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La numérisation de l’industrie 4.0 exige puissance de calcul, connectivité réseau et analyse de données

Publié le 24 janvier 2019 à 11:38 par François Gauthier        Perspective Kontron

L'Embarqué Opinion

[TRIBUNE de Hannes Niderhauser, KONTRON] Pour l'année à venir, Hannes Niderhauser, le CEO de Kontron, dégage cinq tendances clés pour l'industrie de l'électronique et de l'automatisation qui vont contribuer à l’accélération de la transformation numérique de l’usine : l'edge computing, le protocole de communication OPC UA associé à la technologie TSN (Time Sensitive Networking), la connectivité réseau, la 5G et l'intelligence artificielle.

Le mouvement en cours de numérisation des données dans l’industrie exige de la puissance de calcul, de la connectivité réseau et, avec l'augmentation exponentielle du nombre d'appareils et de machines connectés, un nombre colossal de données à évaluer et à analyser. Or la collecte de ces données avec une transmission non filtrée vers le cloud est inutile et très coûteuse. Dans un environnement industriel 4.0, les réactions aux capteurs et les retours de l'actionneur doivent souvent se faire quasiment en temps réel. Dans cadre, l'edge computing intelligent (ou informatique intelligente en bordure de réseau) avec ses cartes et modules embarqués compacts, robustes et de plus en plus puissants, associé à des PC industriels, permet une exploitation rapide et fiable des données, sans interruption, à proximité de la source (machines, automates, capteurs…). Le cloud, de son côté, a d'autres missions. Dans ce domaine, la tendance - associée au développement de la puissance des processeurs et à l'extension de la taille de la mémoire - va se poursuivre. Et de plus en plus de tâches complexes vont s’exécuter dans le nuage comme l'analyse intelligente et pointue des données récoltées.

Les réseaux TSN vont se déployer plus rapidement que prévu

Parallèlement, avec l'augmentation des performances des cartes et des modules, mais aussi avec l'intégration de fonctions telles que la technologie TSN (Time Sensitive Networking) qui rend les réseaux Ethernet déterministes, de nouvelles approches vont voir le jour. Cet assemblage pourra par exemple être utilisé de manière transparente pour la commande de machines et de processus à l’intérieur d’une usine. Dans ce cadre, l'initiative de la Fondation OPC, lancée lors de la manifestation SPS IPC Drives qui s’est déroulée à Nuremberg en novembre 2018, et qui vise à étendre l'OPC UA et le TSN vers une “réelle” informatique de terrain est très importante. Et ce mouvement va prendre de l'ampleur plus rapidement que prévu en raison d’un engagement net de tous les grands acteurs industriels dans cette direction.

Avec leurs performances et leur capacité de stockage croissantes, les PC industriels deviennent également de plus en plus puissants en tant que passerelles intelligentes : ils peuvent filtrer de grandes quantités de données et ne transférer que les informations dont ils ont réellement besoin, par exemple dans un cloud intégré/privé, public ou hybride. Pour cela, une connexion Internet stable et rapide est nécessaire. L'expansion des réseaux et la mise à disposition des normes de communication mobile 5G vont donner un nouvel élan dans ce domaine. Non seulement les terminaux IoT pourront être intégrés dans un réseau cellulaire, mais de grandes quantités de données pourront également être transportées dans les clouds privés et publics, avec une restitution rapide et fiable de données analysées. La 5G devient ainsi l'un des moteurs des applications IoT et industrielles 4.0.

Quelle intelligence artificielle ?

L'intelligence artificielle, de son côté, est et reste d'actualité. La question est de savoir cependant s'il s'agit vraiment d'intelligence. En fin de compte, au-delà des mots, nous voyons plutôt cette tendance plutôt comme une évolution des algorithmes de traitement des données qui s’appliquent désormais sur de très grandes quantités de données à l'aide de systèmes d'auto-apprentissage. Ainsi, les transitions du Big Data vers l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle demeurent de notre point de vue encore relativement floues. Avec l'augmentation des performances des périphériques et l'amélioration de la connectivité, grâce à la 5G et à la diffusion croissante des architectures industrielles 4.0 reposant sur TSN, ce concept d’intelligence artificielle va plutôt s’adapter et se positionner sur des applications types. Par exemple, les applications industrielles dans le domaine de la reconnaissance d'objets, de l'apprentissage machine et de la maintenance prédictive vont inéluctablement se développer.

Mais il faudra du temps avant que l'ensemble de l'entreprise puisse être présentée comme un jumeau numérique dans le cloud, si tant est que cela arrive un jour ! Pour le moment on voit plutôt arriver dans de nombreuses entreprises des machines et systèmes contrôlés, surveillés et entretenus par des jumeaux numériques. Sur ce domaine, la plupart des technologies nécessaires sont d’ores et déjà disponibles. Mais les spécialistes nécessaires à leur mise en œuvre font encore défaut dans l’industrie, en particulier dans le secteur des logiciels et des technologies de l'information.

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