Disponibilité globale des informations dans le contexte d'Industrie 4.0

Leuze envoie ses données dans le cloud

L'objectif premier d'Industrie 4.0 est de rendre disponible des informations provenant de différentes sources et de les relier entre elles. Il convient d'abord d'opérer une distinction quant à la provenance des informations. À cet effet, la pyramide d'automatisation ou le modèle d'architecture de référence RAMI 4.0 peuvent servir d'orientation : il y a d'une part, des informations qui sont générées au niveau du terrain ou de la commande et d'autre part, des informations qui sont gérées de manière centralisée, par exemple dans les systèmes ERP. Ce faisant, il est essentiel de tenir compte du fait que les informations à relier ne sont pas seulement disponibles au sein d'une entreprise, mais doivent être échangées au-delà des frontières de celle-ci. Les valeurs ajoutées et les modèles d'activité qui font l'objet de discussions dans le contexte d'Industrie 4.0, naissent en grande partie du fait que les informations provenant de différentes sources sont collectées au niveau du terrain et combinées avec des informations disponibles à un niveau centralisé en vue de l'acquisition de nouvelles connaissances.

Le premier objectif doit être de mettre à disposition des données provenant de différentes sources. L'étape suivante consiste en la mise en réseau de ces données pour finalement générer de nouveaux modèles commerciaux à partir de ce processus. C'est ainsi que Leuze s’est consacré à la disponibilité des données et pour la première fois a mis des données provenant de capteurs directement dans le cloud, au-delà de toutes les limites des systèmes. Pour ce faire, Leuze a intégré un serveur OPC UA dans un capteur et l'a couplé au cloud Azure de Microsoft avec le modèle Publisher-Subscriber. Pour permettre l'échange universel des données dans toutes les directions, Leuze a complété cette mise en œuvre avec le serveur Proxy IoT de Microsoft qui permet désormais de pratiquer une communication client-serveur à partir du cloud de manière similaire aux concepts des ateliers locaux. La grande différence par rapport à ces solutions réside dans le fait que cette communication et par conséquent les données, ne sont pas seulement disponibles localement mais également à un niveau global. Elles peuvent ainsi être également mises en réseau de façon globale et au-delà des limites des installations et des entreprises, à des fins d'interprétation et d'évaluation.

La disponibilité globale pose immédiatement la question indispensable de la sécurité des données. OPC UA est certifié par l'Office fédéral de la sécurité des technologies de l'information (BSI) et offre les quatre caractéristiques de sécurité généralement sous-entendues pour une communication sûre : authentification, autorisation, vérification et cryptage. Des méthodes et procédures éprouvées appartenant au domaine des technologies de l'information (IT) sont ici transférées dans le domaine de la technique d'automatisation (OT – Operations Technology). Le tout est couvert par le mot-clé « IT2OT » (ou encore « ITgoesOT »). Il en découle des questions concernant les méthodes d'autorisation globales : l'authentification se fera à l'avenir par le biais de certificats. Les capteurs de Leuze electronic seront donc équipés à l'avenir d'un certificat de sécurité univoque, en sus des données d'identification existantes telles que, par exemple, leur numéro de série. Pour rendre des données disponibles et facilement utilisables dans le cloud sans devoir appliquer de technologies de réseau Bigdata et neuronales aux données du cloud, il est essentiel que celles-ci soient déjà clairement structurées au niveau de l'envoyeur (par exemple, un capteur) et transformées en informations à la place des données brutes. Dans l'idéal, l'objectif serait que les informations de sources de données apparentées possèdent une structure standardisée. Diverses initiatives et approches ont déjà été entreprises dans ce contexte. Il y aura ainsi une forme d'enveloppe de gestion de la Fédération allemande de l'industrie électrotechnique et électronique ZVEI avec le modèle de description OPC UA. Une norme complémentaire spécifique à l'application va en outre être définie par l'association des utilisateurs « Advancing Identification matters » spécialement pour les capteurs dans le domaine de l'identification automatique (par exemple, les scanners de codes à barres). L'utilisation de descriptions d'appareils et de profils spécifiques à l'application uniformise l'interprétation des informations. Leuze electronic implémentera cette norme dans ses produits d'identification. Une intégration directe des informations de lecteurs de codes à barres de Leuze dans l'enveloppe de gestion I4.0 est ainsi possible. « Directe » signifie que les informations provenant des capteurs sont transmises via OPC UA et peuvent être intégrées dans le modèle de données de l'enveloppe de gestion sans autre transformation.

Pour organiser la disponibilité des informations de manière continue, il faut créer une possibilité à partir du cloud, qui permette de détecter et d'adresser les sources de données au-delà de toutes les limites du système. Il ne s'agit pas ici d'ouvrir la voie à un accès non protégé mais plutôt de fournir une aide à l'installation. Il n'est pas praticable de faire connaître manuellement un grand nombre d'appareils de périphérie (par exemple des capteurs et actionneurs) à un système de cloud global ou encore de les enregistrer dans le système de cloud. Des mécanismes technologiques sont au contraire nécessaires pour permettre au système de cloud de détecter de lui-même les appareils de périphérie qui lui sont affectés de manière centralisée. Ces mécanismes sont désignés comme des fonctionnalités de « Global Discovery ». Il existe deux mécanismes différents qui font partie du standard OPC UA : d'une part, des mécanismes de découverte locale (Local Discovery Server ou serveur de découverte locale), d'autre part des mécanismes de découverte globale (Global Directory Server ou serveur de répertoire global). Ces mécanismes exigent un échange de certificat extensif (Trust List Type ou type de liste de confiance) pour sécuriser les accès. Conformément à la promesse faite à ses clients de « Smarter Usability » (« facilité d’utilisation plus intelligente »), les capteurs de Leuze electronic mettront à disposition toutes les formes de mécanismes de découverte avec un accès sécurisé.

L’un des points essentiels de l’Industrie 4.0 est la mise à disposition globale des informations dans le cycle de vie d'un équipement. Cela signifie que différentes informations doivent être regroupées dans ce que l'on appelle des enveloppes de gestion et mises à disposition des différents utilisateurs de façon rapide et transparente. Les idées des technologies de réalité augmentée s'intègrent parfaitement dans cette approche de système. À l'aide de lunettes de données, ces technologies enrichissent l'environnement réellement visible avec des informations virtuelles transmises dans le champ de vision de l'utilisateur. Cette technologie est particulièrement bien adaptée à Industrie 4.0, notamment avec la définition de descriptions d'équipements complètes, étant donné que les diverses informations peuvent directement être rendues visibles sur le lieu réel d'utilisation de l'objet, sans qu'une intervention physique dans l'installation ne soit nécessaire. Un avantage décisif vient de la visualisation de particularités et de propriétés qui n'étaient disponibles jusqu'ici que sous forme de graphiques dans des manuels et sur des sites Web et qui sont à présent visibles à l'endroit adéquat dans l'espace réel par superposition en transparence dans le champ de vision. C'est notamment le cas pour les capteurs optiques dont le faisceau ou les champs de lecture ne sont pas visibles par l'utilisateur. Ce dernier n'a plus besoin d'avoir recours à des services de transfert compliqués. Leuze electronic montre l'avantage offert en terme de facilité d’utilisation avec les lunettes de données de la société Microsoft. Prenons l'exemple de deux lecteurs de codes à barres montés sur un convoyeur à bande et qui exécutent activement des processus de lecture : diverses informations telles que notamment le statut actuel et la description d'appareil sont affichées dans le champ de vision de l'utilisateur lorsque celui-ci regarde les appareils.