Guide complet de l'IIoT (Internet industriel des objets)

Une ressource pour comprendre l'IdO industriel, explorer des cas d'utilisation intéressants et se préparer aux défis courants

Avec des marges plus serrées, une inflation en hausse et une concurrence plus forte que jamais, de nombreuses entreprises subissent une transformation numérique pour rester compétitives sur le marché actuel.

L'IdO industriel est une technologie essentielle pour les entreprises qui cherchent à créer des usines intelligentes et à conquérir davantage de parts de marché. En fait, de nombreuses entreprises ont déjà adopté des solutions de connectivité pour réduire les coûts et parvenir à un fonctionnement plus efficace.

Mais qu'est-ce que "l'IdO industriel" exactement ? Et comment ce concept facilite-t-il une transformation numérique pour améliorer les modèles commerciaux et créer une plus grande efficacité opérationnelle ? Est-ce une solution miracle? Comment les fabricants utilisent-ils réellement ces solutions pour générer de la valeur ?

Ci-dessous, nous allons plonger dans la technologie derrière Industrial IoT. Nous mettrons également en évidence les cas d'utilisation courants, les défis et les avantages pour vous fournir un aperçu complet.

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

L'Internet industriel des objets (IIoT) fait référence à l'utilisation de l'Internet des objets (IoT) dans les environnements industriels. Cela inclut la collecte de données à partir d'équipements connectés intelligents, de capteurs, d'actionneurs et de systèmes.

Une fois collectées, ces données sont nettoyées, configurées et analysées dans le cloud. Il fournit ensuite des informations précieuses en temps réel aux gestionnaires, aux opérateurs et aux autres utilisateurs finaux. Dans les applications avancées et la robotique, ces connaissances peuvent développer des solutions prédictives et descriptives et même déclencher des actions autonomes ou semi-autonomes des machines. Cela rend l'équipement plus rapide, plus efficace et moins susceptible de souffrir d'erreur humaine. Cela améliore également la sécurité des travailleurs, améliore la qualité et réduit les coûts.

L'IdO industriel utilise l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique (ML) et d'autres logiciels ou outils de calcul pour aligner les appareils et les plates-formes. Cela crée un système cyber-physique avec beaucoup plus d'efficacité et de capacité que les systèmes de surveillance de fabrication traditionnels.

Les statistiques montrent que plus de 30,9 milliards d'appareils IoT sont attendus d'ici 2025, et la fabrication jouera un rôle important dans le développement de modèles commerciaux qui stimulent la rentabilité. Tout cela fait partie d'une transformation croissante attribuée à la quatrième révolution industrielle, l'industrie 4.0.

L'importance de l'IIoT

Embourbée dans les processus manuels et la maintenance réactive des machines, la fabrication est l'industrie idéale pour exploiter les masses de données que les machines produisent mais qui étaient auparavant inexploitées. Les données sont puissantes et y avoir accès ainsi que la capacité de les manipuler à l'aide d'algorithmes basés sur l'informatique décisionnelle signifie obtenir des informations. Il ne s'agit pas seulement de chiffres, mais de ce que ces chiffres signifient.

Avec l'IdO industriel, il est possible de savoir, en temps réel, dans le temps et dans l'espace, ce qui se passe dans une usine, jusqu'à la machine individuelle et au cycle de production. Cette capacité à s'engager dans une maintenance prédictive et des processus automatisés n'est que le début de l'utilisation des données et de l'interactivité.

Parfois appelé "fabrication avancée", l'avenir de l'IdO industriel comprend non seulement des capteurs passifs qui transmettront et analyseront des données, mais créeront des connexions à des machines qui permettront des processus actifs :des machines qui peuvent s'autocorriger lorsqu'elles ne fonctionnent pas dans des paramètres définis, par exemple exemple.

