HMS: des solutions de communication pour l’usine de demain

Les experts de la communication industrielle d’HMS proposent aujourd’hui déjà de nombreuses solutions facilitant les premiers pas en matière de communication sur le cloud, aussi bien pour les installations en place que les nouvelles. L’Internet des Objets Industriels (IIoT) porte en effet moins sur les objets que sur les données. 

Les investissement d'HMS dans le travail de développement a été énorme ces dernières années. Ainsi, la gamme de produits s’est par exemple étoffée de modules de communication Anybus qui prennent en charge en charge les protocoles OPC UA et MQTT, tout comme la passerelle IIoT eWON Flexy 205. Les inquiétudes en matière de sûreté ne sont plus justifiées puisque les solutions de communication sont désormais également certifiées ISO 27001 et assorties d’une certification STAR (Security Test Audit Report). Grâce au nouveau réseau partenaire IIoT d’HMS, les utilisateurs bénéficient également de solutions complètes pour l’analyse pertinente des données de processus collectées, solutions apportant de la valeur ajoutée supplémentaire.

Nul doute que d’ici cinq à dix ans, le stockage des données sur le cloud et l’analyse subséquente de ces données constitueront le standard pour la technique d’automatisation. Les données éparses relatives aux processus et installations sont recueillies de façon centralisée sur le cloud. Les exploitants d’installations, les chargés de maintenance, les fournisseurs d’appareils, les intégrateurs de systèmes et bien d’autres acteurs encore peuvent accéder à ces données depuis n’importe quel endroit de la planète et les exploiter pour développer des processus d’optimisation, en tout genre. Quand bien même de nombreuses zones d’ombre persistent encore pour la mise en œuvre dans la pratique, tant sur le volet technique que juridique, la ligne de conduite est néanmoins tracée. Quiconque renonce aujourd’hui à l’intégration de solutions de communication basée sur le cloud uniquement au motif qu’il n’existe pour l’heure pas encore de formule idéale standardisée, risque de rater le coche. La voie qui mène à l’objectif n’est très certainement pas parfaitement linéaire, mais la réussite ne sera promise qu’à ceux qui se lancent maintenant. 

Avant d’aborder l’avenir des installations industrielles et le rôle que les modèles d’affaires basés sur des données joueront en la matière, il est opportun de se pencher sur l’état actuel de la technique. Typiquement, les installations industrielles sont dotées d’au moins un, sinon plusieurs automates programmables industriels (API). Lorsque plusieurs API sont utilisés, le fait est qu’ils sont rarement du même fabricant. À l’heure actuelle, les données d’installation et de processus sont encore cantonnées au niveau de la production pour la plupart des applications ; elles restent donc inexploitées au niveau de la planification. Par ailleurs, nombreux sont encore les fabricants d’appareils, les constructeurs d’installations et de machines et les intégrateurs de systèmes à ne pas bien connaître les avantages que l’industrie 4.0 ou l’IIoT réserve à tous les acteurs dans ce domaine. Voici donc en amont un aperçu succinct de quelques-uns de ces avantages : 

De nombreux avantages 

Une installation génère des quantités astronomiques de données au fil de la production. En centralisant ces données pour les analyser à l’aide d’outils appropriés, il est possible d’optimiser les processus de fabrication. À ce stade, rien de foncièrement nouveau. D’autres avantages se font toutefois jour lorsque ces données sont stockées sur le cloud puisqu’elles sont alors à la disposition à la fois de l’exploitant de l’installation, des fabricants des appareils ou des fournisseurs des machines qui peuvent les étudier ensemble et améliorer de concert les processus afférents. 

