Internet Industriel des Objets IIOT : Comment l'industrie industrielle de l'IoT transforme-t-elle?

Dans ce cinquième article sur l'Internet industriel des objets, Alan Griffiths de Cambashi explique comment l'IIoT transforme l'industrie.

Les opportunités potentielles pour l'IoT incluent non seulement les processus internes, mais également les relations avec les clients et les fournisseurs.

J'ai décrit dans des articles précédents comment l'IoT industriel implique un large éventail de technologies, des semi-conducteurs au cloud computing et à l'intelligence artificielle.
Ce mois-ci, je vais expliquer comment les fabricants peuvent tirer parti de cette technologie pour rendre leurs processus plus efficaces et utiliser la technologie numérique de l'IoT pour transformer leurs entreprises et leurs industries.
Le point clé est que les opportunités potentielles pour l'IoT industriel incluent non seulement les processus internes, mais aussi les relations avec les clients et les fournisseurs.
Construire l'analyse de rentabilisation
Les fabricants définissent et priorisent les projets IoT exactement de la même manière qu'ils traiteraient toute nouvelle technologie. "Cela peut être fait" ne signifie pas "cela devrait être fait" – le proposant doit construire une analyse de rentabilité.
Les projets IoT peuvent offrir de nouveaux modèles commerciaux entiers – par exemple, le produit en tant que service (PaaS) – donc les bonnes personnes doivent être impliquées pour évaluer les opportunités et développer des idées adaptées aux priorités, aux délais, aux budgets et à la culture de leur organisation.
Par exemple, pour introduire son «modèle d'opérateur Sigma Air Utility», avec une tarification basée sur la quantité d'air comprimé consommée, Kaeser Compressors avait besoin de construire des machines instrumentées et connectées. Si les machines tombent en panne, les revenus cessent.
Ainsi, comme pour tous les modèles commerciaux «en tant que service», il existe une pression commerciale pour construire des machines fiables et minimiser les temps d'arrêt de maintenance. Cette approche nécessite une large implication dans la prise de décision.
Cet article a été publié pour la première fois dans le numéro d'octobre du magazine The Manufacturer. Pour vous abonner, veuillez cliquer ici.
Définir le changement

L'accès à distance est l'IoT d'entrée de gamme. L'étape suivante consiste à intégrer les données des actifs dans les systèmes d'analyse et de contrôle.

Les processus existants qui rassemblent des exigences et définissent des plans pour des projets de ce type peuvent ne pas être suffisants – une transformation peut être nécessaire, comme le souligne la citation apocryphe attribuée à Henry Ford, «Mes clients auraient demandé des chevaux plus rapides».
Cependant, ce qui compte comme transformationnel peut dépendre de votre point de vue. Par exemple, un nouveau système (IoT) d'accès à distance qui permettait aux ingénieurs de processus autorisés de se connecter à leurs lignes de production en usine a déclenché le commentaire «Cela a changé ma vie» de l'un des ingénieurs de processus.
Cette personne avait auparavant du mal à accepter des tâches de nuit. Pour lui, le changement a été transformationnel – même si l'accès à distance nécessaire n'est guère une nouvelle technologie. Maintenant, il se porte volontaire pour le quart de nuit "… et si je ne peux pas le gérer en ligne, je peux généralement guider l'équipe sur place pour résoudre les problèmes."
Analyse et contrôle
L'accès à distance est l'IoT d'entrée de gamme. L'étape suivante consiste à intégrer les données des actifs dans les systèmes d'analyse et de contrôle. Adopter une approche IoT plutôt qu'une approche traditionnelle de machine à machine est rentable ici, car en plus de résoudre les questions de communication à distance et multi-sites (une connexion Internet est tout ce qui est nécessaire), cela simplifie également la connexion à un logiciel d'analyse approprié hébergé dans le nuage.
L'approche IoT prend en charge de nombreuses configurations; par exemple, si une réponse à faible latence doit être garantie, un système IoT peut utiliser des serveurs locaux («périphériques») pour mettre en cache les données.
Le spectre des capacités a été récemment résumé par Brett Murphy de la société de connectivité Real-Time Innovations (RTI) comme une gamme allant de la surveillance à la fin simple, à l'optimisation, où les données d'un ou plusieurs actifs peuvent être analysées et les résultats utilisés par un opérateur pour ajuster les paramètres pour de meilleures performances, jusqu'à l'autonomie, où le logiciel IoT effectue les ajustements automatiquement.

Le partenariat d'Elekta avec PTC et ServiceMax aide les prestataires de soins de santé à minimiser les interruptions de traitement.

Ces exemples de surveillance, d'optimisation et d'autonomie se produisent au sein d'une organisation de fabricant et peuvent être locaux pour les groupes de production. Ils peuvent être transformationnels, car ils peuvent ouvrir la prochaine étape pour les initiatives de fabrication sans gaspillage.
Changement transformationnel
Cependant, il peut être plus facile de voir les effets transformationnels des projets qui offrent quelque chose de nouveau aux clients. Les services extérieurs et la gestion des actifs sont les fruits les plus bas.

