Rapprocher IT et OT : piloter le succès de l'IoT industriel par la convergence

Les entreprises ont réalisé les bénéfices de la technologie de l'information depuis de nombreuses années. Et avec l'arrivée de la technologie de l'Internet Industriel des Objets (IIoT), une nouvelle révolution de numérisation de la production est en cours. Mais alors que ces deux technologies continuent de mûrir, la convergence IT/OT devient une réalité et promet de délivrer un bénéfice combiné plus significatif pour l'adoption de l'IIoT que l'une ou l'autre ne pourrait seule.

Quelle est la définition de la Technologie de l'Information (IT) ?

Les systèmes IT existent depuis de nombreuses décennies. Ils consistent en la collection de logiciels, systèmes, réseaux, maintenance et stockage de données dans un système combiné qui traite et distribue les données. Les gestionnaires et décideurs utilisent ces données à chaque niveau pour prendre des décisions au niveau entreprise ou usine dans des environnements industriels.

Pour les logiciels, cela peut inclure des systèmes MRP autonomes, des systèmes ERP, des plateformes spécialisées finance ou qualité, et autres. Initialement, ces plateformes logicielles étaient des systèmes sur site qui nécessitaient des mises à jour régulières et étaient coûteux pour ceux qui les utilisaient.

La Technologie de l'Information nécessite également un réseau. Traditionnellement, cela signifiait des serveurs internes, du câblage en câble ou fibre optique, et les compétences de maintenance pour installer et maintenir le matériel réseau. D'autres ensembles de compétences précieux sont requis pour connecter le logiciel et le matériel du système.

Les systèmes IT étaient souvent plombés par l'incapacité des dispositifs à communiquer avec d'autres programmes logiciels, laissant les données en silos et sujettes au biais d'entrée et à un décalage temporel de l'acquisition de données à la distribution actionnable. Les plateformes basées sur le cloud ont remplacé une grande partie du besoin de réseaux internes, mais de nombreux systèmes matériels hérités peuvent encore ne pas avoir d'interopérabilité.

Quelle est la définition de la Technologie Opérationnelle (OT) ?

Alors que la technologie opérationnelle originale utilisait MES, SCADA et d'autres plateformes, comme les systèmes IT, ces systèmes de technologie opérationnelle n'étaient pas toujours en réseau. Les avancées dans les plateformes informatiques basées sur le cloud et l'analytique avancée permettent aux systèmes OT de s'intégrer et de migrer vers une plateforme centralisée d'analyse, de traitement et d'intégration en moins de temps.

Cette amélioration a été rendue possible par les avancées dans l'analyse informatique, l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique (ML), la prolifération des dispositifs, et d'autres technologies associées. En tant que partie du mouvement de l'Internet Industriel des Objets (IIoT), et plus largement en tant que partie des technologies Industrie 4.0, l'OT est un ensemble de systèmes de contrôle qui surveillent les événements.

Les données OT permettent aux entreprises de surveiller les processus et dispositifs tels que les capteurs, jauges de température, sortie vibratoire, et données haute fréquence. Parce qu'elle peut accomplir cette surveillance à ou près du temps réel, des ajustements au niveau entreprise et usine industriels peuvent être faits, résultant en processus plus optimisés.

La dépendance de l'OT sur les données en temps réel permet également aux ajustements d'être détectés et effectués par les machines plus vite que les opérateurs humains. Et les systèmes avancés peuvent recevoir soit des paramètres définis par l'utilisateur, soit des insights des moteurs d'analytique activés par l'IA et le ML pour effectuer des ajustements autonomes ou semi-autonomes.

Y a-t-il une distinction entre IT et OT ?

La distinction la plus simple entre IT et OT est que l'IT traite spécifiquement de l'information centrée sur les données. En revanche, l'OT se concentre sur la connectivité machine et l'analyse centralisée des données acquises pour prendre de meilleures décisions dans des opérations telles que les processus de fabrication.

L'IT peut ou non consister en des plateformes logicielles interopérables, signifiant que le logiciel qualité au niveau usine peut ne pas être capable de communiquer avec un MRP ou avec un logiciel de planification de la demande, etc.

Ces données en silos signifient que la communication entre groupes fonctionnels n'est pas transparente ou optimisée. Les décisions sont prises seulement dans le contexte du logiciel utilisé, ce qui peut être en contradiction ou même contradictoire avec un autre département.

L'OT se concentre sur la machine et est dédiée à acquérir les bonnes données par dispositif pour exécuter et contrôler les processus du shop floor. L'IT peut avoir des logiciels en silos ou des lacunes dans la couverture réseau et l'entrée de données dans le système ; l'OT nécessite des données non siloées comme une absolue.

Parce que la connectivité machine permet des entrées de données massives, l'analytique avancée permet aux systèmes OT d'optimiser les systèmes manufacturiers et les processus du shop floor, les processus qualité, et les processus d'affaires de niveau supérieur tels que la finance, la Planification des Ventes et Opérations (S&OP), et la planification de la demande. L'écosystème de données OT est piloté par les données machines plutôt que simplement un système de traitement de données orienté lag.

