A netFIELD Compact being mounted to a DIN rail and connected to an Ethernet network.
empowering communication

Blog : Automatiser l’infrastructure IoT

La pression subie par les entreprises actuelles pour rester compétitives est de plus en plus forte. Pour les constructeurs de machines et les opérateurs d'usine, il est par conséquent crucial de maximiser le potentiel des données. « Le but est d’utiliser les données afin de gagner en transparence et en productivité, » confirme M. Meyer. « Les données peuvent, par exemple, servir à consommer moins d’énergie et de ressources, ou à générer moins de déchets. » Selon l’expert de Hilscher, les données adéquates peuvent également permettre de proposer des services liés aux machines, voire d’imaginer de nouveaux modèles économiques dans le cadre de l’IIoT et de l’Industrie 4.0. Les systèmes produisent bien plus de données que ce dont la plupart des fabricants ont besoin. Il existe une multitude de données qui n’attendent que d’être utilisées à bon escient. « Mais pour transformer ce potentiel en bénéfices tangibles, les données doivent d’abord être explorées, » rappelle M. Meyer. « Développer à partir de rien des solutions permettant d’accéder aux données dans des temps de cycle très courts, sans faire peser de charge importante sur les réseaux, est une entreprise assez complexe. »

Une fois les données rendues accessibles, la phase de développement peut débuter. Les applications sont conçues pour transformer les informations acquises en bénéfices tangibles. Selon l’expert lIoT, mieux vaut laisser cette étape aux utilisateurs. En effet, « les constructeurs de machines et les opérateurs d'usine savent mieux que quiconque quelle solution leur apportera de réels bénéfices. »

Traitement préalable des données à la périphérie

Lorsque l’on déploie un projet IIoT, il est important de tenir compte de la taille des données acquises : « Rien ne sert d’envoyer l’ensemble des données brutes sur Internet, » explique le dirigeant de Hilscher. Les données doivent faire l’objet d’un traitement préalable, à la périphérie : « C’est là que les données sont agrégées et traitées, afin que seuls les résultats importants soient communiqués. » Pour M. Meyer, cela signifie que « les données ne vont pas au logiciel. C’est le logiciel qui va aux données. » « Notre cycle de mise à jour est différent désormais, » explique-t-il. Des mises à jour logicielles sont proposées régulièrement afin d’améliorer des fonctionnalités, de corriger des bugs ou d’optimiser la cybersécurité.

Les modifications de configuration sont également réalisées via ces mises à jour logicielles. « Les clients peuvent décider ultérieurement d’utiliser des services et de les activer à distance, » ajouter l’expert d’Hilscher. Selon lui, il n’est pas réaliste d’espérer que les techniciens se déplacent jusqu’à la machine alors que les clients sont disséminés dans le monde entier : « Les machines doivent être surveillées et gardées opérationnelles à distance. »

Let the customers analyze their own data

“The machine manufacturers and plant operators perform their own data analysis,” emphasizes the expert. They know their own processes better than anyone else.” By analyzing their own machine data they’ll get the most out of their data to be able to optimize their machines and manufacturing systems.

In contrast, IoT infrastructures are very similar, even for different companies and applications, making it possible to access machine and process data in the same way. “Standard products can be used to accomplish this,” he continues. “Accessing the data must be done in an unobtrusive way. Most of the data collection process can be automated. “With Hilscher's toolbox, the machine and system data are provided as a data broker via MQTT.

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

Les rôles sont donc clairement définis : l’infrastructure IoT met les données à disposition, tandis que le client les exploite pour optimiser ses processus. Hilscher apporte son infrastructure IoT, fiable et intégrée (logiciel netFIELD inclus), qui se compose d’un système d'exploitation basé sur des conteneurs, d’une plateforme de gestion Edge et de passerelles. Le client obtient un portefeuille de produits IoT éprouvé qui lui permet de mettre en œuvre des solutions modernes de l’Industrie 4.0, le tout auprès d’un unique fournisseur. Une infrastructure IoT basée sur netFIELD facilite la mise en service rapide de vos projets IoT. « Les utilisateurs peuvent ainsi éviter les mauvaises surprises, » ajoute-t-il. « En combinaison avec la gestion Edge, il s’agit de la solution parfaite. L’utilisateur dispose d'une solution clé en main. » Mais il peut aussi s’appuyer sur l’expertise de Hilscher en matière de communication industrielle.

Grâce au savoir-faire de Hilscher, les clients peuvent tirer le meilleur parti de leurs données en un temps record. Avec netFIELD, ils se concentrent sur le développement des logiciels IoT, de l’intelligence des données et de nouveaux modèles économiques. « L’utilisateur est ainsi en mesure de se focaliser sur l’analyse des données, » explique M. Meyer. L’expert de Hilscher souligne par ailleurs que netFIELD est ouvert à d’autres combinaisons, en intégrant des composants fournis par d’autres fabricants.

Les utilisateurs peuvent exploiter les données IoT agrégées avec netFIELD pour maximiser l’efficacité et la sécurité de leur usine, tout en en réduisant les coûts d’exploitation et de maintenance. Mais automatiser et professionnaliser l’infrastructure de digitalisation ne doit pas se faire au détriment de la sécurité informatique. « Les exigences en matière de cybersécurité sont en hausse, » explique M. Meyer. « Ce n’est plus une option, mais une obligation. » Selon lui, les utilisateurs prennent un risque en délaissant les questions de sécurité de leurs données.