Transformer les services sur le terrain et la gestion des actifs chez Elekta
Elekta, un fabricant suédois de technologies médicales pour le traitement du cancer et des troubles cérébraux, utilise la connectivité et la technologie des appareils intelligents pour différencier son activité de service et accélérer la façon dont ses produits sont entretenus.
Elekta s'est associé à PTC et à ServiceMax, propriété de GE Digital, pour mettre en œuvre le Connected Field Service. Au cours de la première année du projet, Elekta a réalisé plus de 600 actions préventives, ce qui s'est traduit par des traitements ininterrompus pour plus de 14 000 patients. Pour plus de détails, voir: www.bit.ly/2w7lX4t

Ici, la transformation est due à la connectivité des machines qu'Elekta vend à ses clients, plutôt qu'à la connectivité des machines qu'il utilise dans ses usines.
Un autre exemple où la maintenance prédictive transforme la façon dont les produits sont vendus aux clients est Rolls-Royce, qui a introduit ses services TotalCare il y a une vingtaine d'années. TotalCare utilise un modèle de «puissance à l'heure» dans lequel les clients paient le service en fonction des heures de vol du moteur.

Puissance Rolls-Royce à l'heure
Rolls-Royce possède plus de 13 000 moteurs d'avions commerciaux en service dans le monde entier. Au cours des 20 dernières années, il a offert à ses clients des services complets de maintenance des moteurs qui aident à maintenir les avions disponibles et efficaces.

Le package TotalCare de Rolls-Royce offre un service de «puissance à l'heure» qui met l'accent sur la fiabilité et l'efficacité du moteur. [Trent 900 powering an Airbus A380 – image courtesy of Rolls-Royce plc]

Il utilise désormais la plate-forme Microsoft Azure et Industrial IoT Suite pour mieux servir ses clients en analysant des volumes croissants de données provenant de nombreux types d'équipements d'avion.
Les retards et les interruptions de vol coûtent à l’industrie aérienne des millions de dollars chaque année, donc même une petite réduction du temps «avion au sol» coûte cher. Le carburant représente environ 40% des dépenses d’exploitation des compagnies aériennes, et seulement 1% d’optimisation de la consommation de carburant peut permettre à une compagnie aérienne d’économiser des millions de dollars par an.
De nombreux facteurs affectent la quantité de carburant consommée lors d'un vol, notamment la trajectoire de vol sélectionnée, les conditions météorologiques, l'efficacité du moteur et les choix opérationnels tels que la quantité de carburant à transporter à chaque vol.
Les services TotalCare de la société fournissent un modèle de «puissance à l'heure», où les clients paient en fonction des heures de vol du moteur. La responsabilité de la fiabilité et de la maintenance des moteurs incombe à Rolls-Royce, qui analyse les données des moteurs pour gérer la maintenance des moteurs et maximiser la disponibilité des avions.
Selon Nick Farrant, vice-président directeur de Rolls-Royce, «le marché et les besoins des clients se sont considérablement élargis à mesure que les avions et les moteurs sont devenus plus bavards et que la portée de nos services a augmenté. Il y a des téraoctets de données provenant de grandes flottes d'aéronefs, avec des gigaoctets par heure – plutôt que des kilo-octets – à traiter et à analyser.
«La simple gestion de toutes ces données nous conduit dans différents domaines, mais nous donne également la possibilité de résoudre différents problèmes grâce à l'apprentissage automatique et à l'analyse. Nous pouvons utiliser les données et les informations de nouvelles façons pour affiner les opérations de nos clients afin de leur apporter plus de valeur et leur permettre de faire plus avec moins. »
À l'aide d'Azure IoT Suite de Microsoft, Rolls-Royce peut collecter et agréger des données provenant de sources disparates et distribuées à une échelle sans précédent, et à l'aide de Microsoft Cortana Intelligence Suite, Rolls-Royce peut analyser un riche ensemble de données et effectuer une modélisation des données à grande échelle pour détecter avec précision les anomalies opérationnelles et aider les clients à planifier les actions pertinentes.

Rolls-Royce 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-aéronef sont indépendantes d'Internet, à l'aide d'un système spécifique d'adressage et de communication des aéronefs (ACARS).

Alors que la maintenance prédictive occupe une place centrale dans le secteur des machines industrielles, la transformation se produit également dans d'autres secteurs.