Ainsi, même si cela peut apparaître comme une technologie éliminant une fois de plus le besoin d'intervention humaine, l'IoT doit être considéré comme permettant des changements dans les processus de fabrication qui donnent la priorité au client. Une mise sur le marché plus rapide, une production à la demande et des niveaux de personnalisation simplifiés ne sont que trois façons dont la connectivité obtenue grâce à l'IoT peut faire la différence.

Au contraire, l'amélioration de la communication et des processus entre l'homme et la machine se traduira par l'élimination par les humains des tâches manuelles répétitives, leur permettant de concentrer leur attention sur les exceptions et les améliorations qui amélioreront la valeur commerciale d'un fabricant.

Qu'est-ce qui pousse les fabricants à passer à l'IoT industriel ?

L'intérêt initial pour l'IdO industriel était axé sur l'efficacité. Les fabricants pourraient économiser du temps et des efforts en mettant en œuvre des calendriers de maintenance prédictive, en évitant les temps d'arrêt imprévus et en tirant parti des données historiques pour éclairer les décisions futures du cycle de production. Tous ces éléments contribuent à la capacité d'un fabricant à être compétitif sur des marchés mondiaux très fréquentés.

Mais au-delà de l'efficacité, il y a l'innovation. Les industriels voient l'intérêt d'accumuler des masses de données pour concevoir de nouveaux produits, plus rapidement et à moindre coût. Le conducteur ultime ici est le client. Pouvoir prendre une idée et la créer, en répondant aux besoins spécifiques d'un client, permet une personnalisation sans précédent.

De plus, l'IdO industriel crée non seulement un environnement de fabrication « avancée », mais également un environnement de fabrication « intelligente ». La connexion et les données que l'IoT peut produire ne se limitent pas à l'usine, mais peuvent s'étendre bien au-delà pour inclure l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement, depuis les ressources brutes, la gestion des stocks et la prévision de la demande, jusqu'à la production et l'expédition. La capacité de descendre aux données brutes permet l'optimisation de tous les processus commerciaux, ce qui conduit à la croissance.

À partir de n'importe quel appareil connecté à un logiciel basé sur le cloud, l'IIoT crée de la flexibilité et de la rapidité dans ce qui était auparavant un processus lent et sujet aux erreurs pour découvrir la signification des données.

La technologie derrière les solutions IoT industrielles

L'Internet industriel des objets fonctionne sur des informations créées par la collecte de données en temps réel. Les entreprises manufacturières génèrent des quantités incroyables de données transactionnelles et opérationnelles chaque seconde. Une grande partie de ces données est perdue ou non structurée, ce qui signifie que les décideurs en tirent peu de valeur. Mais lorsqu'elles sont collectées et déployées sur une plate-forme IdO industrielle, elles peuvent être transformées en informations et en solutions pour une multitude de besoins commerciaux.

Le processus commence par l'équipement industriel - les machines qui produisent des biens pour tous les marchés du monde. L'automatisation traditionnelle des machines déployait souvent des logiciels propriétaires capables de capturer et d'analyser leurs équipements. Avec l'arrivée d'Internet, l'Internet industriel est devenu possible et la connectivité est devenue plus facile à déployer.

Les appareils IIoT sont devenus plus petits, plus faciles à installer et indépendants des OEM, ce qui a permis de relier des équipements de production plus récents avec des capteurs intégrés et des équipements analogiques plus anciens équipés de capteurs. Cette technologie innovante a permis d'obtenir une gamme infinie d'applications industrielles, toutes reposant sur des données générées par le fonctionnement normal de l'équipement.

En plus des câbles traditionnels et des lignes T1, les appareils IIoT d'aujourd'hui incluent également des capteurs intelligents qui peuvent être connectés via cellulaire ou Wi-Fi.

La combinaison d'une plate-forme logicielle et de la prolifération des appareils connectés signifie que les entreprises manufacturières ont une visibilité totale sur l'atelier et le processus de fabrication. La capacité d'analyser les données en temps réel signifie que les solutions intégrées peuvent modifier les SOP et favoriser l'amélioration continue.

