« Cloud + Edge » coordonnés, prospérez à l'ère de l'IIoT
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Points clés à retenir
« Cloud + Edge » coordonnés, prospérez à l’ère de l’IIoT. L’industrie contemporaine se caractérise par un nombre croissant d’appareils répartis sur divers sites industriels. Collecte de données provenant de différents appareils : les appareils déployés sur les sites industriels collectent en continu des données provenant de différentes parties du site, assurant ainsi la surveillance des machines et de l’environnement.
« Cloud + Edge » coordonnés, prospérez à l'ère de l'IIoT
L'industrie moderne compte un nombre croissant d'équipements répartis sur divers sites industriels. Avec le temps, il est inévitable que certains d'entre eux tombent en panne. Afin d'identifier les problèmes au plus tôt et de prendre des mesures préventives, il est nécessaire de surveiller leur état de fonctionnement. Traditionnellement, des techniciens de maintenance sont régulièrement envoyés sur site pour effectuer des rondes. Cependant, cela peut engendrer des coûts considérables et, bien souvent, les problèmes ne sont pas identifiés rapidement.
Avec la multiplication des appareils connectés à Internet et l'augmentation des volumes de données générés, les fabricants et les utilisateurs recherchent non seulement une maintenance plus efficace, mais aussi une meilleure exploitation des données pour favoriser la croissance. Cela implique une analyse plus approfondie des données, un traitement et une analyse plus performants. Toutes ces exigences engendrent des défis techniques majeurs pour un écosystème IIoT « cloud + edge » coordonné.
1. Collecter des données provenant de différents appareils
Les dispositifs déployés sur les sites industriels collectent en continu des données provenant de différentes zones, assurant la surveillance des machines et de l'environnement. Du fait de la diversité des interfaces utilisées (ports série, ports Ethernet, Bluetooth, Wi-Fi), l'acquisition de toutes les données s'avère complexe. La multitude de dispositifs présents sur site génère un volume considérable de données, ce qui représente un défi majeur pour les passerelles chargées de les collecter et de les traiter.
Les différents appareils communiquent via différents protocoles. Même au sein d'une même catégorie, il existe souvent plusieurs options. Prenons l'exemple des automates programmables industriels (API). Plusieurs acteurs majeurs du secteur – Siemens, Schneider Electric, Allen-Bradley, etc. – utilisent chacun leur propre protocole. Par ailleurs, certains fabricants communiquent via leurs protocoles propriétaires. Cela engendre des problèmes de compatibilité pour les utilisateurs, car la plupart des passerelles traditionnelles de transmission de données ne prennent en charge que quelques-uns de ces protocoles. De ce fait, plusieurs types de passerelles sont nécessaires pour un seul site, ce qui implique des dépenses importantes en équipements et des coûts élevés liés au changement de marque.
À mesure que les dispositifs sur site se diversifient et que le problème susmentionné s'aggrave, il est nécessaire d'intégrer de multiples protocoles industriels et de rendre également compatibles les protocoles privés, afin que les données provenant de différentes sources puissent être transmises par une seule passerelle IIoT « tout-en-un ».
2. Prétraiter les données en périphérie
À l'ère du cloud computing, les données sont chargées dans le cloud pour y être traitées, stockées et analysées. La génération constante de volumes massifs de données engendre une charge croissante sur le cloud. Imaginez que toutes les données soient envoyées au cloud bit par bit, qu'il faille attendre leur réception et une réponse (parfois sans réponse) avant toute action. Cela induit une latence importante dans la transmission des données. Même si la 5G peut améliorer la vitesse, le cloud est saturé par ces énormes quantités de données.
C’est ainsi qu’est né le concept d’informatique de périphérie. Grâce à des conditions préconfigurées ou des outils programmés, les données collectées par différents appareils peuvent être filtrées au plus près de leur source (la « périphérie »). Certaines peuvent être traitées localement. Par exemple, si un certain seuil est atteint, la passerelle peut réagir immédiatement, par exemple en envoyant des alertes au personnel de maintenance ou en modifiant les paramètres des automates programmables. Elle peut également contrôler d’autres appareils en aval via des entrées/sorties lorsque certaines conditions sont remplies, permettant ainsi aux contrôleurs utilisant différents protocoles d’échanger des données.