Pour les constructeurs de machines, la sauvegarde des données sur le cloud et leur analyse offrent la possibilité d’ajuster idéalement les contrats et les cycles de maintenance en fonction des besoins des utilisateurs. Par ailleurs, la télémaintenance s’avère dans de nombreux cas opportune puisqu’elle permet de fournir une assistance à distance en cas de problème. De la sorte, bon nombre d’immobilisations des installations peuvent être évitées et les durées d'immobilisation nettement raccourcies. La maintenance prédictive s’en trouve également facilitée. À savoir aussi que les applications pay per use se réalisent parfaitement bien à l’appui de solutions sur le cloud: les fournisseurs de prestations ou de moyens de production peuvent faire évoluer leurs concepts de commercialisation au profit du consommateur qui ne paye alors que ce qu’il utilise effectivement. Lorsque le réapprovisionnement de consommables doit être effectué, il est possible de déclencher des commandes automatiques, ce qui simplifie la logistique. 

L’exploitant de l’installation profite lui aussi du stockage des données sur le cloud et de leur analyse qui aboutit à la maintenance prédictive et à l’optimisation des flux de matériaux et de la logistique sur tout le site.

De nombreuses réserves

D’un point de vue théorique, les avantages potentiels ont conquis depuis longtemps les fabricants d’appareils, les constructeurs d’installations et de machines ainsi que les intégrateurs système. Or, pour être concrétisés, ces avantages doivent être transposés dans la pratique. C’est sur ce point que la communication par le cloud se trouve confrontée à des préjugés et des barrières de natures très variées. En l’absence de standards établis dans ce domaine, beaucoup ont par exemple peur de miser sur le mauvais cheval. Rester de ce fait dans l’attentisme et ne pas être actif est la pire des attitudes à adopter. En effet, l’adage « premier arrivé, premier servi » est également de rigueur en matière de communication par le cloud. Bien sûr que s’engager à un stade précoce sur une voie technologique dissimule le risque d’avoir opté pour la mauvaise technologie. Pourtant, il est plus simple d’opérer un changement de direction sur la base de l’expérience acquise que d’investir un domaine sans aucune expérience et tardivement en ayant laissé le temps à la concurrence de s’établir sur le marché. 

Une autre barrière à l'entrée réside dans le fait que des commandes et des bus de communication de natures très différentes sont utilisés au cœur des installations industrielles. Dès lors, trouver une solution adéquate pour la communication par le cloud n’est pas tâche facile. Sans compter que les investissements parfois conséquents rebutent de nombreux acteurs. Pourtant, les coûts supplémentaires induits par la solution de communication au fil de l’exploitation courante, lorsqu’ils sont employés à bon escient, sont très rapidement rentabilisés par les gains d’efficacité réalisés. 

La sécurité promise est-elle réellement assurée?

Par manque de connaissances sur les avantages que procurent les solutions de communication par le cloud et les solutions déjà existantes, c’est encore souvent la peur qui motive les objections à s’engager sur cette voie. La transmission des données est-elle réellement sûre? N’est-ce pas créer dans ma production des brèches propices au piratage? À qui, entre l’exploitant de l’installation, le constructeur de la machine, le fabricant de l’appareil ou l’intégrateur système, appartiennent les données de processus? C’est pour apporter également des réponses à ces questions, que les experts de la communication industrielle d’HMS n’ont eu cesse de faire évoluer en continu leurs produits l’an passé encore. Leurs solutions de communication ont ainsi été certifiées ISO27001. Cette norme porte sur la sûreté des systèmes d'information au sein d’organisations et spécifie les exigences auxquelles un système de management de la sûreté de l'information documenté doit répondre pour sa création, sa mise en œuvre, sa disponibilité et son amélioration en continu. Grâce à celle-ci et à la certification STAR (Security Test Audit Report), les utilisateurs sont assurés que la transmission et le stockage de leurs données seront réellement effectuées de façon sûre avec l’appui des solutions proposées par les experts en communication.

Des solutions pratiques pour les installations existantes et nouvelles

Tandis que les solutions pour la communication par le cloud sont aujourd’hui directement intégrées aux nouvelles installations (greenfield), celles-ci devront être mises en place ultérieurement au cœur des installations existantes (brownfield) au fil des prochaines années. Ces deux cas d’application répondent à des exigences très différentes. Pour les applications brownfield, il s’agit bien souvent encore d’anciens API et de réseaux hétérogènes, tandis que les nouvelles installations font appel à des standards de communication modernes, tels qu’OPC UA, MQTT ou TSN.

