Industrie 4.0 : Redéfinir la gestion du Big Data pour la nouvelle révolution industrielle

La revue 2017 « Made Smarter Review » a décrit une feuille de route pour que la Grande-Bretagne mène le monde dans une nouvelle révolution industrielle qui promet de transformer la société et l'industrie. Cette revue ambitieuse, basée sur des consultations avec des universités de premier plan et des leaders industriels, a proposé la création de pôles d'innovation et d'une organisation nationale chargée de transformer la Grande-Bretagne en une marque mondiale de l'Industrie 4.0. La Stratégie Industrielle du gouvernement a également annoncé la création d'un Conseil IA piloté par l'industrie pour soutenir l'adoption rapide de l'Intelligence Artificielle dans les industries, y compris la fabrication.

L'opportunité est immense ; elle pourrait injecter 455 milliards de livres sterling dans l'économie manufacturière britannique, stimuler la croissance de 3 % par an et créer 175 000 emplois qualifiés projetés.

On envisage que la numérisation industrielle créera un changement dans la production, similaire à celui de l'invention de la mécanisation, créant une chaîne d'approvisionnement industrielle numérique où les produits sont développés, fabriqués et surveillés en temps réel du studio de conception à la vitrine à travers un processus unique et intégré. Les chaînes d'approvisionnement connectées avec des capteurs intelligents permettront la surveillance et la mesure en temps réel de vastes lignes d'assemblage automatisées.

Un tiers des entreprises industrielles à travers neuf secteurs ont déjà commencé à numériser leurs processus de chaîne d'approvisionnement et près des trois quarts l'auront fait d'ici 2020. La fusion numérique du monde physique et virtuel dans la fabrication permettra aussi aux visualisations informatiques d'être converties sans heurt en produits physiques personnalisés en n'importe quel emplacement via des imprimantes 3D et d'autres machines. Les robots industriels capables de fabriquer tout, des composants d'avion aux pièces nucléaires, créeront des chaînes d'approvisionnement industrielles rentables, rapides, efficaces et à faible maintenance. Le Royaume-Uni a déjà 71 robots par 10 000 travailleurs dans les industries manufacturières alors que l'automatisation de la production s'accélère.

Au cœur de la vision Industrie 4.0 du gouvernement pour le Royaume-Uni se trouve la création de chaînes d'approvisionnement automatisées numériquement entrelacées qui peuvent s'adapter en continu aux tendances de marché en direct ou aux conditions commerciales grâce à la capacité de suivre, tracer, surveiller et répondre en temps réel. Cela nécessitera une révolution dans les communications industrielles où le Big Data peut être numériquement omniprésent à travers une chaîne d'approvisionnement dès qu'il est généré, tout comme la technologie d'accès distant permet actuellement aux données sur un écran d'être répliquées en temps réel sur un autre. Nous aurons besoin de nouveaux standards ouverts pour permettre l'échange transparent de données à travers l'écosystème industriel.

Cela sera essentiel pour permettre aux signaux de contrôle, mesures de capteurs et autres données d'être continuellement échangés en temps réel afin que toutes les machines industrielles critiques, des robots aux imprimantes 3D, puissent être instantanément accédées à distance et contrôlées par des humains.

Avec des robots fabriquant des composants critiques pour la sécurité comme des moteurs d'avion, le personnel devra pouvoir surveiller, optimiser et maintenir à distance pour détecter et corriger instantanément les défauts logiciels ou prévenir les interférences malveillantes. Les équipes de cybersécurité devront aussi pouvoir surveiller et intervenir à distance dans les machines de fabrication pour éviter le sabotage industriel par cyberattaque. Par exemple, des chercheurs ont déjà montré comment pirater des fichiers d'imprimante 3D pour faire s'écraser un drone en modifiant les spécifications de conception des hélices.