Avec une usine entièrement connectée capturant des données en temps réel, les fabricants peuvent se concentrer sur les domaines à améliorer, accéder à des informations exploitables et développer des stratégies proactives grâce à des analyses prescriptives et prédictives.

IdO vs IdO industriel

L'Internet industriel des objets (IIoT) ne doit pas être confondu avec l'Internet des objets (IoT).

L'IoT utilise une communication filaire ou sans fil pour connecter, contrôler et fournir des services aux appareils d'une maison ou d'une entreprise. Il est le plus souvent utilisé dans les appareils grand public tels que les voitures, les thermostats ou les appareils électroménagers qui peuvent être connectés à Internet pour collecter et transférer des données.

L'IIoT est un ensemble de capteurs, de communication d'équipements, de systèmes d'automatisation et de plates-formes d'analyse utilisés pour contrôler et optimiser les opérations dans un environnement industriel.

Avec les appareils IIoT, la connectivité est le service, et l'acquisition de données permet au service d'adapter une expérience personnalisée à l'utilisateur. La connectivité est un outil numérique qui combine des analyses avancées, des appareils de pointe spécialisés, des capteurs et la communication pour créer et contrôler un écosystème conçu pour optimiser, rationaliser et améliorer l'efficacité dans un environnement de fabrication.

Quels sont les avantages de l'IIoT ?

Les solutions IoT industrielles permettent aux fabricants de commencer à utiliser plus efficacement les données opérationnelles en collectant et en normalisant les données de production en temps réel. En théorie, cela crée un nombre illimité de cas d'utilisation, de la simple surveillance des temps d'arrêt des équipements à la prévision des tendances sur la base de données historiques. Voici quelques-uns des avantages du déploiement d'une solution IoT efficace.

Amélioration des processus de fabrication et de la productivité

L'intervention humaine avec l'équipement est lente et source d'erreurs. En analysant les données collectées en temps réel, les fabricants peuvent prendre des décisions basées sur les données.

L'analyse avancée peut identifier des tendances qui n'auraient pas été détectables autrement et les suivre avec une solution prescrite qui améliore les processus de production à tous les niveaux. Il peut également identifier les différences entre les performances des opérateurs, les écarts de quart de travail et d'autres domaines pour aider à développer une meilleure utilisation de la main-d'œuvre et de la capacité. Ces améliorations augmentent la productivité globale et libèrent des capacités cachées.

Meilleure gestion des stocks

Avec la hausse des prix et des coûts de stockage plus élevés, les stocks sont un élément encore plus critique de la chaîne d'approvisionnement qu'il y a quelques années à peine. Les systèmes de contrôle industriels qui utilisent l'IIoT étendent l'acquisition de données au-delà de la production. Ces systèmes extraient des données de toute l'entreprise à l'aide d'appareils centrés sur le transfert ou liés à un logiciel d'inventaire via une API.

Les produits finis peuvent être suivis, et leur impact et leur disponibilité sont inclus dans l'analyse avancée sur la plateforme. À partir de là, il peut être transféré dans un logiciel financier ou des systèmes ERP pour donner un contrôle précis sur l'inventaire.

Qualité de précision

Les programmes de qualité traditionnels se concentrent sur l'audit, l'inspection et la prévention. Dans des secteurs tels que l'usinage CNC, où les pièces médicales, automobiles et aérospatiales sont conçues selon des tolérances exactes, de légères variations peuvent entraîner des taux de rebut élevés dans l'atelier ou des problèmes de sécurité si la pièce passe l'inspection et parvient à l'utilisateur final.

La mesure précise des coupes, des poids, de la température et d'autres données à l'aide d'appareils IIoT permet aux opérateurs d'analyser les données et d'effectuer des ajustements avant que les unités de production ne s'écartent des paramètres spécifiés. Cette analyse permet d'économiser du temps, du matériel, de la main-d'œuvre, des coûts et de réduire l'usure de l'équipement.

