IOT et industrie : IIoT permet une surveillance des actifs à distance de niveau supérieur

Les systèmes d’osmose inverse à grande échelle de FCI Watermakers, qui convertissent l’eau de mer en eau douce, se trouvent généralement dans les endroits les plus reculés, des plates-formes pétrolières en mer aux stations balnéaires éloignées. Jusqu’à récemment, cependant, le fabricant n’avait aucun moyen fiable de surveiller ou de dépanner les actifs distants. Lorsqu’un système venait à tomber en panne, un technicien expérimenté devait faire le trajet onéreux jusqu’à un site client pour remettre les actifs en état de marche.

Ces aventures à enjeux élevés ont eu un prix élevé – à la fois financièrement et en tant que potentiel ding sur le service client. «Nous ne savions pas comment fonctionnait un système, et si et quand il y avait un problème, nous recevions un appel téléphonique d’un gars sur le terrain qui n’avait aucune idée de ce qu’il regardait», explique Mark Ajemian, directeur de la mécanique. ingénieur chez FCI Watermakers. «Cela a rendu difficile le dépannage à distance du problème. Nous devions généralement envoyer quelqu’un sur place pour résoudre la situation, et les clients encourraient des frais élevés. »

Les défis du service à distance de FCI Watermaker sont en train d’être résolus alors que l’Internet industriel des objets (IIoT) devient plus ciblé et ouvre la voie à de nouvelles connectivités et offres intelligentes qui propulsent la gestion à distance des actifs au niveau supérieur. FCI a intégré le groov EPIC (contrôleur industriel programmable de bord) d’Opto 22 – un ensemble de matériel, de logiciels, d’interface homme-machine (IHM) et de capacités de communication de qualité industrielle – dans ses systèmes d’osmose inverse. En conséquence, l’OEM est désormais en mesure de surveiller à distance les systèmes des clients sur le terrain, obtenant une vue directe sur les attributs critiques tels que le débit, la pression et la qualité de l’eau afin de pouvoir se tenir au courant de tout changement alarmant et dépanner les unités de loin en conjonction. avec les gestionnaires locaux des installations.

«Cela a changé la donne quant à la facilité d’intégration des fonctionnalités d’accès à distance dans un API [programmable logic controller]», Explique Ajemian, ajoutant que la disponibilité de groov View HMI sur un appareil mobile standard a permis à FCI Watermaker de créer facilement une application qui permet aux clients distants de suivre. « Ce n’est pas seulement facile du point de vue de la programmation, c’est aussi facile du point de vue des utilisateurs car ils peuvent simplement télécharger une application sur leur téléphone », dit-il.

À l’instar de FCI Watermakers, un nombre croissant de fabricants OEM tirent parti de l’IIoT et d’autres technologies de contrôle pour faire progresser la gestion à distance des actifs industriels afin d’améliorer le service client. Ils commencent également à expérimenter comment tirer parti des technologies pour offrir de nouveaux services de maintenance afin de créer des sources de revenus supplémentaires.

Simultanément, les fabricants de plusieurs usines profitent de la même facilité de connectivité, de nouvelles plates-formes cloud et de capacités d’analyse pour surveiller, gérer et entretenir à distance les équipements de l’usine à partir d’un emplacement centralisé, sur plusieurs sites. Les fabricants multisites consolident également les données d’un portefeuille d’actifs distants et les marient avec d’autres sources d’informations – les conditions météorologiques et les données de la plateforme d’entreprise, par exemple – en utilisant le mashup Big Data pour contextualiser les informations et permettre de nouveaux cas d’utilisation dans des domaines tels que prédictifs et l’entretien préventif.

Bien que, dans l’ensemble, la connectivité à distance aux actifs de l’usine et à leurs réserves de données correspondantes existe depuis un certain temps, la visibilité a été limitée aux équipements largement contenus dans le domaine d’une usine spécifique avec une visibilité minimale sur le paysage plus large ou sur plusieurs usines. De plus, la gestion des appareils n’a été que cela: contextualisée à un appareil spécifique. Pourtant, alors que l’IIoT apporte plus d’intelligence et une plus grande connectivité, il favorise une vision plus large qui peut fournir aux fabricants de meilleures informations pour améliorer les processus, minimiser les temps d’arrêt et réduire les points d’étranglement et les problèmes de débit dans l’usine.

«Les entreprises sont mieux en mesure d’identifier les points faibles et d’être plus efficaces», explique Ante Tomicic, chef de produit, services de support applicatif pour Rockwell Automation. «Ils obtiennent des informations précieuses sur davantage d’actifs plutôt que de dépanner à distance un seul appareil qui a échoué sur la base des commentaires.»