Pourquoi l'OT est-elle encore distincte de l'IT ?

L'OT est encore distincte de l'IT pour plusieurs raisons.

Âge de la technologie

L'IT existe depuis bien plus longtemps que l'OT et consiste en une collection de technologies plus matures. L'OT a commencé comme une tentative d'apporter la puissance du logiciel au shop floor mais a été aidée dans l'avancement de systèmes cloud agiles et flexibles qui combinent de multiples fonctionnalités au sein d'un système unique en temps réel utilisant des données acquises au niveau machine.

Coûts irrécupérables

L'OT est aussi distincte de l'IT parce que de nombreuses entreprises ont investi des dollars CAPEX considérables dans un réseau interne complexe de câbles, fibre, serveurs et compétences de maintenance. Les entreprises fortement investies sont réticentes à rendre leurs systèmes obsolètes malgré les coûts d'entrée plus bas et les fardeaux physiques et de maintenance réduits offerts par les systèmes OT aujourd'hui.

Taux d'adoption pour les nouvelles technologies

Les entreprises manufacturières ont des cultures d'entreprise diverses. Et l'adoption de nouvelles technologies peut prendre du retard en conséquence. On estime qu'en 2020, seulement 25 % des entreprises utilisaient des systèmes cloud distribués à travers leur entreprise. 29 % supplémentaires utilisaient de tels systèmes à petite échelle, tout le monde d'autre étant en retard ou quelque part entre les deux. La plupart des opérations manufacturières dépensent des CAPEX considérables chaque année sous forme d'équipements de production coûteux. Certains adopteront immédiatement, beaucoup prendront une approche incrémentale, et d'autres regarderont une approche « attendre et voir ».

Quelle est la signification de la convergence IT/OT ?

À la fois l'IT et l'OT ont eu un impact tremendu sur l'efficacité améliorée et l'optimisation des processus au niveau usine. Chacun peut analyser les données opérationnelles en utilisant le logiciel. Mais la convergence IT/OT signifie créer des systèmes cyber-physiques qui lient les deux pour exploiter les meilleures parties de chacun et délivrer une valeur plus grande que chaque pièce ne pourrait produire individuellement.

Cette convergence signifie que les événements et processus physiques des systèmes de fabrication peuvent être contrôlés avec le cadre et l'infrastructure déjà en place depuis les installations IT héritées et les logiciels, l'analytique avancée, et d'autres technologies émergentes pour numériser la fabrication.

Alors que les données machines sont alimentées en flux de données massifs vers un moteur d'analytique, le contrôle machine, la simulation, les insights de processus, et d'autres informations peuvent faire monter en flèche l'optimisation des processus et impacter significativement l'efficacité, la qualité, le contrôle des stocks, et d'autres infrastructures critiques au sein d'une entreprise.

La convergence IT/OT a aussi accéléré au cours des dernières années alors que les entreprises réalisent que la valeur des nouvelles technologies ne peut être ignorée. On estime que d'ici 2022, jusqu'à 40 % des fournisseurs IT et OT uniront leurs forces pour délivrer des solutions combinées qui réduisent le coût de déploiement et d'intégration de 20 %.

Quel rôle l'IoT industriel joue-t-il pour rapprocher IT et OT ?

Les systèmes IT et OT se sont développés sur des pistes différentes parce qu'ils faisaient des choses différentes. Là où l'IT était basée sur des données qui pouvaient être utilisées au niveau usine et étaient souvent utilisées, l'OT était conçue pour utiliser la puissance du logiciel pour améliorer les processus au niveau shop floor.

Le rôle le plus significatif que l'introduction de la technologie IIoT apporte à la convergence IT/OT est que l'IIoT agit comme un pont entre les deux. Il fait cela en réduisant les délais temporels pour que les composants IT et OT aient accès aux données au moment où elles sont produites.

Il comble aussi le ROI équipement car la technologie IIoT est hautement flexible et peut être déployée dans l'équipement analogique hérité par l'installation de dispositifs et avec l'équipement OEM avec connectivité intégrée. Il peut également utiliser la technologie cellulaire pour les équipements difficiles d'accès ou dans les opérations utilisant un espace limité ou éclectique.

Ce pont permet à l'entreprise de réaliser un ROI plus élevé sur l'équipement parce qu'une nouvelle plateforme d'analytique utilisant l'IIoT ne nécessite pas un nouvel achat d'équipement pour amener tout l'équipement physique sous le même parapluie système.

Finalement, son rôle de pont est dans sa flexibilité de programmation et de traitement. Cela signifie que les entreprises peuvent acheter des plateformes entières où l'interopérabilité logicielle est native ou où elle peut être combinée avec des API pour décloisonner l'information et avoir tous les domaines fonctionnels liés à la même plateforme d'analytique.

Les solutions IoT industrielles sont déployées à un taux croissant alors que les fabricants cherchent à fusionner les composants physiques et numériques de leur shop floor.

Quels sont les avantages d'une stratégie de convergence IT/OT ?

