Référence 22 mai 2024
La clé pour plus de durabilité et d'efficacité réside dans la mise en réseau

De la station de lavage durable à l'Internet industriel des objets

Les données dans la production industrielle sont déjà disponibles - mais elles doivent encore être rassemblées. L'Internet industriel des objets (IIoT) aide à tirer le meilleur parti de ses atouts en garantissant une collecte et une évaluation cohérentes des données. Ce sont les entreprises qui profitent le plus de l'utilisation de normes ouvertes. La pratique montre comment l'Internet des objets révolutionne l'industrie - et ce que les stations de lavage de voitures peuvent faire avec.

L'Internet des objets est un terme important : dans l'industrie, le concept promet la mise en œuvre flexible de la communication des machines afin de pérenniser votre propre production. Cependant, ce n'est toujours pas la norme, car le passage du niveau de terrain au cloud industriel nécessite une infrastructure appropriée. Actuellement, le plus grand défi pour l'utilisation de l'IoT industriel est la mise à disposition des données : les paramètres pertinents doivent d'abord être définis, acquis et traités numériquement avant qu'ils puissent être stockés dans le cloud ou sur le serveur. Une infrastructure adéquate est donc essentielle pour rendre possible l’Internet industriel des objets.

Afin de réaliser la mise en réseau globale nécessaire, du niveau du terrain jusqu'au cloud, les différents acteurs doivent travailler ensemble efficacement. WAGO a donc créé un réseau international de partenaires IoT, une initiative technologique stratégique avec des partenaires des domaines du low code/no-code, de la sécurité, de l'intégration OT/IT et des éditeurs de logiciels informatiques. En outre, il existe également des partenaires technologiques au sein du réseau, par ex. pour permettre un déploiement massif du matériel WAGO. WAGO regroupe ainsi l'expertise de nombreuses entreprises différentes et étend ses contrôles ouverts basés sur Linux pour inclure les connaissances des partenaires respectifs, ce qui permet d'offrir aux clients une solution globale de bout en bout. Dans l'Internet des objets, il n'y a pas deux solutions identiques : selon l'application, des systèmes adaptés aux besoins sont nécessaires pour obtenir le résultat optimal. Cela s'applique aussi bien dans la production industrielle que dans les installations de la vie quotidienne, comme par ex. dans une station de lavage de voiture.

Optimisation des produits chimiques grâce à l'acquisition de données

Les clients sont confrontés à des défis dans les domaines les plus divers, qui peuvent être résolus avec l'IoT industriel. Concrètement, un fabricant de produits chimiques a eu le problème de mettre en œuvre des solutions de données intelligentes dans le déploiement de masse pour ses clients, en l'occurrence les exploitants d'installations de lavage de voitures. L'objectif du fabricant était de surveiller la consommation de produits chimiques, de réduire les interventions et les niveaux de stocks et d'optimiser la chaîne d'approvisionnement. L'acquisition et le traitement des données dans une station de lavage est cependant une entreprise complexe, comme dans l'industrie. Parce qu'il faut les deux : d'un côté, des connaissances hautement spécialisées dans le domaine de la production et de la technologie des processus de lavage, et d'un autre côté, des connaissances en automatisation et en programmation.

Dans une station de lavage, des machines ou des composants de système reliés interagissent les uns avec les autres : les systèmes de nettoyage doivent être coordonnés avec le couloir et tourner de manière à éviter tout dommage. De plus, les produits de nettoyage doivent être utilisés avec parcimonie. Après tout, les produits chimiques dans l'installation de lavage ne sont pas seulement coûteux, ils peuvent également polluer l'environnement. Jusqu’à présent, l’enregistrement de la consommation de produits chimiques dans les stations de lavage automobile n’a souvent été effectué que de manière sporadique. C'est pourquoi le fabricant de produits chimiques et l'exploitant d'installation de lavage souhaitaient obtenir une ventilation précise de la consommation. Pour implémenter les systèmes correspondants, il faut des entreprises spécialisées, comme le montre l'exemple suivant.

