Notre (info)graphique, brève histoire de l'Internet industriel des objets

[VOIR L'INFOGRAPHIE COMPLÈTE ICI]

L'Internet des objets (IoT) est présenté par beaucoup comme la prochaine révolution industrielle. L'IoT est devenu de plus en plus courant ces dernières années, et les principaux cabinets d'analystes prévoient que la prochaine décennie de développement continu de l'IoT stimulera une croissance des revenus mondiaux de plus de 2 à 3 000 milliards de dollars. Les experts du secteur s'accordent également à dire que le secteur industriel a le plus à gagner de cette révolution technologique et que l'Internet des objets industriel (IIoT) représentera probablement la part du lion de la croissance globale des revenus de l'IoT.

La révolution IIoT d'aujourd'hui a été un long chemin, et bien que l'innovation des consommateurs ait joué un rôle important, une grande partie de cette route a été pavée par l'innovation du secteur industriel. Alors que la technologie continue d'évoluer à un rythme sans précédent, l'avenir de l'IIoT est dans l'esprit des investisseurs et des utilisateurs finaux de la technologie. Mais nous ne pouvons pas savoir où nous allons tant que nous ne savons pas où nous avons été, et pour comprendre l'avenir de l'IIoT, nous devons commencer en 1968.

Des débuts modestes

Malgré une gueule de bois des festivités du Nouvel An de la nuit précédente, l'ingénieur Richard (Dick) Morley a rédigé un mémo le 1er janvier 1968 qui a finalement conduit à l'invention du contrôleur logique programmable (PLC). Sa création, le Modicon, a grandement contribué aux capacités de fabrication de General Motors et a considérablement influencé l'avenir de l'industrie de l'automatisation.

Dick n'était pas le seul à être occupé en 1968. Dans l'espoir de créer un « appareil pour générer et transmettre des informations numériques », l'inventeur et homme d'affaires américain Theodore G. Paraskevakos travaillait sur le premier appareil machine à machine (M2M) au monde. L'API de Morley et le M2M de Paraskevakos ont été les premiers pas franchis sur le long chemin menant à l'IIoT d'aujourd'hui.

Jeter les bases de la connectivité

Avance rapide jusqu'aux années 1980 et à deux jalons critiques de l'IIoT. La standardisation de la connectivité Ethernet en 1983 a jeté les bases pour connecter physiquement des machines de différents fabricants. Six ans plus tard, Sir Tim Berners Lee, informaticien au CERN, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, a renforcé cette gestion multi-réseaux avec l'invention d'une petite chose appelée le World Wide Web. Lee a conçu et développé le Web pour répondre à la demande de partage automatique d'informations entre les scientifiques des universités et des instituts du monde entier.

Alors que le « web » n'en était qu'à ses balbutiements, le secteur industriel a jeté son dévolu sur une connectivité interopérable en usine. Un groupe de fournisseurs s'est réuni pour répondre aux préoccupations croissantes, appelé « problème de pilote de périphérique ». Ce groupe comprenait une demi-douzaine d'entreprises, dont Fisher-Rosemount, Intellution et Rockwell Software, entre autres. C'était la première réunion de ce que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de Fondation OPC.

Connectivité, collaboration et coopération

Lorsque ces fournisseurs de solutions industrielles se sont réunis pour la première fois, leurs solutions d'interface homme-machine (IHM) et de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA) ont été développées avec des protocoles de communication propriétaires ou des bibliothèques de pilotes. Au fur et à mesure que des solutions de pointe ont émergé et que les opérateurs industriels des utilisateurs finaux ont commencé à créer des architectures intégrées avec des solutions de plusieurs fournisseurs, le besoin de permettre la communication entre des machines traditionnellement disparates est devenu évident. Les fournisseurs devaient soit investir des ressources dans le développement de fonctionnalités au niveau des applications, soit commencer à créer des connexions plus inclusives entre les solutions, y compris celles des concurrents.