Les plateformes IT et OT traditionnelles étaient basées sur des « îles de données ». Pour des opérations critiques du shop floor telles que le temps de cycle, ces îles de données peuvent cacher des inefficacités car les standards de travail et temps de cycle doivent être mesurés et enregistrés manuellement, et tout ajustement doit venir manuellement.

En exploitant les données en temps réel et en pilotant la prise de décision du shop floor jusqu'aux C-suites, une plus grande valeur est pilotée à travers l'opération, et les entreprises peuvent trouver un chemin vers l'innovation. L'acquisition de données en temps réel se concentre sur la performance réelle de la machine au lieu de la performance attendue.

Les avantages de la convergence IT/OT incluent :

Visibilité de production en temps réel

Le biais et les suppositions de l'opérateur sont remplacés par les conditions réelles de la machine.

Capacité augmentée

Les décideurs découvriront l'état réel de leur opération et développeront des solutions basées sur les données. Ils peuvent réaliser une capacité accrue à partir du même équipement, ce qui réduit les dépenses CAPEX.

Insights actionnables

Parce que les données peuvent immédiatement piloter les améliorations de processus, cela peut aider les gestionnaires à développer des solutions telles que l'automatisation améliorée, les changements d'agencement d'usine, les besoins de formation et l'utilisation de la main-d'œuvre.

Design amélioré

Les données numériques apportent une fonctionnalité temps réel au design et développement. Cette fonctionnalité raccourcit les projets itératifs coûteux et réduit le time-to-market pour les nouveaux produits et services. Et cela permet l'utilisation de logiciels CAO/FAO et de gestion du cycle de vie de projet (PLM).

Fabricabilité améliorée

La vraie intégration IT/OT utilisant la technologie IIoT débloque la capacité d'utiliser la modélisation 3D avancée et les simulations de performance. La création de « jumeaux numériques » peut aider les concepteurs à créer des produits qui peuvent être optimisés pour la production.

Coûts réduits

Les économies de coûts par une convergence de l'IT et de l'OT vont du niveau holistique au niveau broche à la machine. Les capteurs IIoT et la collecte et analyse de données en temps réel signifient que les processus peuvent être optimisés au niveau usine. Mais l'IIoT peut permettre le développement de plans de maintenance prédictive qui basent les réparations et remplacements sur des données réelles. La gestion de la chaleur, l'usure d'outil machine, et d'autres facteurs remplacés au point optimal sont des exemples de ces économies.

Quels sont les obstacles auxquels les organisations font face pour la convergence IT/OT ?

Bien que la convergence IT/OT s'accélère, quelques défis impactent un mouvement encore plus rapide vers la numérisation complète d'usine. Ces défis incluent :

Sécurité

Parce que la convergence IT/OT utilise la technologie IIoT, la sécurité des données est une préoccupation pour beaucoup.

Évolutivité

Les entreprises cherchant à fusionner IT et OT doivent aussi considérer comment évoluer. En raison du grand volume de données, de nombreux dispositifs et capteurs peuvent pousser tellement d'informations que cela crée un goulot d'étranglement de bande passante. La technologie avance pour l'edge computing, où la latence et les problèmes de bande passante sont réduits en faisant une grande partie du traitement pour que seules les données les plus pertinentes et partiellement traitées soient requises pour la plateforme d'analytique basée sur le cloud.

Problèmes hérités

De nombreux dispositifs sont à sens unique en termes de communication. Les systèmes IT et OT nécessiteront généralement une capacité de communication bidirectionnelle. Le type de système IT et OT en place importe aussi à cause des protocoles de communication, car de nombreux dispositifs OT ont des protocoles non standards.

La convergence IT et OT est maintenant possible grâce aux avancées technologiques

De nouvelles avancées technologiques arrivent en ligne qui peuvent aider à atténuer de nombreux défis rencontrés dans la convergence IT/OT. Ces technologies offrent des avancées telles que :

Applications sans code

De nombreux nouveaux dispositifs et capteurs permettent l'utilisation de la programmation en langage naturel. Cette programmation signifie que l'expertise en codage n'est pas requise pour les mettre en ligne.

Jumeaux numériques

En construisant des répliques numériques d'objets, les jumeaux numériques offrent de nombreux avantages. Ils peuvent être des machines entières ou des systèmes de machines. Ils peuvent aussi être des pièces uniques ou des assemblages qui peuvent être simulés sous test de contrainte jusqu'à la rupture. Ou ils peuvent être de nouveaux développements de produits.

Un jumeau numérique d'une machine CNC.

Réalité augmentée

La réalité augmentée peut être utilisée pour l'inspection. Cependant, c'est aussi un moyen d'améliorer la formation ou de permettre à un technicien qualifié dans un lieu distant d'assister des réparations conduites par un opérateur non qualifié.

Edge Computing

Les flux de données vastes créent des goulots d'étranglement vers le cloud. En utilisant l'edge computing, les données sont partiellement traitées avant d'entrer dans le cloud. Ce traitement signifie que la plateforme d'analytique peut être mieux chargée pour l'analytique, et cela signifie que la latence est réduite au niveau machine.

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