, ainsi qu'aux systèmes de gestion centraux.

 

IIoT crée un « système de systèmes » optimisé par l'IA capable de gérer, de gérer et d'analyser les données d'un bout à l'autre de l'entreprise. Dans ce système, les machines, les personnes et les autres systèmes peuvent travailler ensemble en temps réel, favorisant ainsi des opérations plus résilientes et une croissance durable de l'entreprise. 

Définition IIoT

IIoT signifie « Internet industriel des objets » et, comme son nom l'indique, il fait référence à l'utilisation de la technologie de l'Internet des Objets (machines, appareils et capteurs connectés) dans les applications industrielles. Lorsqu'elles sont exécutées par un ERP moderne doté de fonctionnalités d'IA et de Machine Learning, les données générées par les terminaux IIoT peuvent être analysées et exploitées pour améliorer l'efficacité, la productivité, la visibilité, etc. Les réseaux IIoT supportent généralement la communication de machine à machine (M2M) et la transmission régulière de données entre le système central et tous les dispositifs intégrés à l'IIoT. La technologie IIoT est également une composante fondamentale des technologies de l'Industrie 4.0.

Diagramme illustrant les composants de l'IoT industriel

IIoT et IoT

Les différences entre ces technologies résident moins dans leur fonctionnement que dans leur utilisation. La majeure partie des solutions d'IdO dans le monde ont tendance à avoir des utilisateurs finaux et sont le plus souvent intégrées dans des montres intelligentes, des assistants numériques à commande vocale ou des appareils et téléviseurs intelligents.

 

L'IIoT est un sous-ensemble de l'IdO et, s'il est piloté par les mêmes technologies de base, son objectif est bien plus l'automatisation et l'efficacité dans l'ensemble d'un écosystème organisationnel connecté, par opposition à un utilisateur isolé. Dans les réseaux IIoT, la collecte et le traitement des données ne sont que la première étape d'un processus plus complexe. Pour procurer un maximum d'avantages à une entreprise, l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique doivent être appliqués à ces données afin de fournir des informations précises et d'optimiser les workflows et les tâches automatisées. Les utilisateurs humains doivent également être en mesure d'interagir avec ces dispositifs de manière aussi fluide que possible afin de créer des réseaux cyber-physiques dans lesquels le meilleur des capacités humaines et technologiques peut s'accroître mutuellement.

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Fonctionnement : technologie IIoT

Pour qu'un réseau IIoT soit efficace, il doit faire deux choses essentielles : connecter les appareils et les actifs entre eux et un système central ; et permettre aux données qu'ils recueillent et transmettent d'être stockées, gérées, analysées et mises à profit.

 

Pour ce faire, les réseaux IIoT s'appuient sur les technologies suivantes :

 