Les données peuvent même être capturées pour la broche et la fréquence du moteur. Cela aide les fabricants à développer des algorithmes d'apprentissage automatique pour repérer les défaillances qui pourraient entraîner des pertes de qualité. En utilisant des appareils de périphérie, l'informatique de périphérie ou des capacités natives de la plate-forme IIoT, de nombreux ajustements de qualité peuvent être programmés pour être effectués par la machine de manière autonome ou semi-autonome.

Économies de coûts

Les systèmes IIoT peuvent générer des économies de coûts dans les entreprises de fabrication. Premièrement, la capacité de détecter et de corriger les anomalies permet d'économiser du travail, des pertes de matériel et des temps d'arrêt. Deuxièmement, l'analyse des données avec des analyses avancées permet à l'IoT industriel d'identifier les tendances et les modèles qui manquent aux humains. Cette capacité d'analyse permet d'optimiser les processus et de réduire les coûts opérationnels.

De plus, les appareils connectés peuvent fournir des informations qui permettent aux entreprises de développer des stratégies de maintenance prédictive pour réduire les temps d'arrêt, réduire le coût des pièces de rechange et prolonger la durée de vie des équipements.

Suivi et protection des actifs

Les biens d'équipement sont l'un des coûts les plus élevés pour les entreprises manufacturières. Grâce à la technologie IIoT, à la surveillance en temps réel, aux prescriptions de maintenance prédictive et à d'autres outils, les entreprises peuvent développer des stratégies pour maintenir la santé des actifs dans une seule usine ou dans l'ensemble de l'entreprise.

Les plates-formes de données machine avancées comme MachineMetrics peuvent analyser les données d'équipement pour détecter les problèmes de durée de vie de l'outil, l'état de la machine et d'autres variables. Ils peuvent également prescrire des actions qui maintiennent les machines en bon état de fonctionnement.

Amélioration de la conception du produit

La conception traditionnelle des produits a été retirée du processus de fabrication et était inutilement itérative. En plus d'augmenter les coûts de R&D et de développement, les données de production en temps réel n'étaient pas disponibles pour être incluses dans le processus de conception.

Les technologies IIoT peuvent lier le processus de conception et de développement avec des données en temps réel générées dans des conditions de fonctionnement réelles. Ces données peuvent être analysées pour créer des jumeaux numériques qui modélisent la durée de vie des produits et identifient les zones problématiques. Cela permet aux concepteurs de corriger les défauts des conceptions actuelles et de développer de nouveaux produits avec de meilleures performances.

Ces informations permettent aux entreprises de développer des stratégies proactives et tournées vers l'avenir pour réduire les coûts de développement, améliorer les revenus et développer de nouveaux produits ou services.

Quels secteurs utilisent l'IIoT ?

De nombreuses industries utilisent des appareils et des technologies IIoT. Certaines des industries les plus courantes utilisant les solutions IIoT incluent :

Utilitaires électriques

Les services publics d'électricité disposent de vastes ressources qui s'étendent bien au-delà du point de production. La capacité de déployer des analyses approfondies qui analysent la consommation d'énergie et prédisent les tendances se traduit par une meilleure production et une meilleure gestion de l'énergie. Les outils numériques qui permettent à ces producteurs de visualiser l'ensemble de leur réseau en termes de performances et de santé ont changé la donne.

Industrie pétrolière et gazière

Les environnements industriels varient considérablement d'une industrie à l'autre. L'industrie du gaz consiste en une production à grande échelle sur de longues distances. La capacité d'automatiser les tâches qui étaient auparavant effectuées en personne est essentielle pour les industries où la détection précoce des anomalies peut éviter une catastrophe environnementale et assurer une meilleure sécurité des travailleurs.

Industrie automobile

L'industrie automobile a rapidement adopté la technologie de la quatrième révolution industrielle. Cette industrie très coûteuse associe les systèmes IIoT à d'autres technologies émergentes telles que la robotique pour créer des environnements d'usine intelligents.