Séparer la gestion Edge et les données utilisables

Il est important de séparer la gestion des passerelles Edge des données réellement utilisables. « Les données pertinentes ne sont pas acheminées via nos propres plateformes, mais vers celles des clients, » explique M. Meyer. « Les constructeurs et les opérateurs d'usine souhaitent conserver le contrôle de leurs propres données. » Cela peut passer par l’utilisation de plateformes cloud comme AWS ou Microsoft Azure, voire de leurs propres serveurs.

« Hilscher se concentre sur la gestion Edge, l’administration centrale des passerelles Edge et les logiciels et applications qui s’exécutent dessus, » détaille M. Meyer. « Cela nous permet de modifier des configurations et de réaliser des mises à jour logicielles à distance, via une gestion centralisée. Cela fonctionne également pour la gestion d’une flotte complète, où les appareils possédant certaines propriétés sont assignés à un groupe d’appareils spécifique. » Ce faisant, il est possible de gérer l’intégralité de l’infrastructure IoT, dont les passerelles et les applications.

La gestion des appareils détermine souvent la réussite ou l'échec des projets liés à l’Industrie 4.0. Le netFIELD OS facilite la gestion des appareils locaux. Basé sur le système d'exploitation Yocto Linux, il satisfait les exigences de sécurité les plus élevées. La gestion des appareils à distance est réalisée via netFIELD.io.

L’administration de l’ensemble des conteneurs, réseaux, ponts, pare-feux et fonctionnalités additionnelles s’effectue facilement grâce à une puissante interface utilisateur. « Les utilisateurs mettent en œuvre leurs propres applications individuelles sur l’environnement runtime du conteneur, » confirme l’expert de Hilscher. Ils peuvent ensuite les utiliser pour réaliser leur propre analyse, le pré-traitement ou l’agrégation des données machine. « C’est le client qui décide lui-même quelles applications conteneurisées doivent s’exécuter sur le matériel. »

 

A browser icon with zeros and ones  in red placed left and right.  In each corner of the picture a different icon of machines can be seen. From each machine goes an arrow to the browser windows in the middle.
Hilscher – empowering communication

The machine manufacturers and plant operators perform their own data analysis. They know their own processes better than anyone else. By analyzing their own machine data they’ll get the most out of their data to be able to optimize their machines and manufacturing systems. The roles are thus clearly defined: the IoT infrastructure makes the data available; and the customer uses it to optimize his processes.

Dr. Marek Meyer, Product Manager of Industrial IoT at Hilscher

A man in a black suit stands beneath a robot arm. He is indoors in a bright environment with large windows. He is wearing glasses.

Transfert de données via MQTT et OPC UA

Parmi les protocoles de messagerie émergents du secteur, MQTT et son architecture publish-subscribe s’est imposé comme la norme pour le transfert de données. Il est pris en charge par la quasi-totalité des plateformes. « Nous estimons que ce protocole de transfert des données présente une très grande utilité, » explique M. Meyer. « C’est pourquoi Hilscher dote les appareils Edge de brokers MQTT. » Le niveau de communication entre les composants Edge et les machines reste basé sur OPC UA. « Et nous fournissons aussi les connecteurs appropriés, » poursuit-il.

Hilscher est l’un des membres fondateurs de l’Open Industry 4.0 Alliance, qui a pour but de faire évoluer les normes, notamment en matière de structures de données et de charge utile. « Cela permet aux logiciels et appareils de différents fabricants d’échanger des données compatibles, » affirme le dirigeant de Hilscher. L’OI4 couvre par ailleurs les différentes Companion Specifications pour OPC UA : l’OI4 Alliance est en train de développer une boutique d’applications commune, dans laquelle différents développeurs peuvent proposer leurs applications. Il s’agira d’un mélange de logiciels ouverts et sous licence. « Certains de nos collègues sont profondément impliqués dans l’OI4, » confirme M. Meyer.

« Pour accéder aux données process au niveau du terrain, soit il vous faut avoir recours à l’Ethernet standard, soit il doit être intégré au protocole d’automatisation, » poursuit M. Meyer. Pour accéder aux protocoles Ethernet temps réel, Hilscher propose la puce netX, un composant essentiel qui est également installé sur les passerelles Edge de la société. « Cela permet d’accéder aux données d’automatisation sans impacter les systèmes de production, » souligne-t-il. En employant des connecteurs logiciels complémentaires, comme les applications Profinet et Ethercat Tap de Hilscher, les utilisateurs peuvent même extraire des données process d’un réseau et les rendre utilisables sans avoir à apporter de modifications à l’automate ou aux machines.

Grâce aux produits et solutions de Hilscher, les infrastructures IoT peuvent être configurées rapidement et en toute sécurité, mais aussi entièrement automatisées. Il est ainsi possible de mettre en œuvre l’Industrie 4.0 et, avec elle, de voir émerger de nouvelles opportunités de connectivité, afin de donner aux clients accès à de nouveaux marchés et modèles économiques.

 

The OPC UA logo on top and MQTT logo on the bottom. The two protocol logos are divided by a horizontal colorful stripe in the middle of the picture.

Liens

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.

Background with Edge Gateway and Icon on top

Nos passerelles Edge sont des routeurs de données intelligents entre le niveau automatisation et le niveau technologie d'information. Elles rassemblent, traitent ou transmettent des informations IoT supplémentaires issues de votre processus de production de manière entièrement autonome, en local ou sur le cloud.

A stylized PC monitor on a background with technical graphics in the background.

Le logiciel en tant que service (SaaS) de gestion Edge centralisée NetFIELD Cloud de Hilscher facilite la gestion des appareils et des logiciels pour les installations de production modernes, en simplifiant le déploiement des logiciels sur les grands parcs d'appareils des utilisateurs, avec un niveau de fiabilité maximal.

Cet article a été publié pour la première fois dans Digital Factory Journal. L’auteur est Ronald Heinze.