  • Connectivité (et 5G) : Les réseaux IIoT ont besoin de la capacité d'envoyer et de recevoir les volumes massifs de données générés par les machines et les appareils. Cela a toujours été rendu possible et limité par la puissance de la connectivité Wi-Fi. Mais la 5G et d'autres avancées dans les réseaux cellulaires modifient ce calcul, augmentant la bande passante pour gérer des ensembles de données plus importants, tout en réduisant la latence et la consommation électrique. Ces caractéristiques peuvent prendre en charge un plus grand nombre de dispositifs capables d'envoyer et de recevoir des signaux plus rapidement pour un traitement plus efficace des données et une plus longue durée de vie de la batterie   .   
  • Capteurs IIoT : Aujourd'hui, les capteurs sont généralement intégrés dans de nouveaux équipements et machines industriels.  Mais les machines analogiques et les équipements de fabrication peuvent aussi être équipés de dispositifs de passerelle IdO comme les caméras et les jauges. Cela permet aux actifs IIoT de détecter les conditions dans leur environnement, y compris la proximité d'autres objets, la pression de l'air ou l'humidité – ainsi que la vitesse du moteur, les niveaux de fluide et d'autres conditions mécaniques. Toutes ces informations peuvent ensuite être traitées localement pour informer les actions en temps réel ou être transmises à un système central (tel qu'un ERP) via le Cloud pour une analyse avancée.
  • Informatique en nuage et informatique en périphérie : les technologies de cloud computing et de calcul de périphérie ont considérablement amélioré la flexibilité et l'utilisabilité de l'IIoT. Via le cloud, les réseaux IIoT peuvent exploiter un degré élevé de puissance de traitement et de capacité de stockage à la demande. Cela signifie que les appareils au sein du réseau peuvent collecter et transmettre des ensembles de données plus importants et plus complexes. L'Edge Computing consiste simplement à prendre des systèmes capables de traiter et d'analyser ces données et à les rapprocher physiquement du réseau IIoT. Cela permet de réduire la latence et les retards et permet de traiter les données IIoT sensibles au facteur temps en temps réel. Pour une analyse plus approfondie et moins urgente, les données IIoT peuvent être envoyées périodiquement au système central basé sur l'IA.
  • IA et Machine Learning : les technologies d'intelligence artificielle et de Machine Learning permettent aux entreprises de traiter les données IIoT à l'aide d'analyses prédictives et avancées. Les bases de données modernes et les algorithmes de Machine Learning aident également les entreprises à gérer et à donner du sens à divers ensembles de données et à des données non structurées et complexes. Avec ces outils, les données IIoT peuvent être analysées en combinaisons presque illimitées avec d'autres types de visibilité sur les données, tels que les commentaires des clients, les rapports météorologiques, les analyses marketing, etc. À mesure que les systèmes apprennent au fil du temps et que les ensembles de données deviennent de plus en plus précis, les entreprises peuvent commencer à collecter des informations et des connaissances de plus en plus complexes et sophistiquées pour les aider à rester compétitives, à économiser de l'argent et à répondre aux demandes des clients.
  • Sécurité pour les systèmes cyber-physiques : La même connexion qui donne vie aux réseaux IIoT les met également en danger. Alors que la plupart des entreprises disposent de protocoles de sécurité et d'accès stricts autour de leurs systèmes et bases de données centraux, leurs appareils IdO sont parfois relativement peu protégés. Essentiellement, ils peuvent servir de fenêtres de sous-sol, donnant un accès complet à un système autrement assez sécurisé via ses points d'entrée conventionnels. Heureusement, les protocoles et technologies de sécurité suivent en grande partie les progrès de l'IIoT. Toutefois, les protocoles de sécurité interentreprises, qui sont clairement communiqués et renforcés à tous les employés et opérateurs, sont souvent à la traîne. Si ce n'est pas déjà le cas, les stratégies de sécurité doivent devenir une priorité absolue pour toute entreprise moderne. 

Les six principaux avantages de l'IIoT et des systèmes cyberphysiques

Dans le cadre d'un processus global de transformation numérique, un réseau IIoT constitue un outil puissant pour renforcer la résilience et la compétitivité.

 