Certains fournisseurs ont décidé de créer leurs propres interfaces de programmation d'applications (API) ou kits d'outils de pilote. Bien que cela résolve leurs propres problèmes de connectivité, cela limite la manière dont les utilisateurs finaux peuvent intégrer des solutions supplémentaires. Heureusement, le marché a rapidement persuadé les fournisseurs de collaborer et d'apporter des modifications qui étaient dans le meilleur intérêt des utilisateurs finaux.

La Fondation OPC a forcé de nombreux fournisseurs concurrents à travailler ensemble pour résoudre les problèmes de connectivité perpétués par les protocoles de communication propriétaires. Le besoin de solutions plus interopérables a été encore souligné en 1995, lorsque Microsoft Windows a pris la domination de l'usine. Windows 95 a été le premier système d'exploitation (OS) disponible dans le commerce (COTS) avec des capacités plug-and-play pour prendre en charge une intégration facile avec le matériel, et il a permis aux utilisateurs d'interagir avec des unités graphiques et des commandes similaires aux IHM déjà utilisées dans l'usine. Windows 95/NT 4.0 étaient également plus conviviaux pour les développeurs et moins chers que leurs homologues d'automatisation industrielle. Lorsqu'il est devenu clair que Microsoft Windows était le système d'exploitation omniprésent sur lequel construire, tous les développements de logiciels industriels ont commencé à cibler Microsoft Windows comme plate-forme de choix.

La fin des années 1990 comprenait également des avancées majeures dans la technologie M2M sans fil. Ethernet, alors vieux d'un quart de siècle, est devenu la norme de connectivité universelle dans les environnements industriels. Les normes d'interface ont commencé à se différencier par secteur :le DNP et la CEI 61850 qui dominent désormais le secteur de l'électricité; BACnet en Domotique ; et des normes supplémentaires telles que Profibus, CC-Link, HART, etc. Des consortiums pour chacune de ces normes ont commencé à se former. Le secteur industriel évoluait rapidement vers l'IIoT que nous connaissons aujourd'hui.

Apporter l'IIoT au plus grand nombre

Avec un système d'exploitation omniprésent et une dorsale Ethernet en place, de plus en plus d'appareils industriels sont devenus connectés. En 1999, Kevin Ashton, un pionnier britannique de la technologie, a continué sur le ton de la connectivité dans le nouveau millénaire, en inventant le terme « Internet des objets » pour décrire un système où Internet est connecté au monde physique via des capteurs. La connectivité a même été rendue possible pour les appareils existants, une tendance qui s'avérerait essentielle dans les environnements industriels, où l'équipement est coûteux et considéré comme un investissement à plus long terme.

Le jalon IIoT le plus important du début des années 2000 a peut-être été l'avènement et l'adoption généralisée des technologies cloud. L'introduction d'Amazon Web Services en 2002 a apporté le cloud au plus grand nombre et a changé à jamais la façon dont les architectures d'entreprise et industrielles étaient construites et utilisées. Quatorze ans plus tard, le cloud et les machines virtuelles offrent toujours de nouvelles opportunités pour l'IIoT.

Au milieu des années 2000, alors que le monde de la consommation achetait des smartphones, le monde industriel devenait des automates programmables et des systèmes de contrôle distribué (DCS) plus petits et plus intelligents. Les contrôleurs hybrides et les contrôleurs d'automatisation programmables (PAC) ont émergé, et le matériel hérité a évolué à mesure que la batterie et l'énergie solaire sont devenues plus fiables et économiques. Les fabricants pourraient alimenter des capteurs sur une architecture distribuée, comme un oléoduc, pour renforcer l'intelligence et la connectivité aux confins d'une organisation. La combinaison de sources d'alimentation généralisées et de connectivité avec des appareils intelligents a commencé à ajouter un contexte significatif aux données industrielles.