Le fabricant de produits chimiques a contacté WAGO pour relever ce défi global, car il avait besoin de savoir-faire dans l'automatisation et l'industrie de production. Le matériel utilisé jusqu'à présent a été remplacé par un contrôleur WAGO PFC200, en combinaison avec un ordinateur Edge WAGO comme chemin vers le cloud. Pour pouvoir offrir un déploiement de masse spécifique à l'application, WAGO a eu recours à des compétences du réseau de partenaires IoT. Plus précisément, Prescient - une entreprise basée à Concord, dans le Massachusetts - a été impliquée. Prescient permet aux ingénieurs de données de concevoir, de préparer et de déployer des solutions de données Edge low-code à partir du cloud.

L'application a été mise en œuvre avec le logiciel Prescient Designer interne, basé sur NodeRED, ce qui permet la mise en œuvre rapide et simple de projets Edge complexes. Ainsi, une solution Smart Data rapide et efficace a pu être mise en œuvre, démarrant au niveau du terrain, où les données d'exploitation, de machines et du journal de bord sont enregistrées entre autres via des signaux digitaux ou analogiques, divers bus de terrain ou des compteurs d'énergie. Les Edge Devices et le contrôleur prétraitent les données dans un modèle avant de les analyser dans le cloud industriel. Une application Web est utilisée comme solution frontend, qui est alimentée par les données obtenues du backend. Cette approche moderne de l'architecture logicielle, la séparation entre le front-end et le back-end, permettra à l'avenir d'éditer indépendamment l'une de l'autre l'automatisation et l'application Web et de les maintenir à jour.

Pour garantir une intégration optimale de Prescient Designer, le matériel doit fonctionner en mode natif avec NodeRED. C'est pourquoi le WAGO PFC200 a été le meilleur choix possible avec les capacités open source de son système d'exploitation Linux. Le PFC200 utilise un conteneur Docker qui permet l'accès aux modules d'E/S via Modbus. La conteneurisation, par exemple avec Docker, offre des options de conception individuelles pour la programmation grâce à l'accès à des conteneurs prédéfinis et à l'intégration d'éléments tiers. Les conteneurs Docker, qui ont été optimisés pour le matériel WAGO, sont librement disponibles sur le compte GitHub de WAGO et sont un bon exemple de la manière dont l'open source offre généralement plus de flexibilité aux clients dans la recherche de solutions.

MM-480646_website_referenzseite_iot_andy-wang_2000x1125.jpg

L'expertise combinée de Prescient et de WAGO en matière de matériel, de logiciels, de systèmes industriels ainsi que de mise en œuvre et de support de solutions a fait de ce projet un succès. Prescient a fourni l'infrastructure logicielle pour la création d'applications IIoT distribuées et WAGO a fourni le savoir-faire matériel et l'expertise en solutions nécessaires au client.

Andy Wang, PDG de Prescient

Le jumeau numérique dans la station de lavage

Avec l'approche décrite ci-dessus, il est possible de générer un jumeau numérique à partir du processus physique d'une livraison de produits chimiques pour les installations de lavage. Le jumeau numérique affiche les données collectées en temps réel, vous permettant ainsi de procéder à des ajustements qui augmentent l'efficacité et la durabilité de votre propre processus de travail. À l’avenir, en combinaison avec les données déjà collectées, des tendances pourront également être identifiées qui fourniront des informations supplémentaires sur la consommation des ressources. WAGO et Prescient ont trouvé un moyen avec le fabricant de produits chimiques de générer une activité de solutions numériques pour un fournisseur de matériel classique (en l'occurrence des produits chimiques).