  1. Amélioration de l'agilité de l'entreprise : lorsque les terminaux IIoT partagent des données en temps réel, ils contribuent à un réseau d'intelligence qui rassemble, analyse et apprend continuellement les données. Cela permet aux entreprises de répondre aux opportunités et aux risques avec rapidité et détermination. Et ces mêmes terminaux envoient non seulement des données, mais peuvent également recevoir des instructions basées sur l'analyse des données pour adapter et optimiser leurs workflows automatisés.
  2. Des machines plus saines : les appareils et les machines d'un réseau IdO transmettent en permanence des journaux opérationnels et des données de performance. Les algorithmes d'IA et de Machine Learning utilisent ces données de capteur pour obtenir des informations précieuses sur les besoins de maintenance prédictive et autres, ce qui peut entraîner des économies considérables. En fait, selon McKinsey, « la maintenance prédictive réduit généralement les temps d'arrêt des machines de 30 à 50 % et augmente la durée de vie des machines de 20 à 40 %. »
  3. Une plus grande efficacité : malheureusement, « si ce n'est pas cassé », c'est souvent la position que les entreprises adoptent lorsqu'elles priorisent leurs besoins opérationnels. Cette attitude peut conduire à des processus hérités inefficaces qui risquent de dépasser leur objectif premier. L'application d'outils d'analyse avancés aux données IIoT donne lieu à des recommandations et stratégies continues pour mettre à jour les processus, rationaliser les workflows et accroître l'efficacité et la productivité.
  4. Gestion des stocks plus intelligente : les clients d'aujourd'hui souhaitent bénéficier d'une livraison le jour prochain et d'une variété et d'une personnalisation toujours plus nombreuses. Cela signifie un réseau plus important de magasins plus petits et plus distribués et un stock plus large avec plus d'articles individuels. Les terminaux IIoT peuvent aider à intégrer l'ensemble de ces entrepôts, stocks et réseaux de livraison sur une base géographique, ce qui donne aux responsables de la chaîne logistique (et aux clients) une idée en temps réel de l'emplacement des stocks à tout moment. Et pour certains produits, les appareils, comme les imprimantes en 3D, peuvent réduire la dépendance vis-à-vis des fabricants distants, ce qui permet aux entreprises de conserver des stocks virtuels et de fabriquer les produits dont elles ont besoin, à la demande et sur site.
  5. Des travailleurs plus sûrs:  Dans n'importe quel cadre industriel, il existe toujours le danger de blessures ou de souche. Aujourd'hui, de nombreuses entreprises réduisent ce risque grâce à l'utilisation de dispositifs de sécurité sur le lieu de travail IdO. Ceux-ci peuvent émettre des avertissements via des capteurs portables ou utiliser des casques VR pour aider les travailleurs à fusionner leurs expériences sensorielles avec la précision des appareils et machines intelligents. Dans les installations de fabrication, les dispositifs IIoT peuvent également être équipés de capteurs pour surveiller l'interactivité physique avec leurs homologues humains afin de les aider à les protéger contre les risques inattendus ou les contraintes répétitives, et même pour informer de nouveaux workflows plus sûrs au fil du temps. 
  6. Amélioration du service client : les réseaux IIoT connectent plus que les seuls terminaux et machines d'une entreprise. Ils intègrent également l'expérience et les données des clients.  Cette intégration se traduit par des expériences d'achat plus fluides, une logistique plus transparente et personnalisée, et une meilleure capacité à intégrer les commentaires et préférences des clients dans la fabrication et le développement de nouveaux produits. Un engagement pertinent et en temps réel avec les clients permet d'obtenir un modèle de gestion plus compétitif et résilient.

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Applications et exemples d'IoT industriel

Grâce à sa capacité à surveiller les conditions sur le terrain et à établir des rapports en temps réel, la technologie IIoT offre de vastes applications dans les secteurs d'activité modernes, en particulier lorsqu'elle est intégrée aux outils d'analyse optimisés par l'IA, aux processus automatisés et à un ERP de pointe.

 

