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Blog : faciliter l'accès aux données des machines et des usines

Pour tirer le maximum des machines et systèmes équipés de services numériques, il est essentiel d'accéder sur le terrain aux données machine et process. L'écosystème IoT complet de Hilscher relève ce défi vital, comme l'explique Uwe Schnepf, directeur de la gestion des produits d'IoT industriel chez Hilscher, dans cet entretien avec le rédacteur en chef du Digital Factory Journal.

Texte : Ronald Heinze

Les fabricants européens de machines et de systèmes sont en permanence confrontés à des défis d'envergure. Alors que la pénurie de main-d'œuvre qualifiée limite leur capacité à exploiter leur plein potentiel en matière d'innovation et de services, la concurrence acharnée en provenance d'Asie exerce une pression supplémentaire sur les ventes et les parts de marché. C'est pourquoi ils envisagent d'interconnecter leurs machines et leurs systèmes afin de maximiser l'efficacité de la production, d'améliorer le service client, de développer des produits intelligents et d'établir des modèles économiques axés sur les données.

Mais pour mettre en œuvre des services numériques, les fabricants ont besoin d'accéder aux données machine et process. Il leur faut également des outils logiciels spéciaux, pouvant être utilisés indépendamment du système de contrôle de la production, afin de configurer et d'analyser les données acquises, mais aussi de faciliter la maintenance. Uwe Schnepf souligne l'importance de la gestion en périphérie, notamment par le biais de passerelles Edge, de leur intégration au niveau opérationnel grâce à des bus de terrain ou à l'Ethernet industriel, de la gestion des passerelles Edge, ainsi que des logiciels et des applications commerciales spécifiques qui s'exécutent sur elles.

Écosystème IoT ouvert et évolutif

Hilscher assure la compatibilité réseau des machines et systèmes, afin de proposer une solution modulaire sur une plateforme de gestion Edge centralisée, ouverte et évolutive. Son écosystème IoT évolutif inclut une gamme complète de passerelles Edge, des solutions centralisées de gestion des appareils et des flottes, ainsi que la gestion des applications via des infrastructures cloud privées et publiques. Les utilisateurs peuvent également employer des applications basées sur des conteneurs pour se connecter à l'atelier de fabrication et au cloud. Ils ont notamment la possibilité de se servir de leurs propres conteneurs sur mesure. Par exemple, ils peuvent utiliser les applications netFIELD PROFINET Tap et EtherCAT Tap, qui facilitent la lecture passive du trafic de données PROFINET ou EtherCAT sans modifier les contrôleurs dans ces réseaux. « Des solutions sont déjà disponibles pour les systèmes de communication les plus importants, et d'autres suivront, » ajoute le dirigeant de Hilscher.

M. Schnepf rappelle que Hilscher fabrique et commercialise des puces et des modules d'automatisation. « Ces sept dernières années, nous nous sommes concentrés sur l'Edge computing, que nous avons combiné à notre expertise de la communication industrielle pour poser les fondations des nouveaux services et modèles économiques basés sur les données, » explique M. Schnepf. Il ajoute que Hilscher propose à ses clients un écosystème IoT complet, sous la forme d'une plateforme capable d'évoluer en fonction des besoins et ne nécessitant qu'un faible investissement financier. Les utilisateurs commencent généralement par une seule passerelle, qu'ils testent grâce à un compte netFIELD gratuit.

A man in a black business suit and a light blue shirt smiles into the camera. He is wearing glasses and the background is bright and blurred.

« Il est de plus en plus complexe d'analyser et de traiter les données directement sur les machines, » poursuit l'expert IoT. Selon lui, acquérir les données n'est plus suffisant : il faut absolument réaliser un pré-traitement en périphérie. La solution ? Les passerelles Edge, capables de collecter et de prétraiter les données directement sur les machines. Dotés d'un système d'exploitation Linux renforcé et sécurisé, ces appareils Edge sont plus intelligents que les passerelles classiques, puisqu'ils permettent, par exemple, d'accéder à distance aux interfaces utilisateurs et aux applications, ainsi que d'acquérir et d'analyser les données machine requises pour la configuration, la mise en service, le diagnostic et d'autres applications IoT. Il devient ainsi possible d'utiliser des machines et des systèmes qui nécessitaient jusque-là des opérateurs qualifiés, une ressource en voie de raréfaction.

