L’Internet des Objets (IoT) et l’Intelligence Artificielle (IA) au sein du secteur Industriel ouvrent les entreprises à de nouvelles perspectives pouvant être synonyme de valeur ajoutée. Pour atteindre cet objectif il faut valoriser les données métiers afin d’en améliorer la qualité, la maintenance et ainsi mieux gérer les flux industriels/logistiques.
L’intérêt du couple IoT-Data est d’améliorer l’efficacité opérationnelle et la continuité numérique des systèmes tout au long de la chaine de production.
Chemin d'intégration d'un couple IoT - DATA dans une chaine de production
Voici un exemple d’un chemin d’intégration d’un couple IoT – DATA dans la chaine de production.
Image 1 : exemple d’un chemin d’intégration d’un couple IoT -DATA dans une chaine de production
Concernant le premier maillon de la chaine, la conception de matériels connectés (hardware ou « IOT ») et de systèmes intelligents, c’est la spécialité depuis 15 ans d’Exotic Systems. Selon le cas d’usage, Exotic Systems accompagne les industriels à définir et à intégrer une solution (existante ou custom) connectée dans la chaine de production permettant de remonter la data métier pour ses clients.
De son côté Agaetis s’occupe du traitement des données issues des solutions d’Exotic Systems. Grâce à ses équipes et son savoir-faire, Agaetis vous apporte de la valeur ajoutée aux informations récupérées précédemment. Des architectes, data scientists et développeurs travaillent ensemble pour créer une solution adaptée à vos besoins, de la récupération des données jusqu’au développement d’une application.
La collaboration Exotic Systems/Agaetis permet d’encadrer vos projets IoT et Data du début à la fin (« end to end ») en vous proposant une solution globale et transverse hardware/software.
Explosion des offres IoT
À l’ère de l’industrie 4.0, de nombreuses industries adoptent massivement des solutions IoT pour connecter les machines entre elles, les rendant plus intelligentes et performantes au travers d’un vaste réseau ultra-connecté. L’explosion des offres IoT disponibles sur le marché à destination des industriels voulant migrer vers le « 4.0 » est de plus en plus importante.
De nombreux facteurs justifient cette croissance exponentielle :
- Le développement rapide des technologies de réseau sans fil (5G, WIFI, Wirepas, Quuppa, etc),
- La réduction des prix des capteurs et systèmes électroniques
- L’amélioration des outils d’analyse de données avec des logiciels de plus en plus puissants et intelligents, du big data et de l’IA.
Selon un article du JDN, la maintenance prédictive est le premier usage de l’IoT en entreprise avec 75 % des entreprises françaises qui l’utilisent en février 2021. Ces dernières années, une forte croissance de la maintenance prédictive basée sur l’analyse vibratoire et acoustique des machines (en s’appuyant notamment sur des IA utilisant des réseaux neuronaux convolutifs – CNN*) a été observée. Ceci est dû aux nombreuses applications mises en place dans l’industrie, mais aussi par la nécessité de bénéficier de ROI de plus en plus court rapides. Des gains conséquents peuvent notamment être constatés lorsqu’ils sont liés aux réductions de temps d’arrêt de production (maintenance prédictive).
Exotic Systems et Agaetis : une alliance à forte valeur ajoutée
Exotic Systems intervient sur les phases amont avec le client et/ou Agaetis dès l’expression du besoin pour définir les fonctionnalités des devices à intégrer.
Notre intervention couvre l’ensemble de la prestation, depuis la rédaction du cahier des charges, l’étude de faisabilité jusqu’au développement et au déploiement de la solution si cette dernière n’existe pas.
La synergie que nous développons avec Agaetis permet de répondre de façon globale aux préoccupations de nos clients. Les cas d’usages sont très larges, ils peuvent adresser l’industrie sur l’optimisation des process ou procédés, la maintenance prédictive, la traçabilité ou encore améliorer la connaissance du cycle de vie d’un produit (comme détaillé plus haut dans cet article).
Dans la démarche projet nous intégrons principalement l’étude et la mise en œuvre des architectures adaptées aux nouvelles exigences du Big Data. Sur le plan économique, nous intervenons ensemble pour évaluer le ROI et définir les nouveaux business models.
Zoom et use case autour de la maintenance prédictive
Use cases Exotic Systems
Use case Identification avec le smart sensor RFID UHF
L’intégration d’un capteur RFID UHF dans la chaine de production, ou directement dans un produit, permet d’améliorer la productivité en mesurant, par exemple, la température du produit tout le long de la chaîne de fabrication. Cela permet d’affiner le processus de production lorsqu’il est dépendant de la température, pour, à terme, obtenir un gain de temps, de productivité et de qualité.
L’intégration d’un capteur RFID UHF offre les bénéfices suivants :
- Identification
- Mesure (température, usure, défauts, arrachement, …)
- Robustesse d’usage (solutions robustes en production, même dans des process chaud ou sous presse)
- Sans batterie (durée de vie potentielle de plusieurs dizaines d’années dans certains cas)
- Facilité de lecture(nombreux systèmes de lecture du commerce)
- Grande distance de lecture (8-10 m)
Le prix des capteurs RFID UHF varie de quelque dizaine de centimes à quelques euros par unité, permettant ainsi de minimiser les CAPEX, y compris pour des déploiements massifs.
L’un des avantages majeurs de cette technologie est le fait qu’elle peut s’appuyer sur des infrastructures déjà existantes (lecteurs, douchette, portique) et s’intègre facilement dans les proccess de la supply chain également déjà présents.
