Internet Industriel des Objets IIOT : Ces tendances façonnent l'IoT industriel

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Les capteurs, les commandes et la connectivité réseau sont désormais économiquement viables pour les produits ordinaires, pas seulement pour les produits de grande valeur. Chaque «chose» avec un interrupteur marche / arrêt peut être repensé en tant qu'appareil intelligent et connecté. Un smartphone ou une tablette connecté à Internet peut être le panneau de commande de chaque appareil, et l'Internet des objets (IoT) est capable de prendre en charge la surveillance, le contrôle et la fourniture de fonctions de nouvelles manières:
Surveillance: le concept IoT sépare la détection des données de leur analyse et de leur présentation. L'IoT suppose que l'analyse des flux de données de capteurs, et non l'affichage direct, est plus utile et plus rentable. La «chose» – disons, une machine – est connectée à Internet afin que ses lectures de capteur et leurs résultats après analyse soient accessibles par tout autre appareil connecté à Internet autorisé. Cela peut être un smartphone ou une tablette à l'autre bout du monde, ou un système d'IA apprenant à faire fonctionner la machine.
Contrôle: avant l'IoT, les commandes de contrôle provenaient des boutons, commutateurs et curseurs du panneau de commande d'un appareil ou d'un équivalent distant de ce panneau. L'IoT peut intégrer ces commandes dans les messages envoyés à l'appareil. Ces messages proviennent d'un panneau de commande physique ou virtuel connecté à Internet n'importe où, ou d'un logiciel de supervision fonctionnant sur n'importe quel système connecté à Internet.
Fourniture de fonctions: les logiciels intégrés dans un appareil IoT ont la possibilité, sous réserve de considérations de latence, de fonctionner en conjonction avec des logiciels sur des systèmes connectés locaux ou distants, pour ajouter des fonctions allant de l'administration à l'intelligence artificielle (IA). Tous ces logiciels peuvent être mis à jour, avec ou sans la visite d’un technicien.
Processus repensés
Les capacités IoT peuvent affecter la plupart des activités d'une entreprise d'ingénierie, de fabrication et de production. Par exemple:

Opérations en usine: l'affichage sur un seul écran de l'état en temps réel, les diagnostics prédictifs et les informations du système d'entreprise peuvent améliorer la hiérarchisation et la planification des lots.
Ingénierie: les commentaires d'utilisation dans le monde réel peuvent calibrer les modèles d'analyse et gérer les exigences de la prochaine version.
Commercial: les termes basés sur l'utilisation et les performances sont en mesure de fournir un avantage concurrentiel.
Ventes: un aperçu des modèles d'utilisation peut guider les actions pour offrir des produits et services supplémentaires appropriés au bon moment.
Service: il est possible de fournir à distance les opérations, les diagnostics et la maintenance; les analyses permettent une maintenance prédictive.

Les produits connectés intelligents offrent une surveillance et un contrôle à distance en tant que configuration standard et en service ainsi qu'une mise à niveau logicielle.
Modèle d'entreprise repensé
La portée de la réimagination ne s'arrête pas aux produits et aux processus; il s'applique également au modèle économique. Par exemple:

Si les conteneurs de déchets peuvent détecter lorsqu'ils sont presque pleins, des rondes de collecte peuvent être programmées selon les besoins, pas seulement après un laps de temps déterminé.
Si les machines sont capables de rapporter suffisamment de données, les fournisseurs peuvent accepter le risque – et obtenir un avantage concurrentiel – en vendant des contrats basés sur les performances plutôt que sur le produit.

Ces deux exemples permettent aux top managers de l'organisation d'innover le business model par la «servitisation»: fournir un service basé sur un produit, soit en supplément, soit en alternative à la vente du produit.
Conception, construction et exploitation d'une solution IoT
Une solution IoT industrielle se déroule en deux étapes et chacune nécessite un logiciel différent:

Conception et construction de la solution: des outils logiciels sont nécessaires pour concevoir, développer, tester et gérer le matériel, les logiciels, la production, la livraison et les processus d'utilisation du produit.
Exploitation d'un système IoT industriel: Un système IoT industriel opérationnel implique une combinaison des appareils connectés intelligents, de la connectivité et des serveurs. Ces composants, qui sont en utilisation continue une fois que le système est opérationnel, sont déclenchés par des événements, des conditions et des actions de l'opérateur, tous traduits en messages numériques parcourant le réseau.