Dans le même temps, la connectivité omniprésente de l’IIoT signifie que les fabricants peuvent consolider une équipe d’experts qui peuvent résoudre les problèmes et optimiser les performances des actifs pour les sites distants à partir d’un emplacement centralisé. «Auparavant, ils devaient avoir un expert en la matière (PME) dans chaque usine, ce qui nécessiterait que leur empreinte d’expertise de domaine soit beaucoup plus grande», explique Phil Bush, chef de produit, services gérés chez Rockwell. «Désormais, non seulement une PME pourrait savoir quelles mesures doivent être prises pour optimiser sa machine de remplissage pour l’environnement de production, par exemple. Ils pourraient potentiellement se connecter à distance à cette machine et effectuer eux-mêmes cette activité d’optimisation. »

Ajoutez des technologies émergentes, comme la réalité augmentée (RA), et le cas d’utilisation devient encore plus précieux pour les fabricants avec plusieurs sites et les OEM qui cherchent à élever la barre des services de maintenance, dit Bush. La RA permet à ce que Bush appelle des instructions de travail de type annotation vidéo «par-dessus l’épaule» d’être livrées à un opérateur d’usine distant, ce qui lui permet d’effectuer l’opération de maintenance avec plus de succès. Il s’agit d’un domaine important dans le cadre du partenariat de Rockwell avec PTC (pour plus d’informations à ce sujet, visitez: http://awgo.to/rockwellptc). « La RA réduirait encore le temps nécessaire pour résoudre les problèmes car les deux [the plant operator and expert] regardent la même chose en même temps et peuvent articuler ce qui doit être fait d’une manière qui n’est pas capturée par un appel téléphonique », explique Bush.

Le groov EPIC d’Opto 22 facilite la gestion à distance des actifs à l’aide de matériel, de logiciels, d’IHM et de communications de qualité industrielle. Image courtoisie d’Opto 22

La connectivité à l’ancienne

Non seulement l’IIoT permet une visibilité accrue pour la gestion des actifs à distance, mais il permet également d’atténuer une grande partie des complexités de longue date entourant la connectivité des actifs distants et leurs silos de données discrets. La plupart des usines sont déjà regroupées avec le maintien et le fonctionnement des systèmes opérationnels internes, sans parler de développer leurs propres capacités de mise en réseau pour exploiter les actifs distants. En outre, de nombreux fabricants de petite et moyenne taille ne disposent tout simplement pas des ressources ou de l’expertise en technologie de l’information (TI) pour gérer le travail d’intégration difficile consistant à obtenir des séries chronologiques et des données de capteur entrant et sortant des systèmes de contrôle propriétaires afin de les consolider , gérés et mis à profit pour obtenir des informations sur les performances opérationnelles et la disponibilité du système.

Le fossé de longue date entre la technologie opérationnelle (OT) et l’informatique n’a pas facilité les choses. Alors que les fabricants ont une gestion à distance des actifs en vue, la disponibilité d’un personnel informatique dédié ou d’un personnel technique pour faciliter et comprendre ce qui se passe a freiné les entreprises, selon Benson Hougland, vice-président du marketing et de la stratégie produit chez Opto 22. «Ils Il faudrait installer des PC, des routeurs et des passerelles, et cela a été trop difficile avec le manque de personnel informatique disponible ou de compétences pour maintenir la capacité de communication à distance juste pour exploiter ce qui se passe dans l’usine », dit-il. «C’est une toile d’araignée de diverses technologies – une usine de taille assez importante peut avoir les bonnes ressources informatiques, mais si vous êtes une usine de matières premières, vous n’avez pas beaucoup d’expertise, donc le coût d’obtention des données dépasse la valeur de il. »

La plate-forme groov EPIC d’Opto 22 aplatit l’architecture, modifiant le modèle de retour sur investissement (ROI) pour la gestion des accès à distance, reliant la convergence OT / IT et facilitant les communications à distance des équipements, affirme Hougland. La plate-forme assure la sécurité via un client de réseau privé virtuel (VPN) intégré tandis que la prise en charge de Node-RED et du protocole de communication de publication / abonnement MQTT facilite l’échange de données entre les automates et systèmes de contrôle hérités, les plates-formes cloud et les services Web sans nécessiter de connexion directe. connexion au réseau d’entreprise.

Échanger l’ancienne méthode de surveillance de site à distance via des téléphones portables et des VPN pour des capacités basées sur l’infrastructure IIoT et des courtiers de messages comme MQTT est plus acceptable pour les entreprises qui ont peut-être hésité à donner aux OEM et aux constructeurs de machines un accès à leurs réseaux d’entreprise, note Daymon Thompson, chef de produit logiciel chez Beckhoff. «Vous pouvez désormais prendre plusieurs installations ou machines OEM qui ne vivent pas dans une seule installation et regrouper les données à l’aide du cloud», explique-t-il. «Il permet un emplacement centralisé – une zone démilitarisée, si vous voulez – où des équipements disparates peuvent être connectés dans le cloud et les OEM n’ont plus besoin de VPN ou de tunnel dans les réseaux des utilisateurs. Certains utilisateurs ont des préoccupations majeures lorsque vous regroupez des machines de 20 à 40 OEM; ils ne sont pas à l’aise de donner aux OEM un accès direct ou de gérer autant de connexions ou d’entrées VPN.  »

Outre les améliorations de la connectivité, les progrès des capteurs sans fil et de l’analyse du cloud permettent de nouvelles formes de surveillance continue des actifs distants pour la maintenance prédictive et la gestion des performances par rapport à ce qui était auparavant limité aux vérifications manuelles. La capacité de surveiller et d’analyser en continu les données de vibration ou de pression provenant d’un échangeur de chaleur ou d’un équipement rotatif sur le terrain permet de mieux comprendre la santé et l’état de l’équipement, permettant aux utilisateurs ou aux OEM de détecter les problèmes plus tôt, explique Mike Boudreaux, directeur de gestion de produits, de services et de solutions cloud chez Emerson Automation Solutions.