Il y a aussi des plans pour décentraliser radicalement la fabrication à travers un « Internet de la Pensée » — basé sur un réseau de capteurs « DIY » qui peut analyser l'information de manière autonome, plutôt que de l'envoyer pour analyse à distance. Cela signifiera que si un robot industriel remarque son propre équipement dysfonctionnant, il sera capable de reconnaître ce qu'il doit faire et s'auto-corriger les défauts. Cependant, de tels systèmes auront besoin d'une supervision humaine externe en cas de défauts qu'ils ne parviennent pas à détecter.

Des « données en direct » continues seront aussi critiques pour permettre à des armées de robots « travailleurs » d'opérer en synergie sans faille, chorégraphiant continuellement leurs actions en réponse aux données de localisation ou de mesure en direct d'autres robots.

Le besoin pour les données d'être numériquement présentes en plusieurs endroits à la fois au moment où elles sont générées nous oblige à appliquer la pensée derrière le « help desk IT » traditionnel à l'ensemble de l'écosystème IoT industriel. Nous avons besoin d'un standard sécurisé pour partager tout, de l'audio et vidéo aux images et textes, parmi des millions de dispositifs industriels. Cela nécessitera une connexion véritablement à faible latence, en direct, qui peut rendre les salles de contrôle industrielles numériquement omniprésentes à travers une ligne d'approvisionnement entière, en permettant l'échange bidirectionnel de signaux de contrôle et d'information.

Pourtant, il n'y a actuellement pas de standards ouverts pour la communication à distance industrielle pour permettre aux machines industrielles de n'importe quel fournisseur de partager des données en direct et permettre l'intervention humaine à distance à travers tous les équipements et composants de fabrication. Des entreprises comme Siemens ont des protocoles propriétaires pour l'accès à distance aux machines mais ceux-ci ne fonctionnent qu'avec leurs propres machines. Ce modèle propriétaire pour machine-à-machine a sans doute endommagé d'autres industries. Des millions de véhicules ne se connectent pas avec différents modèles de téléphone, créant ainsi un IoT « voiture connectée » fragmenté, en raison des tableaux de bord de voiture étant divisés entre sociétés rivales de smartphone et de moteur de recherche qui « verrouillent » les appareils de leurs concurrents.

Si ce système est transposé dans la fabrication, il créera un paysage IoT industriel fragmenté où certaines machines ne peuvent pas s'interfacer avec des machines d'autres fabricants et les salles de contrôle ne peuvent pas exercer le même degré de contrôle sur toutes les machines. Cela sape la vision de chaînes d'approvisionnement de bout en bout entièrement numériquement intégrées et cela pourrait aussi rendre l'automatisation impossible car cela nécessiterait une supervision à distance en temps réel de toutes les machines. Crucialement, cela pourrait compromettre la cybersécurité en rendant certaines machines inaccessibles aux experts en cybersécurité.

La seule façon d'atteindre la vision du gouvernement est de créer une plateforme ouverte, sûre et sécurisée pour l'échange de données de bout en bout à travers toute la chaîne d'approvisionnement industrielle. Cela permettrait une communication sûre, à faible latence, multi-directionnelle parmi toutes les machines. Crucialement, cela signifierait que la connectivité de la chaîne d'approvisionnement est rétrocompatible et pleinement « à l'épreuve du futur » pour qu'elle puisse incorporer sans heurt tout nouveau robot industriel ou machine qui émergerait à l'avenir. Cela rendrait aussi les techniciens, le personnel de cybersécurité, les ingénieurs et le personnel d'usine numériquement omniprésents à travers un plancher d'usine d'équipements divers et variés, et leur permettrait d'accéder instantanément à distance à n'importe quelle machine pour corriger les défauts.

Si nous voulons pleinement réaliser la vision d'une chaîne d'approvisionnement industrielle interconnectée à travers le Royaume-Uni et dans le monde, nous devons défier les fabricants industriels rivaux de se réunir autour d'une approche de standard ouvert qui renforcera tous les acteurs de la chaîne d'approvisionnement.

Adam Byrne est le PDG de RealVNC.