Si l’IoT (Internet des objets) commence à être connu du grand public, notamment à cause de ses applications dans le domaine de la santé ou du bien-être, ce n’est peut-être pas le cas de l’IIoT (Internet industriel des objets). L’industrie s’est emparée de l’Internet des objets afin de construire des outils qui lui sont propres et qui lui permettent de gagner en efficacité, en productivité et en sécurité. Faisons ensemble le tour de l’IIoT et de ce qu’il peut apporter à l’industrie, notamment en termes de productivité et de sécurité au travail.
De l’IoT à l’IIoT
L’Internet des objets s’est développé principalement entre les années 1990 et 2000. La plupart des applications étaient grand public, avec notamment des objets connectés domestiques. Avec une demande de plus en plus forte et de nombreux progrès technologiques, l’IoT a commencé à intéresser l’industrie, qui y a vu un moyen de répondre à ses besoins spécifiques.
La fabrication, l’énergie et les transports sont les premiers secteurs à adopter l’IoT. Différents capteurs et dispositifs ont été intégrés aux équipements industriels afin d’en surveiller les performances. Cela a permis d’en améliorer l’efficacité, la fiabilité, et de réduire les coûts de maintenance.
L’IIoT s’est de plus en plus répandu dans tous les secteurs industriels. De nouvelles normes et de nouveaux protocoles de communication, comme MQTT ou OPC UA ont vu le jour et ont largement contribué à l’intégration de l’IIoT aux infrastructures industrielles existantes.
IIoT : connectivité renforcée et analyse de données
Grâce à des capteurs intelligents et des équipements de communication, il est possible de connecter en réseau les différentes machines. Cela permet notamment de surveiller en temps réel les machines appartenant à une chaîne de production. Tout dysfonctionnement peut être immédiatement identifié. Les pièces d’usure peuvent également être surveillées et des opérations de maintenance préventive programmées. L’impact sur la production est réduit puisque les pannes courantes sont évitées.
Avec les nouveaux outils d’analyse des données et d’aide à la décision, il est possible d’aller encore plus loin. L’ensemble des données recueillies peuvent être utilisées par des algorithmes d’apprentissage automatique. Un système de type IA peut ensuite analyser et exploiter ces données et fournir aux opérateurs une aide précieuse.
MQTT et OPC UA, les protocoles clés de l’IIoT
MQTT (Message Queue Telemetry Transport)
MQTT est un protocole de messagerie léger. Il a été conçu pour les réseaux à faible bande passante et à haute latence. Les capacités réseaux étant souvent limitées dans l’industrie, MQTT s’est donc rapidement imposé.
Le principe de communication est simple. On distingue deux types de dispositifs connectés au réseau :
- Les dispositifs qui publient des messages sur des sujets spécifiques.
- Les dispositifs qui s’abonnent à des sujets précis pour recevoir les messages émis.
Par exemple, dans une usine, des capteurs de température publient régulièrement des données avec un sujet particulier MQTT. Le serveur central MQTT, abonné à ce sujet, reçoit en temps réel les données envoyées par ces capteurs de température.
OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture)
OPC UA est un standard de communication industriel ayant pour objectif de faciliter la communication entre différents équipements et systèmes IIoT. OPC UA permet la communication en temps réel des données, mais également l’accès à l’historique ainsi qu’aux métadonnées.
OPC UA intègre nativement une couche de sécurité ainsi que la prise en charge de plusieurs modèles de données.
Prenons par exemple une usine automatisée dont les machines proviennent de différents fabricants, et donc utilisant des protocoles de communication différents. Impossible de faire communiquer ensemble tous ces équipements hétérogènes. En utilisant OPC UA comme protocole de communication standard, il est possible d’amener ces machines à échanger des données de façon totalement transparente. La gestion du système et de la production s’en trouve naturellement améliorée et l’intégration d’un nouvel équipement grandement facilité.
MQTT et OPC UA, la combinaison gagnante ?
En combinant la communication à faible bande passante de MQTT et l’interopérabilité et la sécurité de OPC UA, il est possible de construire des infrastructures IIoT robustes, fiables et évolutives.