Ensuite, les données restantes, « nettoyées », sont envoyées vers le cloud. Cela permet non seulement d'économiser du débit et de la bande passante, mais surtout de soulager le cloud d'une surcharge.
3. Télécharger les données sur le cloud
Le monde d'aujourd'hui est de plus en plus axé sur les données. Au cœur de l'écosystème IIoT, le cloud joue un rôle majeur dans la gestion centralisée, l'analyse des données et la prise de décision.
De même que les dispositifs de collecte de données diffèrent par leurs protocoles de communication, les différents clouds varient dans leurs méthodes de connexion et d'interaction. Par exemple, les principaux clouds publics tels que Microsoft Azure et AWS se connectent via un kit de développement logiciel (SDK). La logique d'interaction entre les clouds et les fonctions demandées depuis la périphérie du réseau est également différente. Par conséquent, l'envoi de données vers le cloud implique un travail important d'intégration entre la passerelle et le cloud.
Une passerelle cloud permet aux intégrateurs système de se connecter facilement au cloud, et la plupart des utilisateurs ont besoin d'une interaction personnalisée avec celui-ci pour y transférer leurs données. Heureusement, grâce aux progrès technologiques, les passerelles cloud actuelles prennent généralement en charge les principaux clouds IoT. Quelques étapes suffisent pour configurer le cloud et permettre ainsi aux données de circuler aisément de la source vers le cloud.
Alors que les intégrateurs de systèmes cherchent à tout superviser depuis le cloud pour garantir le bon fonctionnement de leurs systèmes, les fabricants doivent gérer leurs usines via SCADA. La passerelle permet ainsi aux systèmes SCADA locaux d'acquérir des données via des protocoles industriels et vers le cloud via MQTT.
4. Mettre en œuvre des projets numériques
La numérisation complète prend du temps. Démarrer un nouveau projet implique généralement beaucoup de travail : préparer tous les appareils, les intégrer, programmer les applications, etc. Dans un monde en constante évolution, le temps est précieux.
Une solution « cloud + edge » doit être facile à déployer et à configurer afin de permettre la mise en œuvre rapide de nouveaux projets. Avec l'émergence de nombreux outils de gestion, il est devenu quasi systématique de gérer ces passerelles depuis une plateforme cloud. La configuration web est prise en charge, et les données de configuration peuvent être importées et exportées. Le déploiement et la gestion par lots sont simplifiés sur la plateforme.
Pour répondre à l'évolution constante des besoins métiers et s'adapter avec souplesse aux nouvelles exigences au fur et à mesure de l'avancement des projets, la personnalisation devient indispensable. Par exemple, la plateforme cloud nécessite un support différent de la part de la passerelle selon ses itérations ; à mesure que l'analyse des données s'approfondit, certaines logiques de traitement des données en périphérie doivent être ajustées.
Résumé
Dans l'IIoT, le cloud et l'edge computing collaborent plus étroitement que jamais. Grâce à une coordination efficace entre le cloud et l'edge computing, nous pouvons optimiser l'utilisation de l'edge computing, mieux comprendre les opérations sur le terrain, garantir le fonctionnement optimal et stable des appareils et ainsi offrir une expérience utilisateur améliorée. Une base de données plus performante et fiable nous permet d'obtenir des informations plus pertinentes pour l'amélioration des produits et l'optimisation des paramètres, renforçant ainsi notre compétitivité à l'ère de l'Industrie 4.0.
Produits futurs
IG502
Passerelle industrielle compacte pour la connectivité cellulaire, la conversion de protocoles et les opérations cloud.
E/S flexibles
2×FE, série, USB, MicroSD, DI/DO
Connectivité
Sauvegarde cellulaire/Ethernet/Wi-Fi, double SIM
IA de périphérie
Développeur Python, service DSA intégré
Opérations cloud
Accès à distance DeviceLive, gestion par lots
