Numérisation de la technologie de production : Les bonnes interfaces pour les retardataires

"Les modèles d'entreprise existants sont remis en question par la numérisation et les marchés mondiaux deviennent de plus en plus volatils" [1].

Ces interrelations, ainsi que les transformations des modèles d'entreprise qui en résultent et les risques associés, doivent être envisagés de manière très différenciée. L'industrie de la construction mécanique en particulier, avec sa structure typique de PME et de "champions cachés", est très bien placée au niveau mondial pour considérer la numérisation non pas comme une menace, mais comme une opportunité d'étendre les modèles commerciaux existants et, à long terme, d'ouvrir de nouveaux marchés en utilisant de nouvelles technologies. En fin de compte, il est clair pour tous les acteurs économiques que la numérisation garantit la compétitivité à long terme des équipementiers dans le domaine de la construction de machines et d'installations.

1. Le chemin vers la numérisation ne peut être parcouru avec succès qu'en plusieurs étapes individuelles. Pour les personnes concernées, il ne peut s'agir de fonctionnalités collectives englobantes, telles que décrites sous les termes "IIoT", "Industrie 4.0", "ingénierie numérique", et autres. Il s'agit plutôt d'approches concrètes qui peuvent être utilisées pour accroître l'efficacité et la rentabilité des machines tout au long de leur cycle de vie avec le moins d'efforts possible. Et comme l'automatisation dans l'ingénierie mécanique a été principalement stimulée par la numérisation pendant des décennies, ce sont principalement les équipementiers concernés qui peuvent mettre en œuvre avec succès ces approches sur la base de leurs compétences de base. Seuls les équipementiers peuvent mettre en œuvre de manière ciblée des mesures concrètes combinant les fonctionnalités et systèmes existants avec les nouvelles technologies de contrôle et de transmission de données les plus prometteuses ! [2]
   

2. La numérisation de l'industrie est souvent évoquée dans le même souffle que le mot-clé "Industrie 4.0." Ce terme désigne la quatrième révolution industrielle : ainsi, le potentiel perturbateur des développements technologiques actuels est assimilé à l'impact de l'utilisation industrielle des machines à vapeur, de l'électricité et des ordinateurs. Des acteurs à succès tels qu'Amazon, Microsoft et Google sont souvent cités comme des exemples frappants de la force du changement. Pour les fabricants de machines et d'installations de taille moyenne, cette évolution est toutefois perçue comme une menace, du moins en partie. Les acteurs de la numérisation tentent d'y remédier. Hans Beckhoff, fondateur et PDG de Beckhoff Automation, a judicieusement souligné lors d'un événement de la Chambre de commerce et d'industrie en 2017 que le changement représente une opportunité pour la fabrication industrielle et que le rythme du changement est plus lent qu'on ne le pensait au départ : "Du point de vue actuel, l'introduction de la machine à vapeur semble être une révolution. Cependant, il a fallu attendre plus d'un demi-siècle pour que son utilisation dans l'industrie entraîne des changements de masse significatifs" L'impact de la numérisation sur la production industrielle aujourd'hui doit être considéré de la même manière. Il déclenche une évolution à tous les niveaux et dans tous les processus. En même temps, Beckhoff souligne que cette prise de conscience ne signifie pas qu'il faille rester les bras croisés ! Selon Beckhoff, ce sont les courageux qui seront récompensés lorsqu'ils développeront de manière créative de nouveaux modèles commerciaux pour les systèmes de production.
   

HARTING a analysé les stratégies de mise en œuvre de ses clients et ne peut que confirmer les théories de Beckhoff. Pour assurer le succès durable des projets de numérisation, il est donc conseillé de ne pas essayer de tout faire en même temps [3].

Qu'il s'agisse d'un développement révolutionnaire ou évolutif, les personnes concernées s'accordent à dire que les données constituent la base de processus plus rationnels - et ce, quel que soit le type de données. Le slogan "Les données sont le nouveau pétrole" a d'abord fait référence aux "big data" ou au stockage et à la disponibilité des données des consommateurs. Cependant, cette caractérisation peut certainement être appliquée aux données dans l'industrie. Pour rester dans la métaphore, le "nouveau pétrole" nécessite toujours des "pipelines" fonctionnels et d'autres éléments structurels. "Les données sont le nouveau pétrole", telle est la situation actuelle de nombreux fabricants de machines et d'installations qui sont en train de revoir la création, le traitement et la transmission des données relatives à leurs produits.

• Les équipementiers sont des experts dans de nombreuses données technologiques existantes, liées aux machines, dans l'utilisation de ces données dans les fonctions de leurs propres machines et dans les fonctions d'automatisation avancées.

• L'utilisation accrue de l'"intelligence interne" des composants d'automatisation tels que les variateurs, les capteurs intelligents, les actionneurs ou les systèmes IHM, avec toutes les transitions de données associées, fait désormais partie de la boîte à outils standard d'un équipementier.

• En outre, toutes les couches de transmission de données possibles au niveau du réseau de machines ou de la ligne qui utilisent des modèles connus de génération de données, de machines, d'utilisateurs et de processus sont également considérées comme un savoir-faire exclusif de l'entreprise.