LoRa/LoRaWAN, une alternative prometteuse pour l’IIoT
LoRa est une technologie sans fil à basse consommation énergétique et permettant de transmettre des données sur une distance de plusieurs kilomètres.
LoRaWAN est un protocole réseau sécurisé permettant de déployer des réseaux IIoT à grande échelle avec une infrastructure minimale.
La faible consommation d’énergie des dispositifs LoRa, qui fonctionnent sur batterie, leur confère une autonomie pouvant aller jusqu’à plusieurs années. C’est idéal pour des capteurs installés en milieu industriel et potentiellement difficiles d’accès.
Prenons l’exemple d’une exploitation minière, dans laquelle par définition les communications sont difficiles à cause des obstacles. Des capteurs LoRa disposés sur les équipements lourds comme les camions ou les excavatrices pourront collecter des données sur les conditions de fonctionnement des machines, les vibrations subies, la température, la pression… Ces données sont transmises par les capteurs à une passerelle LoRaWAN qui les relaie ensuite au serveur central. Les opérateurs peuvent ainsi surveiller en temps réel l’état des équipements et programmer des opérations de maintenance préventive, avant que les pannes ne surviennent.
LoRa/LoRaWAN représente un immense potentiel pour l’IIoT. Consommation énergétique réduite, longue portée, fiabilité, sécurité et possibilité de déploiement à grande échelle font de ces technologies des atouts considérables pour le déploiement de solution IIoT dans tous les secteurs.
IIoT et sécurité au travail
Les applications de l’IIot dans le domaine de la sécurité au travail sont nombreuses. L’IIot peut apporter un réel plus à la protection des travailleurs.
Une gestion des risques en temps réel
L’IIoT peut être utilisé pour mettre en place des systèmes de détection en temps réel des dangers dans l’environnement de travail. Des capteurs installés sur le site peuvent transmettre en permanence des informations concernant la température, la pression ou encore la concentration en gaz d’un environnement donné. Analysées par un système central, ces données peuvent mettre en lumière un danger grandissant ou imminent pour les travailleurs exposés. Des alarmes peuvent alors être déclenchées avant que la situation ne devienne critique afin que les travailleurs exposés puissent se mettre en sécurité.
Des capteurs IIoT portés par les travailleurs peuvent également permettre d’identifier en permanence leur situation et leur localisation. Une situation anormale peut ainsi être détectée et la victime éventuelle plus rapidement localisée.
Une amélioration de la formation
La sécurité des travailleurs passe aussi par la formation et la sensibilisation aux risques.
Des dispositifs IIoT peuvent être utilisés pour suivre et mesurer les déplacements et les postures des travailleurs. Des situations à risque peuvent ainsi être identifiées. Des mouvements inadaptés ou trop proches d’une zone dangereuse ou la circulation dans une zone interdite peuvent par exemple être identifiés. Une formation adaptée et personnalisée pourra alors être mise en place grâce au retour d’information fourni par les capteurs.
Pour conclure sur l’IIoT
L’Internet industriel des objets pourrait être une véritable révolution dans le domaine de la sécurité industrielle avec les dernières avancées technologiques. Les progrès récemment réalisés par l’IA couplés avec les informations provenant de milliers de capteurs installés sur l’ensemble d’un site industriel permettent désormais de fournir de puissants outils pour la protection des travailleurs.
La dernière innovation de DatiPlus, le dispositif PTI DatiPlus Network, combine le meilleur des technologies IIoT. Intégré à la tenue habituelle des travailleurs, il est capable de détecter toute situation anormale (chute, perte de connaissance), de déclencher une alerte et de localiser la victime. DatiPlus Network est capable d’utiliser le réseau GSM s’il est disponible. Il est également équipé d’une puce LoRa pouvant transmettre l’alerte sur une longue distance, même dans les pires conditions. Avec DatiPlus Network, vous protégez vos travailleurs même dans les conditions les plus difficiles.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les dispositifs PTI DatiPlus, n’hésitez pas à nous contacter.
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