L'industrie automobile d'aujourd'hui est fortement investie dans les logiciels. L'IIoT lui a permis de créer un écosystème de surveillance de la production et de la fabrication directement lié aux ventes, au marketing, à la chaîne d'approvisionnement et au financement. Cela donne à l'industrie une image complète de ses conditions de fabrication tout en extrayant les données d'une connectivité embarquée sans cesse croissante et en les reliant pour une valeur accrue.

Usinage CNC

Les entreprises de machines CNC sont des fabricants discrets. Parce qu'ils produisent des éléments distincts, il existe des problèmes liés au temps de configuration, aux paramètres, à l'optimisation des processus, à la formation et à l'utilisation de la main-d'œuvre, etc. C'est ici que l'analyse du Big Data et les applications IIoT avancées peuvent faire une différence significative en termes de rentabilité.

En analysant les données des capteurs intégrés, des appareils modernisés, des données de fréquence et d'autres entrées, une entreprise de machines CNC peut trouver des moyens de maximiser la capacité et de réduire les coûts. Cela peut être réalisé grâce à des processus optimisés, de nouveaux agencements d'ateliers, une maintenance prédictive, une durée de vie optimisée des outils, etc.

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Risques et défis

Plusieurs problèmes sont associés à l'IdO industriel, notamment le coût, l'expérience et la sécurité. Ci-dessous, nous examinerons en profondeur ces risques et défis.

Coût d'investissement

Avec toute nouvelle technologie, le coût d'adoption et de mise en œuvre figure en bonne place sur la liste des considérations. Comme toutes les industries, les entreprises manufacturières ont tendance à comprendre les nouvelles technologies en termes d'informatique traditionnelle. L'infrastructure, la formation et la maintenance des systèmes sur site en réseau fermé étaient considérables. L'idée de remplacer ou de rendre obsolètes ces systèmes est intimidante.

Il y a aussi un manque de compréhension en termes de retour sur investissement. Si les promesses sont correctes, les avantages de l'IIoT l'emporteront sur le coût. Et à mesure que la prolifération des appareils et le développement de logiciels se poursuivent, les coûts d'investissement continueront de baisser. Il existe déjà des appareils, des logiciels et des fournisseurs de services cloud abordables disponibles pour les systèmes ad hoc.

Formation et expérience

Les opérateurs et le personnel informatique interne abordent souvent l'IIoT avec hésitation, après avoir participé à de nombreux projets et formations "prochaine grande nouveauté".

Les membres du personnel souffrent également du même problème mentionné dans la section sur les coûts ci-dessus, selon laquelle leurs connaissances sont basées sur la façon dont l'infrastructure informatique a été construite. Il faut montrer à ces membres du personnel que les outils numériques et les analyses avancées aident tout le monde à travailler plus intelligemment.

Les professionnels de l'informatique apprécieront que des plates-formes telles que MachineMetrics améliorent la polyvalence d'une structure informatique existante. Notre plate-forme peut communiquer en utilisant le câblage et le matériel existants tout en offrant une nouvelle connectivité comme le Wi-Fi et le cellulaire pour augmenter l'impact du réseau.

Sécurité

Peut-être qu'aucun problème ne concerne les adopteurs potentiels de l'IIoT comme la sécurité. Des problèmes de sécurité dans l'IIoT peuvent apparaître en raison d'un cryptage faible, d'interfaces mobiles non sécurisées, d'interfaces Web non sécurisées et de services réseau. Ces problèmes de sécurité sont compréhensibles, étant donné que jusqu'à 50 % des opérations d'infrastructure critiques utilisent des logiciels obsolètes.

Il y a à la fois une doublure argentée et une mise en garde dans le débat sur la sécurité de l'IIoT. Le bon côté est que la sécurité basée sur le cloud et les fournisseurs de services qui proposent des plates-formes via ces services ont rapidement renforcé la sécurité au cours des dernières années, réduisant considérablement les violations.

