Microsoft Ignite 2023 : IoT, robotique et avenir de l'Industrie 4.0

Introduction

Quand on pense à la « robotique », on imagine souvent des machines hostiles tout droit sorties de films de science-fiction. Cette perception est bien loin de la réalité de la robotique industrielle, a expliqué Rene Schulte, directeur de l'innovation globale chez Valorem Reply, lors de son keynote à Microsoft Ignite 2023. Il a souligné que l'Internet of Robotic Things — combinant IoT, réalité mixte (MR) et robotique — est un moteur clé de la révolution Industrie 4.0.

Les objets autonomes prouvent leur valeur

Malgré la longue histoire des véhicules à guidage automatique (AGV) dans les usines, les entreprises ont découvert que les AGV nécessitent une infrastructure dédiée — câbles, marquages, voies prédéfinies — ce qui ajoute des coûts initiaux significatifs. Les robots mobiles autonomes (AMR) résolvent ce problème. Les AMR naviguent librement, utilisent des capteurs embarqués et disposent de systèmes d'évitement de collision, réduisant dramatiquement les dépenses d'infrastructure.

Marek Matuszewski, manager chez Cluster Reply GmbH & CO. KG, a souligné que le boom de la robotique est porté par la baisse des prix du matériel et l'essor des robots mobiles. Il a comparé un exemple domestique courant : l'aspirateur robot moderne équipé de capteurs LiDAR. Ces appareils sont essentiellement des nœuds edge IoT mobiles.

Les robots mobiles équipés de capteurs IoT — caméras thermiques, détecteurs de gaz, thermomètres — combinés à l'intelligence artificielle pour la détection d'objets ont le plus grand impact dans les environnements industriels dangereux ou distants. « Ils peuvent aller là où les humains ne peuvent pas aller en sécurité », a déclaré Matuszewski. « Dans l'industrie, cela signifie inspecter des sites pétroliers et gaziers ou surveiller des éoliennes avec des drones et des modèles IA. »

Par exemple, les data scientists de Valorem Reply ont collaboré avec E.ON, l'une des plus grandes entreprises énergétiques d'Allemagne, pour entraîner des modèles d'apprentissage automatique qui améliorent la surveillance des éoliennes et réduisent les temps d'arrêt.

Passer à des décisions de données intelligentes avec la robotique

Valorem Reply s'étend au-delà de la capture de données vers le commandement et le contrôle de robots. Justin Jackson, président de Valorem Reply, a expliqué comment l'entreprise travaille avec des clients automobiles pour fusionner les données de capteurs IoT avec des modèles IA de maintenance prédictive. Cette intégration transforme les données brutes en insights actionnables qui pilotent des décisions business plus intelligentes sur le plancher de production.

Valorem est aussi un adopteur précoce du système robotique SPOT de Boston Dynamics. SPOT est déployé dans divers environnements clients, dont ECE, qui gère plus de 200 centres commerciaux comprenant environ 20 000 magasins à travers l'Europe. Le robot effectue :

• Maintenance prédictive et détection de dommages dans les parkings.
• Surveillance des fuites d'eau, incendies et brèches de sécurité.
• Création de jumeaux numériques en scannant l'ensemble du bâtiment chaque semaine pour mettre à jour le modèle 3D du gestionnaire d'installations.

Avant SPOT, de telles enquêtes complètes étaient annuelles, chronophages et coûteuses. Aujourd'hui, la photogrammétrie et le LiDAR permettent une modélisation 3D rapide, rationalisant la création de jumeaux numériques.

Jumeaux numériques : de la théorie à la pratique

Les jumeaux numériques répliquent un objet physique dans l'espace virtuel, permettant la superposition de données de capteurs en temps réel. « Nous avons vu très tôt que visualiser les données de capteurs sur une réplique 3D était bien plus convaincant que de simples jauges », a noté Jackson. Le défi a été le temps nécessaire pour construire des modèles 3D précis. En exploitant le LiDAR et la photogrammétrie, Valorem peut générer des jumeaux précis post-construction, éliminant le besoin de mises à jour CAO manuelles.

Avec SPOT et les solutions drone, l'entreprise envisage une adoption accélérée des jumeaux numériques à travers les industries, permettant maintenance proactive et optimisation opérationnelle.

Téléprésence et téléopération avec la réalité mixte

Matuszewski a démontré comment les robots mobiles peuvent être contrôlés via Microsoft HoloLens ou d'autres appareils AR/VR. « HoloLens vous permet de piloter le robot, d'interagir avec les étiquettes embarquées et d'effectuer de la téléopération à distance », a-t-il dit.

Valorem a développé une solution qui associe HoloLens aux flux de maintenance. Les techniciens peuvent recevoir des instructions mains-libres, étape par étape, pour des tâches complexes, comme la maintenance d'une unité de contrôle de pompe, et même conduire des sessions de formation virtuelle.