  • Fabrication intelligente : les entreprises collectent des données à partir des commentaires des clients, des tendances des médias et du marché mondial. Les systèmes optimisés par l'IA peuvent fusionner ces données et d'autres données pertinentes pour éclairer le développement des produits et le contrôle qualité. Sur la base de ces informations, un réseau IIoT de machines et d'appareils robotiques peut être automatisé pour optimiser la fabrication de produits dans les usines intelligentes.
  • Chaînes logistiques résilientes : les réseaux IIoT permettent aux responsables de la chaîne logistique de savoir où se trouvent leurs produits, quels fournisseurs en disposent et combien sont en stock. Les terminaux et machines IIoT peuvent également être programmés à la volée pour s'adapter aux événements et perturbations en temps réel, offrant aux entreprises une planification de secours intégrée et un avantage concurrentiel et résilient.
  • Logistique intelligente : pour répondre à la demande croissante de vitesse et de volume, les prestataires logistiques ont dû augmenter leur flotte de véhicules utilitaires avec des réseaux de partenaires de livraison du dernier kilomètre utilisant des petits véhicules à la demande (y compris même des vélos et des scooters). En équipant ces réseaux de véhicules d'IIoT et d'appareils ou d'applications de suivi, les responsables de la chaîne logistique peuvent garder une vue centralisée de chaque véhicule de leur flotte, qu'il s'agisse d'un cargo ou d'un e-bike. Les données en temps réel des capteurs IoT peuvent également aider à fusionner les charges, à réduire les déchets et à accélérer les livraisons.
  • Soins de santé : du point de vue des patients, les moniteurs et les objets portables de l'IoT peuvent les aider à mieux maîtriser leurs soins, tout en étant connectés à leur prestataire de soins de santé. Pour les médecins, les données fournies par ces dispositifs peuvent donner une image plus complète de la santé du patient. Il en résulte une approche plus éclairée et approfondie des diagnostics, du traitement et du bien-être général. Et dans des applications plus pratiques, les dispositifs IIoT chirurgicaux s'améliorent régulièrement et la chirurgie à distance et les dispositifs de diagnostic avancés permettront aux professionnels de santé des régions sous-développées ou isolées, de partager en temps réel leurs apports sensoriels et leurs partenaires, avec certains des meilleurs médecins et infirmières du monde.
  • Agriculture : pour les entreprises dépendantes de la météo et des forces naturelles, tout outil contribuant à réduire les risques et la vulnérabilité est un ajout bienvenu. Selon le magazine Forbes, le secteur agricole moderne utilise des solutions IdO pour tout, de l'agriculture de précision qui distribue l'eau et d'autres ressources selon les besoins, à la facilitation de l'aérologie dans les fermes verticales grâce à des capteurs qui surveillent la température, l'humidité et d'autres facteurs pour créer un environnement de croissance intérieur idéal pour les plantes.
  • Gestion intelligente des bâtiments : les bâtiments équipés de dispositifs et de capteurs intelligents offrent aux gestionnaires d'installations une visibilité sans précédent sur les opérations qu'ils peuvent utiliser pour économiser de l'argent, prolonger la santé des infrastructures et accroître l'efficacité énergétique. Les capteurs IIoT collectent des données granulaires en temps réel sur le système HVAC, par exemple, qui peuvent être utilisées pour ajuster le chauffage dans différentes zones, en cas de besoin. Les capteurs peuvent également être utilisés pour découvrir les fuites précoces afin de prévenir les inondations ou de détecter les vibrations, les formations de fissures, l'exposition à l'humidité et d'autres problèmes d'intégrité structurelle dans les bâtiments plus anciens.  
  • Services publics durables et gestion de l'énergie : la technologie IIoT a de nombreuses utilisations dans le secteur de l'énergie et de l'eau et de l'énergie, depuis la surveillance des modèles d'utilisation jusqu'à la prévision de la demande et l'optimisation de la consommation d'énergie. Dans les microréseaux distribués, il permet aux consommateurs d'énergie équipés de panneaux solaires ou d'autres sources d'énergie alternatives de devenir des "prosommateurs", en voyant la puissance qu'ils utilisent et combien ils peuvent soit revendre au réseau, soit redistribuer comme bon leur semble.

Prochaines étapes vers une transformation IIoT

Une transformation réussie repose sur de bonnes stratégies de gestion du changement et sur un engagement en faveur d'une communication régulière et pertinente à l'échelle de l'entreprise. La construction d'un réseau IIoT n'a pas à se faire du jour au lendemain. Elle peut commencer par un ERP cloud moderne pour vous aider à centraliser et unifier vos opérations de gestion, puis à créer progressivement à mesure que vous connectez et intégrez des terminaux intelligents, des équipes intelligentes et des systèmes intelligents. 

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