L'inconvénient est que la plupart des violations sont dues à des mots de passe faibles ou à d'autres actions de l'entreprise plutôt qu'au fournisseur de cloud lui-même. Cette réalité fait qu'en fin de compte, si la sécurité est toujours essentielle, la responsabilité du contrôle des données et des accès dépend des protocoles adoptés par les entreprises elles-mêmes, tout comme elles étaient tenues de le faire avec les systèmes internes.

À quoi ressemble l'avenir de l'IIoT ?

L'IIoT est l'une des tendances technologiques les plus passionnantes au monde aujourd'hui, mais de nombreuses entreprises en sont encore aux premiers stades de l'adoption.

L'avenir de l'IIoT verra davantage d'appareils connectés, une sécurité renforcée et un coût d'adoption en baisse. L'IIoT devrait croître à un TCAC de 16,7 % entre 2022 et 2027 pour atteindre 263,4 milliards de dollars.

À mesure que de plus en plus de fabricants d'appareils et de solutions logicielles entreront sur le marché, les coûts d'adoption diminueront. Cependant, comme de nombreuses entreprises réalisent des gains de productivité à deux chiffres, la perception des coûts et des avantages pourrait rapidement changer à mesure que les entreprises recherchent un avantage concurrentiel.

Comment commencer à mettre en œuvre des solutions IoT industrielles

La surveillance des machines est un exemple parfait d'utilisation de l'IdO industriel à bon escient. Auparavant un processus hautement manuel, l'IoT permet d'accéder aux données produites par les machines en temps réel et de transcender les silos fonctionnels au sein d'une organisation signifie une prise de décision plus rapide et plus ciblée, à tous les niveaux.

"En tirant parti de la puissance de l'IoT, les données sont automatiquement collectées à partir des machines et utilisées pour fournir des visualisations et des notifications en temps réel, ainsi que des analyses historiques pour aider les ouvriers d'usine à prendre des décisions plus rapides et plus éclairées." (Source)

La clé d'une mise en œuvre réussie de l'IoT dans le secteur manufacturier est de comprendre et de travailler à résoudre les défis inhérents :

1. Vieillir les anciens équipements pour s'adapter aux nouvelles technologies basées sur Internet :étant donné que l'achat de nouvelles machines n'est pas prévu pour de nombreux fabricants, l'adoption de l'IdO industriel implique la modernisation d'unités existantes. La surveillance des machines peut fonctionner efficacement grâce à des capteurs et des caméras adaptatifs, qui permettent la surveillance de l'unité et la collecte de données à un niveau sans précédent.
2. Connectivité et sécurité stables :pour obtenir les données, une infrastructure informatique dotée d'une technologie sans fil appropriée permettant une connectivité stable est essentielle. Il ne s'agit pas de mettre en place un routeur WIFI sans fil ! Cette connectivité doit également être sécurisée, avec authentification et cryptage des données. Ce besoin vous ramène à la stabilité des connexions, lorsque vous envisagez l'ajout de bande passante. Être sur la bonne voie pour ce type d'infrastructure informatique est un investissement de temps et d'argent, mais une fois en place, la convivialité des connexions cloud sans fil en temps réel sera phénoménale :vous vous demanderez comment vous avez pu travailler sans elle !
3. L'IdO industriel est encore jeune :cela entraîne un manque de bonnes pratiques, comme vous le constateriez régulièrement dans tout ce qui concerne la technologie. Ceci est particulièrement important dans les domaines de la sécurité. La façon dont un système peut être piraté et les meilleures pratiques pour gérer un tel événement doivent être bien planifiées pour garantir un minimum de perturbations.

Êtes-vous prêt à passer à l'étape suivante de votre parcours IIoT ?

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Aujourd'hui, des centaines de fabricants du monde entier ont connecté des milliers de machines à MachineMetrics pour surveiller la productivité, identifier les goulots d'étranglement, prévoir les pannes de machines et automatiser les flux de travail autour du fonctionnement des équipements de fabrication. Nous serions ravis de vous montrer comment. Réservez une démonstration avec notre équipe pour voir MachineMetrics en action, ou visitez notre page de plateforme pour en savoir plus.

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