La courbe d'adoption industrielle de l'IoT
Comme de nombreux marchés technologiques, l'IoT suit une courbe en cloche. Les premières phases sont conduites par des innovateurs et des adopteurs précoces, et accompagnées d'énoncés parfois sauvages et visionnaires sur les nouveaux concepts et capacités potentiels.

L'IoT suit une courbe en cloche, les premières phases étant conduites par les innovateurs et les premiers utilisateurs, et accompagnées d'énoncés parfois sauvages et visionnaires de nouveaux concepts et capacités potentiels.
De nombreux composants différents constituent une «solution IoT», et ils peuvent – individuellement – être à des stades différents. Par exemple, les outils pour les «logiciels embarqués» et «l'ingénierie des systèmes» étaient bien établis (au stade de la «majorité précoce») avant même l'IoT. Ces outils sont essentiels et largement utilisés pour les projets IoT.
En revanche, les plates-formes IoT et les systèmes d'exploitation sont des combinaisons relativement nouvelles de logiciels, de connectivité et de services cloud. Les innovateurs peuvent les examiner pour décider si certaines parties maison de leur solution IoT doivent être remplacées par une plate-forme IoT / un package de système d'exploitation.
Transformation numérique et IoT
Les projets IoT peuvent offrir de tout nouveaux modèles commerciaux, tels que «produit en tant que service» ou «puissance à l'heure», de sorte que les bonnes personnes doivent être impliquées pour évaluer l'opportunité et développer des idées adaptées aux priorités et aux délais de leur organisation. , les budgets et la culture. L'IoT peut également être un catalyseur de la transformation numérique.
Les processus commerciaux existants peuvent ne pas être suffisants
Les processus existants qui rassemblent les exigences et définissent des plans pour des projets de ce type peuvent ne pas être suffisants pour identifier l'option de transformation perturbatrice. Une réflexion radicale et disruptive peut être nécessaire pour obtenir le maximum d'avantages.
Transformer la relation client
Il peut être plus facile de voir les effets transformationnels des projets qui offrent quelque chose de nouveau aux clients. Le service sur le terrain et la gestion des actifs sont les fruits à portée de main. La transformation peut être due à la connectivité des machines vendues par le constructeur à ses clients plutôt qu'à la connectivité des machines qu'il utilise dans ses propres usines.
La maintenance prédictive basée sur l'IoT peut transformer la façon dont les produits sont vendus aux clients. Par exemple, les fournisseurs de moteurs d'avion proposent désormais un modèle «puissance à l'heure» dans lequel les clients paient le service en fonction des heures de vol du moteur plutôt que selon un calendrier de service prédéfini. Le fournisseur analyse les données des moteurs pour gérer la maintenance des moteurs des clients et maximiser la disponibilité des avions. Pour des raisons de sécurité et de disponibilité, les communications sol-avion sont indépendantes d'Internet, mais le même principe peut être appliqué aux machines connectées à Internet.
L'IoT transforme de nombreuses industries
Alors que la maintenance prédictive occupe une place centrale dans le secteur des machines industrielles, une transformation se produit également dans d'autres domaines, aidée par l'accessibilité des capteurs et des appareils de communication.
Par exemple, dans la transformation des aliments, considérez les machines à trancher sur les comptoirs de vente au détail de viande et de fromage. Pour ces machines relativement peu coûteuses, la détection est réalisée en surveillant les profils courant / tension électrique au démarrage, à vide et pendant la coupe. Par conséquent, un nouveau cordon d'alimentation avec un capteur intégré et une connectivité Wi-Fi est tout ce dont vous avez besoin pour moderniser une machine existante. Lorsque la forme d'onde électrique démontre qu'il est temps pour une nouvelle lame, l'action appropriée de l'opérateur ou du technicien peut être programmée.
Dans l'agriculture, l'utilisation des équipements sur l'ensemble du réseau commercial évolue, de la fourniture de machines agricoles à l'exploitation de flottes sur le terrain à l'aide du GPS, de la collecte automatisée des récoltes, de l'identification et du suivi des produits.
Dans le secteur de la construction, la tendance à la fabrication hors site et à l'assemblage sur site passe à un niveau supérieur avec OPTIMIZED, un projet H2020 Factory of the Future de 7 M € financé par la Commission européenne. Il couvre la fabrication de pointe dans un certain nombre d'industries, y compris la construction.
Dans le commerce de détail, les grands détaillants en profitent pour utiliser la technologie blockchain pour les grands livres distribués. Ajoutez une chaîne d'approvisionnement compatible IoT, et le résultat est un suivi en temps réel et une sécurité alimentaire du champ à la caisse.
Le thème commun est la justification commerciale basée sur des objectifs familiers:

Réduisez les coûts et améliorez les opérations.
Obtenez un avantage concurrentiel en offrant aux clients une meilleure expérience.
Ouvrez de nouvelles sources de revenus.

Au fur et à mesure que les histoires de réussite des «early adopters» deviendront plus courantes, la technologie sera exploitée majoritairement dans ce secteur et deviendra finalement courante. Cependant, des défis doivent encore être surmontés, ce qui pourrait conduire à différents futurs possibles; ceux-ci sont discutés plus en détail ci-dessous.
Les principaux fournisseurs de technologies IoT industrielles

L'Industrial Internet Consortium (IIC) utilise ce diagramme pour décrire le cadre dans lequel la plupart des fournisseurs industriels d'IoT travaillent. Une architecture comme celle-ci permet de définir les limites et les interfaces, de sorte que les technologies de plusieurs fournisseurs puissent être intégrées dans un seul projet.
Les solutions IoT industrielles dépendent de la collaboration des fournisseurs – «l'écosystème» est un ensemble de fournisseurs proposant différents produits et services. Nous identifions trois grandes catégories d'entreprises qui fournissent des solutions pour l'IIoT:
Entreprises «établies»
Il s'agit de grandes entreprises mondiales aux noms familiers provenant de nombreux secteurs différents, qui ont reconnu l'opportunité et s'organisent – ou se réorganisent – pour développer et fournir des solutions pour l'IIoT, impliquant souvent des logiciels et du matériel:

Technologie industrielle
Semi-conducteurs (microprocesseur et microcontrôleurs)
Fournisseurs informatiques
Fournisseurs de stockage / informatique dans le cloud
Entreprises de communication
Fournisseurs d'équipements de réseau
Fournisseurs d'informatique «Edge» et «fog»
Fournisseurs de logiciels d'entreprise
Fournisseurs PLM / CAD / CAM
Fournisseurs BIM / AEC

Startups IoT
Le rôle des startups technologiques est vital pour donner une forme utilisable à de nouvelles idées et rassembler de nouvelles combinaisons de technologies dans un package pour le marché. Au tout début, les risques signifient que seuls les innovateurs s'impliquent. Ces innovateurs font des choix difficiles. Par exemple, obtiennent-ils la technologie gratuitement d'une université locale ou la développent-ils en interne à des coûts initiaux et continus élevés?
Les startups explorent de nombreuses combinaisons de prix et de fonction, et la discipline du marché guide les survivants vers des sélections et des combinaisons de technologies qui répondent aux besoins du marché.
Intégrateurs système / consultants en gestion
La plupart des grandes entreprises de conseil / d'intégration de systèmes incluent l'IoT comme un élément important de la «transformation numérique», ce qui signifie tirer parti de la technologie numérique (telle que l'IoT) pour changer radicalement la façon dont une entreprise travaille et fait des affaires. L'IoT peut aider à la transformation numérique de l'industrie pour automatiser davantage d'activité, accélérer les processus en rendant les données accessibles, améliorer les performances grâce à l'analyse et interagir avec les partenaires et les clients.
Défis et tendances de l'IoT industriel
Il sera essentiel de résoudre les principaux défis pour permettre à l'IoT de satisfaire plus que les innovateurs, les premiers utilisateurs et les projets pilotes de la majorité. En particulier, les développeurs et les utilisateurs ont besoin:

Une sécurité améliorée et plus simple
Un ensemble accepté de normes fondamentales
Connaissance de la manière de faire des affaires dans un réseau industriel connecté
Des offres de logiciels / services moins nombreuses et plus matures décrites comme des «plates-formes IoT»
Davantage de personnel d'ingénierie et de logiciels familiarisé avec les technologies IoT.