• Toutefois, dans l'esprit de la numérisation, toutes les structures de données et les couches de transmission mentionnées ci-dessus qui font partie des systèmes de contrôle et d'automatisation ne peuvent pas être simplement "démolies" et remplacées par de nouvelles. En effet, la quasi-totalité des fonctionnalités des systèmes de production modernes repose sur des logiciels et des interfaces spécifiques appropriées ; ces fonctionnalités ont été développées au prix d'énormes dépenses matérielles et techniques.

Conformément à l'analogie entre les données et le pétrole, les "structures de pipelines" éprouvées et suffisamment fonctionnelles doivent continuer à être utilisées et complétées par de nouveaux "pipelines". Cela permet aux entreprises d'améliorer leur propre compétitivité et de gagner de nouvelles parts de marché dans leur propre segment ou dans d'autres segments de la technologie de production. En ce qui concerne la technologie de contrôle des systèmes industriels, un équipementier en génie mécanique a besoin de ses bus de terrain et de ses interfaces éprouvés pour une numérisation évolutive. En même temps, des interfaces physiques adaptées sont avantageuses pour l'expansion de nouveaux systèmes et services dans la zone périphérique et pour une connexion aussi transparente que possible avec le monde des "big data" Si vous maîtrisez ces deux disciplines, vous serez parfaitement équipé pour faire face aux exigences croissantes et, dans certains cas, encore inconnues des utilisateurs de machines.

Les exigences en matière de développement lié à la numérisation, décrites dans la section suivante, sont basées sur l'expérience du groupe technologique HARTING. L'entreprise fournit des solutions pour tous les types d'interfaces de données pour les technologies modernes d'entraînement, de contrôle, d'interface homme-machine et de communication dans les systèmes de production de l'ingénierie mécanique.

HARTING est également un pionnier dans de nombreux développements révolutionnaires pour la transmission d'énergie et de signaux dans les environnements industriels. Dans le domaine de l'Ethernet industriel, HARTING joue un rôle clé dans l'élaboration de diverses normes au niveau de la couche physique : par exemple, il est activement impliqué dans les solutions pour la technologie SPE (Single Pair Ethernet).

Des décennies d'expérience dans le domaine des interfaces pour l'automatisation industrielle, combinées à l'expertise d'un précurseur dans les dernières technologies de transmission de données (s'étendant au monde du big data), permettent à HARTING de toujours trouver la solution optimale sur la couche physique pour chaque conception d'interface spécifique. Avec l'aide des bonnes interfaces, les équipementiers peuvent faire avancer de manière décisive la migration vers la numérisation qui est si importante pour eux. Ce faisant, chaque solution doit rester à la pointe de la technologie, sans compromis, en fonction de l'application concernée, de ses conditions mécaniques, environnementales et CEM, ainsi que d'autres exigences.

quelle est la manière la plus simple et la plus efficace de concevoir les interfaces pour la transmission des données dans les systèmes de production - à tous les niveaux imaginables de l'usine et jusqu'au "nuage" ? Cette question est souvent à l'origine de maux de tête dans les services de R&D et d'ingénierie des fabricants de machines qui souhaitent développer progressivement des aspects spécifiques de la numérisation dans leurs projets.

Les conditions à remplir sont les suivantes :

• Tous les types d'interfaces de données doivent pouvoir être mis en œuvre, qu'il s'agisse d'interfaces éprouvées ou d'innovations actuelles.

• La gamme d'interfaces doit être évolutive, c'est-à-dire que le même type d'interface peut être conçu dans la version standard requise, la classe de protection IP ou pour les conditions environnementales requises (CEM, résistance à la saleté, au rayonnement UV, aux contraintes mécaniques telles que les chocs et les vibrations, et respect des exigences en matière d'hygiène).

• Des interfaces fiables et conformes aux normes doivent pouvoir être utilisées pour les transitions entre les sites ou les sections.

• Il doit exister des variantes de produits conçues pour différents processus de fabrication et d'assemblage chez l'OEM, par exemple pour un assemblage sans outil si une certaine flexibilité est requise, ou pour un assemblage automatique si des quantités plus importantes doivent être fabriquées avec une grande fiabilité du processus.

• Les interfaces de données doivent être combinables entre elles et peuvent être placées avec d'autres interfaces de signaux et de puissance dans un boîtier ou même ensemble dans un corps isolant pour économiser de l'espace et des coûts et simplifier les processus.

L'approche décrite ci-dessus permet aux développeurs et aux chefs de projet de se concentrer sur les tâches essentielles de leurs applications respectives au cours de la phase de conception, sans avoir à passer du temps sur les "critères périphériques" des interfaces. En même temps, ils peuvent être sûrs qu'il existe une interface appropriée pour chaque étape d'expansion d'un module de machine ou d'une liaison de transmission de données. Les solutions correspondantes sont à la fois optimisées en termes de coûts et de fonctions et évolutives. L'extension des services et des systèmes à tous les niveaux de l'automatisation industrielle et au-delà, rentable et techniquement simple, peut être mise en œuvre à tout moment, même rétroactivement, par l'utilisateur de la machine.

Références

1. T-Systems : Faire avancer la numérisation dès maintenant (t-systems.com)

2. HMS : "L'objectif est de générer une valeur ajoutée à partir des données" (industry-of-things.de)

3. HARTING : Intelligent sans dommages ? - INDUSTRY GUIDE 2020/2021 - Guides NEW BUSINESS