Les données se transforment en informations

Le contexte a transformé les données en informations, et l'industrie s'est à nouveau tournée vers la Fondation OPC pour résoudre les nouveaux défis liés à la communication de ces données contextuelles. En 2006, la Fondation a répondu avec le protocole OPC UA sur lequel beaucoup s'appuient encore aujourd'hui. Le nouveau protocole OPC UA a été construit sur des normes existantes, mais a abordé le développement de nouvelles technologies et avancées. OPC UA a découplé l'API du fil et a été conçu pour s'adapter aux appareils de terrain, aux applications de couche de contrôle, aux systèmes d'exécution de fabrication (MES) et aux applications de planification des ressources d'entreprise (ERP). Son modèle d'information générique prenait en charge les types de données primitifs (tels que les entiers, les valeurs à virgule flottante et les chaînes), les structures binaires (telles que les temporisateurs, les compteurs et les PID) et les documents XML. À ce jour, OPC UA fournit une norme d'interopérabilité qui fournit un accès aux données de l'atelier au dernier étage.

En 2010, les données relatives aux machines et aux opérations ont commencé à produire une valeur réelle, et de plus en plus d'organisations ont cherché à stocker et analyser leurs données au fil du temps. En réponse, le marché de l'historien des données a décollé et la technologie des capteurs a connu des baisses de prix importantes. Cette intelligence et cette connectivité abordables et flexibles amèneraient de nombreuses architectures industrielles « brownfield » (préexistantes) dans l'ère de l'IIoT, car de plus en plus d'appareils hérités étaient renforcés par l'intelligence et la connectivité des capteurs. De plus, les progrès de l'informatique personnelle et des périphériques de périphérie ont fourni encore plus de flexibilité dans la capacité des organisations à accéder aux données et à les analyser de n'importe où et à tout moment. Les leaders de l'industrie informatique, dont Citrix et Intel, ont commencé à discuter ouvertement des meilleures pratiques pour la tendance croissante à apporter votre propre appareil (BYOD).

IIoT aujourd'hui, demain et au-delà

Au cours des six dernières années, toutes les pièces se sont mises en place pour solidifier une vision réelle et significative pour l'avenir de l'IIoT. Connectivité industrielle robuste, analyses avancées, surveillance basée sur les conditions, maintenance prédictive, apprentissage automatique et réalité augmentée, tels sont l'avenir des concepts IIoT, soutenus par une technologie viable disponible aujourd'hui. Les leaders technologiques, notamment GE, IBM, PTC et bien d'autres, parient massivement sur l'avenir de l'IIoT. Au cours des deux dernières années, des investissements majeurs dans l'innovation et les acquisitions ont encore affiné ces plates-formes IIoT émergentes.

La route a été longue depuis l'idée de résistance à la gueule de bois de Richard Morley pour le PLC, mais comme plus d'attention et de ressources sont consacrées à l'avancement de l'IIoT, des choses encore plus importantes sont attendues sur des marchés plus larges. Selon un récent rapport de business intelligence, près de 6 000 milliards de dollars seront dépensés en solutions IoT au cours des cinq prochaines années et les entreprises seront les premiers à adopter des solutions IoT.

Avec un tel enjeu, il y aura sans aucun doute des changements majeurs dans le monde industriel. À mesure que les règles changent et que la technologie se développe, les rôles évoluent et les structures commerciales s'ajustent. Par exemple, la technologie des opérations et les divisions informatiques traditionnellement disparates commencent à collaborer et même à fusionner. Nous entendons parler de ces changements de rôles de la part de nos clients, et l'utilisation croissante des normes informatiques traditionnelles, telles que MQTT, WAMP et XMPP, dans le secteur industriel sont une preuve supplémentaire de cette transformation. Et à mesure que les données intégrées et accessibles deviennent la norme, les data scientists capables d'interpréter ces données évoluent de plus en plus vers des postes de direction exécutive décisionnelle.

S'il est difficile de prédire exactement comment l'IIoT évoluera, il est clair que nous atteignons un point de basculement dans cette nouvelle révolution industrielle. Alors que de plus en plus d'appareils sont connectés et que plus de données sont créées pour alimenter des programmes d'analyse et d'intelligence artificielle de plus en plus puissants, il n'y a apparemment aucune limite aux progrès qui peuvent être réalisés autour de l'IIoT.