Nous voyons les tendances suivantes émerger, en partie en réponse à ces défis:
Tendance 1: De nombreuses entreprises manufacturières se tourneront vers leurs fournisseurs de systèmes d'entreprise pour trouver des solutions
À mesure que l'IdO devient omniprésent, les industriels s'attendront à ce que leurs systèmes d'entreprise «fonctionnent tout simplement». Autrement dit, leurs systèmes d'entreprise existants devraient être «compatibles IoT», tout comme ils s'attendent désormais à ce qu'ils soient «compatibles Internet» et «compatibles avec les données». Les gens s'attendront à accéder à l'IoT à partir de leurs systèmes existants, ou la technologie IoT sera utilisée pour créer un système d'entreprise qui offre une valeur commerciale. Il y aura toujours un marché pour les «plates-formes et composants IoT», mais la plupart des utilisateurs les consommeront sous une forme packagée.
Tendance 2: davantage d'industriels se lanceront dans le secteur des logiciels en utilisant la technologie IoT
L'analyse de rentabilisation de l'IdO peut être plus facile si elle est structurée de manière à créer des avantages internes grâce à l'utilisation de la technologie et à créer une nouvelle source de revenus provenant des ventes de la technologie et des services associés. Les activités IoT peuvent être regroupées dans une unité organisationnelle qui développe des capacités pour répondre aux besoins internes qui peuvent également être vendues aux clients.
Tendance 3: l'IoT créera de nouveaux flux d'informations
Accélérer et automatiser les flux d'informations existants sera important, mais il existe de grandes opportunités dans l'utilisation de l'IoT pour de nouveaux flux d'informations potentiels. Par exemple, les commentaires des produits en service aideront les concepteurs à régler les modèles de simulation, les ingénieurs de production à améliorer les processus de fabrication et les ingénieurs de service à améliorer l'approche de la maintenance.
Tendance 4: les machines et équipements seront livrés «prêts pour l'IoT»
Il n'est pas surprenant de trouver une «connectivité» sous la forme d'une prise Internet, ou compatible Wi-Fi, dans les appareils électroniques grand public tels que la télévision, l'audio, les consoles de jeux, les commandes d'éclairage et de chauffage, les téléphones, les ordinateurs, les imprimantes, les caméras de sécurité. , etc.
Il en sera de même pour les équipements industriels. Les systèmes d'entreprise pourront automatiquement découvrir, associer et gérer ces appareils.
Tendance 5: les exigences de sécurité auront une priorité plus élevée
Depuis Stuxnet, le monde est conscient que les logiciels malveillants peuvent affecter tous les appareils informatiques. L'ancienne défense d'un «espace aérien» devient de moins en moins pratique lorsque la capacité concurrentielle peut dépendre de systèmes connectés au cloud.
La technologie offre une vision alléchante des systèmes sécurisés dans lesquels une chaîne de traçabilité est maintenue depuis les protocoles de sécurité intégrés à l'électronique, jusqu'aux composants logiciels de sécurité intégrés à tous les niveaux.
Tendance 6: il y aura consolidation parmi les fournisseurs IoT
Cambashi a trouvé plus de 350 fournisseurs de plates-formes IoT plausibles dans ses recherches sur l'IoT, ce qui suggère qu'une consolidation peut être attendue. La consolidation est déjà visible dans la fourniture cloud. Même les grandes entreprises qui offraient leur propre infrastructure pour héberger des services cloud IoT sont en train de s'intégrer à la fourniture cloud des quelques entreprises qui ont investi dans des réseaux mondiaux de centres de données cloud.
La numérisation est un objectif depuis les débuts des ordinateurs. Désormais, grâce aux capteurs et à la communication rendant l'IoT abordable, il peut être intégré à la stratégie de chaque organisation. L'IoT industriel a déjà un effet significatif sur la plupart des industries et sera de plus en plus utilisé comme catalyseur de la «transformation numérique».

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