Depuis son introduction, la portée de TotalCare a augmenté parallèlement à la croissance des capteurs par moteur et à la capacité d'analyser de grands volumes de données. Désormais, leur service Efficiency Insight comprend la surveillance de la santé des moteurs et suit la santé de milliers de moteurs en fonctionnement dans le monde.
Coûts en baisse
La chute spectaculaire des coûts des capteurs et des communications a élargi le potentiel de ces concepts à d'autres industries. Par exemple, les fabricants de machines de transformation des aliments Minerva Omega ont créé la start-up DSC Nexus, qui a apporté des capacités IoT aux machines, y compris des machines à trancher trouvées sur les comptoirs de viande et de fromage au détail.
Pour ces machines relativement peu coûteuses, la détection est obtenue en surveillant les profils de courant / tension électrique au démarrage, à vide et pendant la coupe. Ainsi, un nouveau cordon d'alimentation avec capteur intégré et connectivité Wi-Fi est tout ce dont vous avez besoin pour moderniser une machine existante. Lorsque la forme d'onde électrique surveillée montre qu'il est temps pour une nouvelle lame, l'action appropriée de l'opérateur ou du technicien peut être planifiée.
Objectifs commerciaux et expérience client
Alors que la maintenance prédictive occupe une place centrale dans le secteur des machines industrielles, la transformation se produit également dans d'autres secteurs. Le thème commun est la justification commerciale basée sur la réalisation d'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.

L'équilibre de ces trois objectifs varie, mais ils sont toujours là, qu'il s'agisse de voiture connectée dans l'automobile, de services cloud pour le contrôle vocal des biens de consommation ou de compteurs intelligents et d'architectures de réseaux intelligents dans les services publics.

En agriculture, l'utilisation des équipements dans l'ensemble du réseau commercial évolue, de la fourniture de machines agricoles à l'exploitation de flottes sur le terrain – image reproduite avec l'aimable autorisation d'Adobe

Dans l'agriculture, l'utilisation des équipements dans 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 et 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 dans OPTIMIZED, un projet de l'usine H2020 H2020 financé par l'UE et axé sur la fabrication de pointe.
Selon le coordinateur du projet, Graham Herries de Laing O'Rourke, l'un des objectifs est la fabrication de composants de construction dans un environnement d'usine contrôlé. Cette soi-disant «fabrication / conception hors site pour la fabrication et l'assemblage» utilise la modularisation de la conception architecturale pour permettre une installation facile et en composantes sur le site, réduisant le temps de construction et les risques pour la santé et la sécurité.
OPTIMIZED synchronisera la logistique avec la production en usine et les outils de planification permettront une réduction des coûts, une plus grande efficacité, une expansion du débit et ouvriront de nouveaux marchés pour divers produits.
Dans le commerce de détail, IOT aide à réaliser le rêve de chaque responsable de chaîne d'approvisionnement de visibilité et de sécurité alimentaire. Des entreprises comme Walmart, en collaboration avec IBM, profitent de l'occasion pour intégrer la technologie de la «blockchain» pour les registres distribués afin d'assurer le suivi et la sécurité alimentaire dans tout le réseau d'approvisionnement.

IBM, blockchain et sécurité alimentaire
En août 2017, IBM a annoncé qu'elle travaillait avec Dole, Nestlé, Unilever, Walmart et d'autres grands détaillants pour introduire la technologie de la chaîne de blocs et rendre la chaîne d'approvisionnement alimentaire plus sûre.
La blockchain améliore la traçabilité des aliments en fournissant des informations fiables sur l'origine et l'état des aliments et un environnement fiable pour toutes les transactions. Il permet à tous les participants à l'approvisionnement alimentaire mondial – producteurs, fournisseurs, transformateurs, distributeurs, détaillants, régulateurs et consommateurs – d'avoir un accès autorisé à des informations connues et fiables sur l'origine et l'état des aliments tout au long de la chaîne d'approvisionnement.

IBM a annoncé une collaboration blockchain avec les principaux détaillants et les entreprises alimentaires pour aborder la sécurité alimentaire dans le monde entier – image courtoisie d'IBM.

Cela permet aux fournisseurs de nourriture et aux autres membres de l'écosystème de retracer rapidement les produits contaminés jusqu'à la source et d'assurer leur retrait en toute sécurité des étagères, empêchant ainsi la propagation des maladies.
Marie Wieck, directrice générale d'IBM Blockchain, a déclaré: «Contrairement à toute technologie antérieure, la blockchain transforme la manière dont les organisations partageant les mêmes idées se réunissent et permet un nouveau niveau de confiance basé sur une vision unique de la vérité.
«Notre travail avec des organisations de l'écosystème alimentaire, ainsi que la nouvelle plate-forme d'IBM, libéreront davantage le vaste potentiel de cette technologie passionnante, ce qui permettra aux organisations de toutes tailles et de toutes les industries de passer plus rapidement du concept à la production pour améliorer la manière les affaires se font. »

À mesure que les réussites comme celles-ci – des «premiers adoptants» – deviendront plus courantes, la technologie sera adoptée par la majorité de cette industrie et elle deviendra courante.
Mais il reste des défis à relever et différents futurs possibles pour l'industrie, qui feront l'objet du prochain article.

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