HMS propose d’ores et déjà dans sa gamme actuelle les solutions appropriées à ces deux cas d’application: 
Les passerelles IIoT eWON Flexy [photo 1] démontrent tous leurs avantages aussi bien pour les installations nouvelles qu’existantes. Elles s’adaptent avec flexibilité aux différentes commandes, maîtrisant non seulement les nouveaux standards de communication mais aussi certains plus anciens (par ex. MPI) que l’on trouve encore sur des installations existantes. De la sorte, il devient possible d’intégrer les commandes les plus diverses dans un concept global. Aux fabricants d’appareils, HMS offre l’opportunité d’utiliser les protocoles OPC UA et MQTT en plus de la communication en temps réel via Profinet et Ethernet/IP, ce grâce aux nouvelles solutions multiprotocoles issues de la famille Anybus CompactCom [photo 2]. Les nouveaux modules de communication sont rétrocompatibles avec les modules existants. En opérant un simple remplacement de module, les fabricants d’appareils peuvent ainsi mettre à niveau leurs dispositifs d'automatisation aux standards de communication modernes. Ces modules de communication permettent d’une part de traiter la communication en temps réel et d’autre part de réaliser la connexion aux systèmes informatiques industriels par le biais d’un simple port Ethernet. 

Sur tous ces points, il ne faut jamais oublier que l’Internet des objets industriels (IIoT) porte moins sur les objets que sur les données. La façon dont le big data doit être analysé pour une utilisation pertinente oblige bon nombre d’utilisateurs à faire face à des défis de taille, telles que la recherche d’une solution de communication appropriée pour les données. HMS a mis sur pied à cet effet un réseau de partenaires étendu qui, avec l’aide d’outils et du savoir-faire correspondants, fournit les conseils requis. 

Passerelle IIoT pour la construction mécanique

Le routeur eWON 205 Flexy est une passerelle polyvalente pour l’industrie 4.0 ou l’IIoT (Industrial Internet of Things). Il a été spécifiquement conçu pour les constructeurs de machines qui, avec les données de machines, souhaitent offrir à leurs clients une plus-value par rapport à l’accès à distance classique. La gestion des alarmes, la saisie des données des machines et la sauvegarde des historiques de données font partie des fonctionnalités proposées. Le routeur permet par ailleurs de recueillir des indicateurs clés (KPI) servant à l’analyse et à la maintenance prédictive. Équipé en standard d’un port Ethernet, il est également possible en cas de nécessité d’y ajouter deux cartes d’extension supplémentaires (par ex. pour le Wi-Fi, LTE, MPI, en série, etc.). L’intégration des données aux propres systèmes ou à des plates-formes sur le cloud est en outre réalisable via des interfaces de programmation (API). L’exécution de scripts HTTPS ou MQTT ne sont que quelques exemples parmi les protocoles pris en charge.

Interface de communication embarquée avec OPC UA et MQTT

Anybus CompactCom, la famille de produits regroupant les interfaces de communication embarquée, prend désormais en charge les protocoles IoT OPC UA et MQTT. De la sorte, les fabricants d’appareils et les constructeurs de machines se servant d’Anybus CompactCom ont à leur portée un moyen simple d’échanger des données dans un environnement d’industrie 4.0 ou d’IIoT. Outre ces interfaces de communication, CompactCom offre d’autres possibilités pour connecter du matériel industriel aux systèmes informatiques et aux logiciels IoT, par exemple par le biais de sites Internet intégrés adaptables mais aussi grâce au support de services Web, d’e-mail et du protocole FTP. Grâce à l’interface socket et au canal Ethernet transparent, CompactCom offre aux utilisateurs ayant des exigences spécifiques en matière de communication entre la production et l’informatique, la flexibilité maximale dont ils ont besoin pour réaliser leurs propres fonctions informatiques. Indépendamment de cela, CompactCom continue de traiter l’ensemble de la communication avec le réseau de fabrication industriel.