Industrie 4.0 dans un univers multiprotocole

C'est peut-être la partie la plus épineuse de la mise en œuvre de la fabrication intelligente et de l'industrie 4.0 :comment intégrer les systèmes existants dans le monde de la production, de la collecte et de l'analyse des données machine ?

Avec un manque de standardisation des protocoles logiciels pour les technologies opérationnelles et informationnelles, il peut sembler impossible de faire fonctionner ensemble de manière transparente les anciens et les nouveaux équipements d'usine, produisant des flux de données standardisées et exploitables.

"La réalité est que nous allons avoir tous ces protocoles, à la fois les nouveaux, les grands et les anciens, les plus primitifs, pendant longtemps", a déclaré Jonathan Wise, vice-président de la technologie au CESMII, le Smart Manufacturing Institute.

Le commentaire de Wise est intervenu alors qu'il animait un groupe d'experts lors du récent panel sur l'interopérabilité et l'harmonisation de la fabrication intelligente, dans le cadre du sommet en ligne CESMII sur la fabrication intelligente, organisé pour montrer ce que signifie démocratiser la fabrication intelligente.

Le panéliste Russell Waddell, directeur général de l'Institut MTConnect, avait défini les termes plus tôt dans la discussion :"Le protocole est la façon dont vous transmettez des données d'un endroit à l'autre, d'un système à l'autre, tandis que le modèle [d'information] est ce qu'il y a réellement dans ces données, » a-t-il noté, soulignant que la norme MTConnect offre un vocabulaire sémantique pour les équipements de fabrication afin de fournir des données structurées et contextualisées sans forme propriétaire.

"Comment guideriez-vous les fabricants qui cherchent probablement à moderniser des systèmes de friche industrielle [déjà existants] afin qu'ils puissent tirer parti d'une fabrication intelligente ou, dans d'autres cas, qui cherchent peut-être à acheter de nouvelles machines ?" Wise a demandé aux experts. « Que devraient-ils rechercher dans les zones vierges et s'assurer qu'ils sont bien positionnés pour passer à l'Industrie 4.0 ? Et ensuite, comment pouvons-nous, nous qui essayons de créer de la valeur informationnelle à partir de ces sources de données, gérer un univers multiprotocole ?"

Le président et directeur exécutif de la Fondation OPC, Stefan Hoppe, a déclaré :« Pour les scénarios de friches industrielles, certainement », il existe un « énorme écosystème, avec des passerelles qui communiquent avec la couche supérieure OPC UA [un protocole de communication machine], y compris le transport MQTT [un protocole qui transporte messages entre appareils] et ainsi de suite, et au niveau inférieur, en utilisant ce qu'ils avaient auparavant. Pour les nouveaux scénarios entièrement nouveaux, presque tous les fournisseurs de machines ont intégré OPC UA dans la conception et l'appareil. "Ensuite, vous disposez d'une modélisation des informations à partir de la source directement prête à l'emploi", a déclaré Hoppe.

Erich Barnstedt, architecte en chef, normes et consortiums, Azure IoT chez Microsoft, a pesé:«Très franchement, l'équipement hérité va être avec nous pour toujours. Nous devons faciliter la tâche avec les bons outils pour mapper cet équipement hérité sur un modèle d'information ouvert basé sur des normes. Effectuez ce processus une fois, puis utilisez le modèle d'informations standardisé et trouvez un mécanisme automatique pour envoyer également ce modèle d'informations aux systèmes d'analyse cloud ou aux systèmes d'analyse sur site.

"Il ne doit pas nécessairement être basé sur le cloud, mais le logiciel d'analyse est là où se trouve la valeur ajoutée et l'industrie 4.0, en termes d'obtention de nouvelles informations que vous ne pouviez pas faire auparavant. Donc, rendre cette phase de cartographie de la connectivité et de la modélisation des données aussi indolore que possible, c'est ce que nous devons à nos clients."

Aucun protocole unique n'a besoin de l'emporter, a ajouté Barnstedt. Les fabricants doivent savoir comment obtenir leurs données dans un format qu'ils peuvent utiliser à l'avenir, indépendamment du fournisseur, puis créer les bons outils pour le travail afin d'en faire une expérience transparente, a-t-il déclaré.

Le point clé de l'interopérabilité réside dans les modèles d'information, a déclaré Wise.

"Si vous êtes un fabricant avec des équipements plus anciens, vous n'êtes pas bloqué par cela. Nous pouvons adapter et mettre en œuvre le type de bits nécessaires pour se connecter aux systèmes d'information modernes. Mais en cours de route, nous devrons normaliser ou standardiser ces données.

« Et si vous vous retrouvez à créer votre propre modèle d'information, si vous pensez que vous avez la meilleure façon de décrire une machine particulière, arrêtez. Les experts ont travaillé sur ce problème particulier pendant une décennie ou plus. C'est là que nous avons besoin d'un point commun. C'est là que nous devons adopter des approches communes, un langage commun."

Pour aider à parvenir à un langage commun, les modèles d'informations OPC UA seront publiés dans la bibliothèque cloud UA, qui inclura également les modèles d'informations existants de VDMA Verlag, une association d'ingénieurs basée en Allemagne, selon le panéliste Andreas Faath, directeur général de l'European groupe.

Rejoindre ces outils dans la bibliothèque à l'avenir pourrait être un langage de production global basé sur OPC UA sur lequel VDMA travaille.

Les outils logiciels open source pour l'interopérabilité référencés par le panel - OPC UA, MQTT, la spécification compagnon MTConnect - sont déjà publiés sur GitHub. "Tout ce dont vous avez besoin est là, et si vous avez besoin d'aide pour trouver ces étapes, c'est pour cela que CESMII est là ; non pas pour choisir un camp dans une guerre protocolaire, mais pour vous aider à trouver les étapes d'où vous êtes à où vous voulez aller », a déclaré Faat.