En conclusion, l’intégration de cette technologie ne nécessite que très peu d’investissements supplémentaires.
L’image ci-dessous permet d’illustrer la collaboration d’Exotic Systems et Agaetis dans l’intégration d’un smart sensor dans une chaine de production.
Use case tracking indoor/outdoor avec la technologie Wirepas
Cette technologie utilise des puces et systèmes électroniques simples et peu onéreux offrant des solutions à faibles CAPEX/OPEX* de Real Time Location System (RTLS – un système de localisation en temps réel des différents assets et produits).
Sur la chaîne de production, elle permet de suivre les produits en cours d’assemblage sur les différentes zones, ou unités de production, et de mesurer leur temps de passage à chaque étape, ou leur temps de traversée.
Dans la supply chain des industriels, Wirepas permet de localiser les matières premières ou les produits finis qui arrivent et quittent l’entrepôt permettant une optimisation de la gestion des stocks et ainsi de la comptabilité.
Pour finir, ce procédé permet d’offrir une solution de traçabilité des produits et matières premières pour remonter les flux de productions jusqu’aux sources des matières premières en cas de soucis sur la vie du produit.
Les IoT intégrés dans le produit final
Par exemple le projet Quickscan porté par Michelin consiste en un système de contrôle de la fiabilité des pneus des poids lourds, cars et bus. Ce dispositif, permet de contrôler, via un scanner magnétique, une solution RFID et des smart sensors, l’état des pneumatiques (pression, usure, etc.).
Les gains pour le client sont considérables :
- Garantie de la traçabilité de la production au recyclage
- Lutte contre la contrefaçon grâce à l’identifiant unique (numéro de série) de la puce RFID
- Détection d’usure et de défauts avec des puces RFID “intelligentes” intégrant des capteurs embarqués permettant de mesurer la température, l’élongation ou la déformation du produit, et ce sans batterie et dans des dimensions très miniaturisées
Toutes ces applications ont pour objectif principal de prévenir les scénarios catastrophiques de panne des machines afin d’éviter tout arrêt de la chaine de production (cygne noir) engendrant des pertes énormes pour les industriels.
Use cases IoT et data Agaetis
Dans le cadre d’un projet avec un grand groupe de la mobilité, Agaetis a créé une solution télématique permettant de remonter les informations provenant d’un véhicule. Cette solution a pour objectif de permettre l’analyse de l’usage des véhicules.
Ceci peut par exemple permettre de prédire l’usure d’un pneu ou d’analyser sur une flotte de véhicules comment le comportement de conduite influe sur le pneu.
La démarche : Les informations remontées sont principalement des données du CAN bus, GPS, de pression et de température des pneus.
Le boîtier (de la marque Munic), permet grâce à des algorithmes embarqués d’agréger ces données. Il communique ensuite en MQTT via le réseau 3/4G avec la chaîne d’ingestion. Les données ainsi envoyées sont stockées dans une base MongoDB puis accessibles au data scientist via des notebooks dans la plateforme Anaconda.
Agaetis a travaillé sur l’utilisation d’une antenne permettant de communiquer avec des capteurs TPMS produite par Exotic-systems. Celle-ci communique via un CAN bus vers un dispositif télématique. Ce dispositif permet de récupérer les températures et pressions de plusieurs capteurs sans avoir besoin de développement supplémentaire d’un point de vue connectique car le device développé était prévu pour remonter le CAN bus du véhicule.
Dans le cadre de cette mission, il a fallu s’assurer de la réception permanente des données pour ne pas perdre de messages d’une part et d’une autre du stockage des messages pour que ces données soient utilisables par les équipes de Data Science.
Pour y arriver, Agaetis a mis en place un système résilient aux pannes (système distribué) pour s’assurer qu’un service dégradé ne cause pas la perte de données. L’entreprise a donc mis en place le protocole MQTT entre les boîtiers, les serveurs et Kafka comme broker de message pour que les données puissent être consommées de différentes façons selon les besoins d’utilisation.
Le choix du stockage a évolué au fil du temps et des besoins : Agaetis utilisé HDFS, puis Snowflake en passant notamment par MongoDB.
Outre le choix d’une solution technique, une attention particulière a été apportée à la modélisation de la donnée dans les différents flux.
Conclusion
En conclusion, au-delà des savoir-faire respectifs, l’alliance d’Exotic systems et de Agaetis permet de répondre à de nombreuses problématiques et enjeux des clients industriels.
Le but est de mettre en place un accompagnement de A à Z ayant pour objectif d’apporter de la valeur aux données collectées. Pour cela Exotic Systems intervient en amont pour définir et intégrer une solution (de préférence existante) connectée dans la chaine de production permettant de remonter la data métiers pour ses clients.
Agaetis prend ensuite le relais en collectant les données de l’IoT pour les traiter et les mettre ainsi en valeurs. C’est grâce à cette collaboration que des applications peuvent être développées afin de donner une consistance et plus de profondeur aux données récoltées.
Exotic Systems et Agaetis vous accompagnent donc dans la mise en place de vos projets data pour assurer votre transformation digitale et le développement de vos activités.
* CNN : Il s’agit d’un type d’algorithme d’Intelligence Artificielle, notamment utilisé afin de classifier des images
*CAPEX : les dépenses d’une entreprise se rattachant à ses investissements matériaux. Exemple : imprimante. OPEX : regroupe toutes les dépenses d’exploitation d’une entreprise. Exemple : papiers, encre, etc.
Et vous, quelle solution RFID peut-on vous développer pour optimiser votre supply chain, votre process ou votre produit ?