«Il s’agit de mesurer de nouvelles choses ainsi que de remplacer la collecte manuelle de données par une collecte continue de données, ce qui offre une meilleure visibilité sur les données avec une meilleure certitude quant à ce que vous regardez», explique Boudreaux. « Si vous collectez manuellement des données de séries chronologiques une fois par mois, il n’y a pas de visibilité sur ce qui se passe entre ces points de collecte, et il est sujet à des erreurs humaines. »

Les systèmes d'osmose inverse de FCI Watermaker utilisent groov EPIC pour fournir des services de gestion d'actifs à distance aux clients. Image courtoisie d'Opto 22Les systèmes d’osmose inverse de FCI Watermaker utilisent groov EPIC pour fournir des services de gestion d’actifs à distance aux clients. Image courtoisie d’Opto 22

Appeler de nouveaux modèles commerciaux

Alors que les fabricants ont généralement compris comment ils pourraient bénéficier des services de gestion des actifs à distance, beaucoup ont hésité à laisser les fournisseurs se connecter à leurs réseaux en raison de problèmes de sécurité. De plus, certains ne sont pas encore convaincus qu’il existe une raison claire de le faire, affirme Vishal Prakash, chef de produit chez ProSoft Technologies, une division de Belden. En règle générale, le directeur de l’usine contrôlait quand et pendant combien de temps un OEM pouvait se connecter à distance à une machine industrielle, ouvrant l’accès via le réseau lorsqu’un problème spécifique nécessitait un dépannage – un scénario qui entrave toute capacité à fournir des informations prédictives. services de maintenance.

«Les conditions dans une usine pourraient changer très rapidement et, si elles étaient en cours de mise à niveau ou de changement de processus, elles ne veulent pas particulièrement qu’un intégrateur de système ou un constructeur de machines se connecte à leurs appareils d’automatisation et effectue le processus», explique Prakash . Pour répondre à ces préoccupations, la société propose ProSoft Connect, une plate-forme de connectivité à distance native dans le cloud conçue avec une approche multicouche de la sécurité, la prise en charge des API REST et une fonction de verrouillage-étiquetage virtuel qui permet des autorisations dynamiques d’accès à distance pour un période spécifiée, donnant aux utilisateurs un plus grand contrôle sur la détermination de l’accès. «Cela rend les données opérationnelles si facilement disponibles et récupérables par un système d’entreprise» pour remplir des tableaux de bord qui les rendent facilement consommables par le personnel non technique, dit-il.

Alors que les offres de gestion des actifs à distance compatibles IIoT promettent un tout nouveau niveau d’efficacité opérationnelle, il existe une opportunité à plus long terme pour les OEM de passer à des modèles commerciaux en tant que service pour un large éventail d’équipements industriels. Prenons l’exemple des roulements. SKF a vu une opportunité de fournir aux clients une rotation plus fiable au lieu de leur vendre plus de matériel de roulement. En utilisant la plate-forme Internet des objets MindSphere (IoT) de Siemens pour collecter et analyser les données des équipements distants instrumentés tels que les convoyeurs à bande, les moteurs électriques et d’autres machines, SKF a développé un programme pilote pour offrir aux clients des contrats à long terme pour les roulements «en tant que service », payé sous forme de frais mensuels et basé sur des paramètres de performance convenus tels que les heures de rotation.

«MindSphere fournit un environnement commun aux clients et à un fournisseur comme SKF pour voir les mêmes données et performances. Il n’y a donc aucune suspicion à essayer de mettre à niveau une usine et de remettre à neuf des machines avant qu’elles ne soient nécessaires », explique Bill Boswell, vice-président du marketing, solutions d’applications cloud — MindSphere chez Siemens Digital Industries Software. «L’IoT offre une vision commune qui était difficile à avoir pour les gens auparavant.»

Alors que FCI Watermaker est intéressé par le concept as-a-service pour libérer de nouvelles sources de revenus, pour l’instant la société estime que la capacité d’offrir des capacités de gestion d’actifs à distance aux clients est assez un différenciateur et un avantage concurrentiel clé. «La surveillance à distance fait de notre produit un meilleur produit», explique Ajemian. «Chaque fois que vous pouvez voir les données en temps réel, l’état d’esprit est que vous prenez mieux soin du produit. Vous voyez les choses avant qu’elles ne se produisent, vous êtes donc en mesure de prévenir les problèmes et de satisfaire tout le monde. »

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