Gestion professionnelle de la périphérie

Dans l'environnement industriel moderne, la gestion de la périphérie est de plus en plus importante. Nombre de passerelles Edge (et leurs logiciels) utilisées dans les machines et les systèmes de production doivent désormais être gérées de manière centralisée. Les appareils et leurs systèmes d'exploitation, de même que les applications de l'opérateur, doivent être mis à jour en continu et leur conformité avec les dernières normes de sécurité garantie. La plateforme netfield.io de Hilscher, basée sur Azure IoT mais pouvant être utilisée en conjonction avec d'autres plateformes cloud (directement dans le réseau de l'utilisateur, par exemple), sert de hub central. « Grâce à ce service, les utilisateurs peuvent gérer aisément leurs bus de terrain et leurs applications à distance, partout dans le monde, » explique M. Schnepf, soulignant que netFIELD peut bien entendu être utilisé pour mettre en œuvre des solutions cloud via Internet, mais aussi pour des implémentations locales.

Pour communiquer avec la plateforme de gestion Edge netfield.io, un système d'exploitation est également nécessaire : il s'agit ici du netFIELD OS de Hilscher, basé sur Linux renforcé. Il sera bientôt ouvert aux appareils tiers. « Les utilisateurs auront ainsi tout loisir de décider quel matériel ils souhaitent utiliser sur notre plateforme, avec une flexibilité totale. Vous avez déjà effectué une partie du développement avec vos propres appareils ? Aucun problème, cela permettra même de réduire les coûts de transition vers netfield.io. Bien entendu, nous espérons que cela nous permettra d'élargir encore la base d'utilisateurs de nos solutions, » explique M. Schnepf.

 

A structural graphic of the different components of Hilscher's netFIELD solution.

La gestion et la surveillance à distance des appareils Edge et le déploiement central de mises à jour, par exemple, sont possibles grâce au logiciel conteneurisé, via le compte utilisateur. Mais avec un nombre croissant de passerelles Edge, cela peut rapidement devenir assez complexe. Un système de gestion professionnelle de la périphérie permet aux utilisateurs d'assurer le suivi des passerelles et des logiciels qui s'exécutent sur elles en administrant de manière centralisée les logiciels et les configurations. « C'est ce que l'on appelle la gestion de flotte, » ajoute le dirigeant de Hilscher. « Elle peut également être mise en œuvre sous forme de solution de serveur sur le site du client. Il n'est pas obligatoire de passer par un cloud public. Les mises à jour du firmware et les déploiements de logiciels peuvent être réalisés spécifiquement pour certains groupes d'appareils, qui peuvent être définis de manière statique ou dynamique. »

Services numériques dédiés aux machines et usines de production

Hilscher s'appuie sur ses passerelles et son cloud netFIELD pour rendre les machines plus intelligentes et efficaces. Pour ce faire, l'entreprise fournit l'intégralité de l'infrastructure nécessaire. « Nous laissons l'analyse des données à nos clients : ils comprennent leurs propres données bien mieux que nous, » ajoute M. Schnepf. À titre d'exemple, le constructeur de machines d'emballage MULTIVAC a développé et déployé des outils numériques basés sur des passerelles Hilscher, qui s'exécutent dans le monde entier. En autorisant une meilleure transparence des processus et l'acquisition de données en temps réel, cela permet aux systèmes MULTIVAC de gagner en efficacité.

L'accès à distance procure également un certain nombre d'avantages lors de la mise en service. « Pendant la pandémie, la mise en service virtuelle a démontré toute son utilité, » explique M. Schnepf. En effet, si les machines pouvaient être livrées, il n'était pas toujours possible de les mettre en service et de les facturer, les sites étant inaccessibles ou la main-d'œuvre qualifiée indisponible. Nombre de constructeurs de machines envisagent également de proposer les logiciels en tant que service (SaaS). « Les services numériques permettent d'optimiser l'exploitation des machines, ce qui est important en cas de pénurie de main-d'œuvre qualifiée, » ajoute le responsable.

Selon M. Schnepf, un autre client de Hilscher, fournisseur majeur de technologies de pulvérisation thermique, propose des Smart Services à ses clients sous forme d'extension des machines. Le but : accroître leur efficacité, maximiser leur rendement et renforcer leur durabilité et leur transparence. Cette solution est basée sur netFIELD, qui fait office d'infrastructure IIoT. « Nos passerelles Edge sont installées sur chaque machine en usine et activées lorsque nécessaire, » explique M. Schnepf.
Hilscher propose donc ses services aux constructeurs de machines, mais aussi aux opérateurs afin de combiner les données de différentes machines et d'exploiter les usines plus efficacement. « Cela permet notamment de moderniser les anciens systèmes, » ajoute le directeur de la gestion des produits IoT. Les solutions IoT sont également intéressantes pour les fabricants de logiciels, par exemple, qui recherchent des moyens d'intégrer l'intelligence artificielle aux machines.

