Les capteurs intelligents au service de l'Internet industriel des objets
La quatrième révolution industrielle n'est plus un mythe mais bien une réalité. Et la démocratisation de l'Internet des objets et de l'analytique n'est pas étrangère à ce succès. Selon l'IDC, les revenus du marché européen de l'Internet des objets (IoT) devraient atteindre 241 milliards de dollars en 2022 alors que le marché de l'IA industrielle et de l'analyse a atteint 15 milliards de dollars en 2019 selon IoT Analytics.
L'industrie de la production et de la logistique veut capitaliser sur leurs nombreuses données et est consciente de l'importance de l'IIoT (Industrial Internet of Things) en tant que plaque tournante de ces informations essentielles. Pour y parvenir, la numérisation de tous les processus business et de production permet de rendre l'exploitation et la maintenance plus efficaces et de développer des modèles commerciaux entièrement nouveaux. Toutefois, les entreprises doivent souvent moderniser leurs systèmes en y ajoutant des capteurs supplémentaires dans et entre les machines.
La maintenance prédictive pour améliorer les performances de l’usine 4.0
La majorité des décideurs reconnaissent que l'IIoT est un facilitateur de la transformation numérique. D’ailleurs, 63% des fabricants mondiaux considèrent l’Internet des objets comme une voie stratégique pour les aider à être plus compétitifs pour leurs produits et services, selon une étude IDC. Pourtant, aujourd’hui, l’adoption de l’IIoT reste inégale au sein des entreprises dû à la disparité des équipements disponibles sur le marché.
La maintenance prédictive est l'un des principaux cas d'utilisation dans cette nouvelle usine intelligente. Plus les données obtenues sont complètes, plus il est facile de remplir les obligations de vérification et de traçabilité pour éliminer ensuite les causes des problèmes de qualité. Grâce aux données mesurées, le temps improductif est réduit et la connaissance de la cause exacte des temps d'arrêt non planifiés permet une maintenance ciblée ce qui augmente ainsi la disponibilité des installations. De plus, des informations détaillées sur les différentes étapes ou aspects du processus de fabrication permettent d'automatiser l'ensemble de ce processus sur l'ensemble des machines. Tout cela contribue à améliorer l'efficacité globale de l'usine et donc sa compétitivité. De plus, cela permet aux fabricants de réagir plus rapidement aux exigences changeantes du marché et d'augmenter ainsi leur résistance aux crises.
La technologie des capteurs pour l'industrie 4.0
L'édification de la future industrie 4.0 passe par le traitement d’autant de données que possible, parfois très différentes, en provenance des applications de l'IIoT. La valeur ajoutée dégagée ne sera possible que si les installations existantes sont suffisamment développées pour devenir de riches sources d'information grâce à la technologie des capteurs.
En effet en raison de l’ancienneté des machines et des installations existantes, ces dernières ne sont généralement pas encore en mesure de fournir les informations requises pour assurer une numérisation significative de l'entreprise. Elles doivent être adaptées aux nouvelles exigences et, surtout, être équipées de capteurs supplémentaires pour devenir les yeux et les oreilles de cette industrie 4.0, avide d'informations. Jusqu’alors, IDC estime que 200 milliards de dollars ont été dépensés pour les modules et capteurs IoT industriels en 2019.
Ces capteurs et capteurs de mesure fournissent aux systèmes de niveau supérieur des informations sur les paramètres physiques et les conditions de l'installation, qui servent de base aux décisions relatives au contrôle, à la régulation ainsi qu'à l'exploitation et à la maintenance de l'installation.
La large gamme de capteurs permet de détecter et de mesurer tous les paramètres physiques, de la position, l'inclinaison, l'angle et la distance au courant, l'énergie, la pression et la température au niveau et au débit. Tout l’art réside dans le choix du bon capteur pour la tâche à accomplir. Sa taille va bien évidemment déterminer le choix du capteur ainsi que l’environnement dans lequel il va évoluer pendant de nombreuses années, si possible sans grande maintenance. En général, seules les versions robustes adaptées aux chaînes de production et aux installations industrielles sont faites pour une utilisation dans les installations de production. La méthode de mesure doit également être adaptée aux conditions ambiantes ; elle ne doit pas être affectée par l'accumulation de poussière et de saleté, d'huile ou d'humidité.
Enfin, la connectivité est primordiale. Si dans certains cas, les capteurs communiquent directement avec l’IT en contournant les systèmes de contrôle existants notamment via des réseaux tels que le réseau radio mondial Sigfox ou le réseau étendu à longue portée LoRaWAN, la plupart des capteurs ne sont pas directement connectés aux couches supérieures de la solution, qui fonctionnent dans le datacenter ou le cloud. Les propriétés de connectivité des capteurs pour les mises à niveau IIoT des usines existantes doivent alors correspondre au volume de données du capteur d'une part et à l'infrastructure du système existant dans l'usine d'autre part.