Grâce à l'Internet des objets, la consommation de produits chimiques peut maintenant être optimisée et l'utilisation rendue plus durable. Il permet également de prédire quand les produits chimiques seront presque épuisés et où des interventions de service seront nécessaires. Les employés sur place peuvent planifier les réparations et les livraisons, de sorte qu'un arrêt du processus n'est pas nécessaire. Cela fait de la station de lavage un exemple de système à grande échelle qui fournit déjà de nombreuses données via les machines en réseau.

MM-480646_website_referenzseite_iot_kurt-braun_2000x1125.jpg

Comme le système peut désormais être surveillé presque en temps réel, cela conduit à une amélioration de l'efficacité opérationnelle, à moins de temps d'arrêt et à une meilleure qualité de service.

Kurt Braun, Director of Strategic Sales and Industry chez WAGO

Ce qui s'applique aux installations de lavage est également transposable au processus de production industriel. Là aussi, une énorme quantité de données est générée lors de la production, à partir de laquelle des conclusions précieuses peuvent être tirées sur l'efficacité de la production. De plus en plus de puissance de calcul est nécessaire pour accomplir les tâches. Les appareils Edge modernes traitent les données en temps réel et offrent ainsi les performances appropriées pour les algorithmes d'analyse et d'optimisation. Le principal avantage des appareils Edge : d'une part, un traitement des données sans latence est assuré et, d'autre part, les données peuvent être agrégées et prétraitées en conséquence afin d'optimiser le transfert de données vers d'éventuelles infrastructures cloud et de réduire les coûts. Cela soulage la charge des contrôleurs afin qu'ils puissent se concentrer sur leur tâche de contrôle d'origine avec une faible latence et un déterminisme élevé.

L’automatisation ouverte mène à l’objectif

Au-delà de l'approche de solution mentionnée, l'avenir de la production industrielle réside dans la combinaison de l'OT et de l'IT. Selon le domaine d'application, l'IoT industriel est également utilisé dans la technologie du bâtiment ou de l'énergie - partout où la chaîne de valeur peut être mise en réseau et donc optimisée.

L'ouverture à tous les niveaux de l'automatisation joue ici un rôle particulier. Dans la programmation, WAGO mise donc sur CODESYS V3, ce qui ouvre de nombreuses possibilités. Cela permet de réaliser une connexion cohérente du niveau de terrain au cloud, qui repose sur une infrastructure largement mise en réseau. Plus de 500 modules d'E/S et interfaces permettent une adaptation individuelle aux différents besoins. Bien entendu, la sécurité informatique n'est pas non plus négligée : tous les processus de développement d'automatisation chez WAGO répondent aux exigences de la norme CEI 62443-4-1. Dans le même temps, des standards tels que OpenVPN, SSL, SSH, IPsec et pare-feu augmentent la sécurité lors de l'utilisation des contrôleurs WAGO.

À une époque où la disponibilité à 100% des machines est la norme, l'aspect de sécurité - en plus de l'utilisation intelligente des données - est indispensable. Dans le même temps, la prévision de la demande et la transparence de la chaîne d’approvisionnement obtenues grâce à la collecte de données deviennent également de plus en plus importantes en période d’instabilité économique. L'Internet des objets pose les bases de l'industrie prospère de demain : transparente, fiable et en réseau.

IoT industriel

Avec les solutions IoT, les données sont collectées directement en périphérie puis stockées dans le cloud. Les utilisateurs voient ainsi au premier coup d'œil où des améliorations sont possibles ou nécessaires

Edge Devices

Utilisation optimale des données sur le terrain : les processus intelligents nécessitent de plus en plus de puissance de calcul avec des exigences correspondantes pour les bases de données directement sur le terrain. WAGO offre le bon matériel pour chaque application Edge.

Contrôleurs

Disponibilité pour les machines et les installations : Grâce à leurs performances optimales, à leur faible consommation d’énergie, à leurs nombreuses interfaces, à leurs dimensions compactes et à leur sécurité élevée, nos contrôleurs programmables (API) sont des solutions d’automatisation économiques pour de nombreuses applications.