 

netFIELD en action chez le leader de la construction de machines d'emballage MULTIVAC
A man with beard, dark hair and glasses in a grey suit with a white shirt.

Une machine connectée doit toujours apporter au client plus d'avantages qu'une machine hors ligne. Grâce à la technologie netFIELD de Hilscher, nous pouvons proposer des services intelligents ultraperformants, qui répondent directement aux besoins de nos clients et, ce faisant, les fidélisent.

Marius Grathwohl

Vice-président Digital Products & Transformation

MULTIVAC

En cette ère de changement climatique, comment transformer les aliments et d’autres produits d’une manière plus respectueuse des ressources ? La réponse de MULTIVAC : en investissant dans la recherche, le développement et la production moderne.

Entre 2010 et 2020, le groupe MULTIVAC a déposé 445 demandes de brevet, qui ont été utilisées pour créer des machines à haute efficacité énergique synchronisées, intégrées au réseau et assistées par logiciel, destinées à évoluer au sein de lignes de transformation automatisées. Pour une découpe de haute précision, un portionnement précis au gramme près, une sécurité et une durabilité maximales du conditionnement, de l’étiquetage et de l’assurance qualité. Pour un avenir vert.

A packaging machine from MULTIVAC.

MULTIVAC, fabricant numéro un de solutions d'emballage intégrées, développe des services orientés client avec netFIELD, dans une optique de maximisation de la disponibilité des machines

Exploiter les meilleures pratiques

« Nous nous voyons comme des facilitateurs qui aident les PME à tirer parti des meilleures pratiques, » annonce M. Schnepf. Basée sur des conteneurs, la structure de netFIELD permet aux utilisateurs d'intégrer et de déployer facilement leurs applications via les passerelles. Hilscher a également collaboré avec des partenaires triés sur le volet : UReason (Rotterdam, Pays-Bas), pour le développement d'une solution de surveillance des vannes et pompes ; Tomorrow Things GmbH (Bonn, Allemagne), pour une solution de surveillance des processus de moulage par injection ; ou encore byteFabrik (Karlsruhe, Allemagne), pour une solution d'IA nécessitant peu de codage.

Hilscher facilite le recours à la « servitisation », un modèle économique innovant qui combine biens et services. Un exemple ? L'offre de « pneus en tant que service » proposée par un fabricant de pneus reconnu. « Il est également possible de mettre en œuvre ces modèles économiques dans le secteur de la fabrication. Nous aidons les sociétés à obtenir les données nécessaires dans ce but, » explique M. Schnepf.

En conclusion, M. Schnepf souligne l'importance de la sécurité OT. Les réglementations comme la loi de l'UE sur la cyberrésilience imposent des exigences strictes, qui devront être respectées pour obtenir la certification CE. Il est convaincu du succès des solutions de Hilscher, principalement axées sur la communication industrielle et la gestion sécurisée des appareils. « Notre plateforme ouverte est conçue pour répondre aux besoins réels des PME, tout en restant suffisamment évolutive pour s'adapter facilement et rapidement à l'évolution du marché, » conclut-il.

 

The picture shows the inside of an industrial production machine for semiconductors and electronic devices. On the left side, a type of gripper arm can be seen between blurry constructional struts in the foreground.
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A man in a dark blue business suit and a white blue shirt smiles into the camera. He has short dark hair.
À propos de l'auteur : Ronald Heinze

Fort d'un réseau de connexions impressionnant, Ronald Heinze est l'un des journalistes les mieux informés du secteur de l'automatisation. Il est directeur de la publication et rédacteur en chef de VDE VERLAG GMBH, la société de médias allemande responsable de magazines professionnels comme Digital Factory Journal ou etz.

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Hilscher netPI Edge Gateway in use.

Un aperçu de notre plateforme d’IoT industriel gérée : netFIELD est votre infrastructure Edge IIoT pour la mise en œuvre de solutions de l’Industrie 4.0. Vous pouvez ainsi rendre accessibles les données de votre machine et centraliser la gestion des logiciels et du matériel nécessaires.