Six façons dont l’IoT industriel peut profiter aux opérations modernes

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De la construction à l’exploitation minière en passant par la fabrication, l’internet des objets offre aux industries de nouveaux moyens d’améliorer leurs processus pour être plus sûres et plus efficaces.

Au cours des dix dernières années, les données sont devenues de plus en plus importantes et utiles pour les entreprises à mesure que la technologie permettant de les collecter, de les stocker et de les analyser s’est améliorée. L’une des avancées les plus importantes dans le monde industriel au cours de la dernière décennie a été l’introduction de l’Internet des objets (IoT), qui est devenu la pièce maîtresse de la quatrième révolution industrielle, aka Industry 4.0.

L’épine dorsale de l’IoT industriel (IIoT) repose sur des capteurs de faible puissance et des dispositifs connectés à Internet, qui collectent et transmettent rapidement des données aux utilisateurs, éclairant ainsi les décisions quotidiennes et à long terme. En mettant en œuvre ces capteurs, les leaders industriels peuvent faire converger la technologie Internet et la technologie opérationnelle, ce qui améliore considérablement la productivité.

Selon un rapport de Trends Micro USA, « les données en temps réel provenant de capteurs et d’autres sources d’information aident les dispositifs et les infrastructures industrielles dans leur « prise de décision », en leur permettant d’obtenir des informations et des actions spécifiques ». « Ces données permettent aux industries et aux entreprises de détecter les erreurs ou les inefficacités dans la chaîne d’approvisionnement, par exemple, et de les corriger immédiatement, ce qui favorise l’efficacité quotidienne des opérations et des finances. Une bonne intégration de l’IIoT peut également optimiser l’utilisation des actifs, prévoir les points de défaillance, et même déclencher les processus de maintenance de manière autonome ».

L’IoT industriel couvre un vaste domaine de progrès technologiques en plus des capteurs, comme l’intelligence artificielle (IA), les communications de machine à machine et la technologie du Cloud.

Les experts s’accordent à dire qu’à mesure que ces technologies s’amélioreront, la demande d’IoTI augmentera. Selon les prévisions,  le marché mondial de l’IoT atteindra 751,3 milliards de dollars d’ici 2023, les logiciels de l’IoT connaissant la croissance la plus rapide. Pour comprendre pourquoi les attentes à l’égard de l’IoT sont si élevées, voyons comment certaines des principales industries en bénéficieront.

L’IoT industriel offre une meilleure régulation et une meilleure automatisation pour le pétrole et le gaz

Les solutions modernes de l’IIoT ont permis aux leaders de l’industrie pétrolière et gazière de surveiller plus facilement leur matériel pour détecter les signes de défaillance et de réduire les coûts de production.

L’énergie est connue pour être un secteur industriel volatile. Comme les prix du marché du pétrole et du gaz fluctuent si fréquemment, les fabricants sont soumis à une pression pour améliorer en permanence les méthodes de collecte et de raffinage afin de les réduire leurs coût en gardant leur productivité. En outre, la collecte et le raffinage du pétrole et du gaz sont des processus complexes qui ont de graves répercussions en cas d’échec.

Des leaders de l’industrie tels que Chevron, ExxonMobil et Shell se sont tous associés à des entreprises technologiques pour améliorer leurs services, de la prévision du temps d’entretien des équipements à l’augmentation de la production de forage.

En fait, selon Naveen Joshi, expert de l’IoT, chroniqueur et PDG de la société de logiciels Allerin, l’IoT profite à l’industrie du pétrole et du gaz dans un certain nombre de domaines. En voici quelques exemples :

1. Gestion des forages : Pour les entreprises qui effectuent des forages en mer ou en profondeur, il peut être difficile de contrôler les machines qui, si elles ne sont pas manipulées avec précision, peuvent avoir des conséquences désastreuses. Grâce aux dispositifs de l’IoT, couplés à une plateforme de l’IoT, les utilisateurs reçoivent des mesures en continu pour réduire les marges d’erreur, ainsi que des alertes avant toute erreur de forage imminente.
2. Surveillance des pipelines : Les fuites de pipelines sont un problème important dans l’industrie pétrolière et gazière, tant du point de vue commercial qu’humanitaire. Au cours des dix dernières années, les fuites de pipelines ont causé près de 200 morts, 900 blessés et 5,75 milliards de dollars, selon l’Administration de la sécurité des pipelines et des matières dangereuses du ministère américain des transports. En installant des capteurs IIoT le long des pipelines, les employés peuvent surveiller de près les points de défaillance potentiels pour limiter les dangers physiques, et les industries peuvent consacrer moins de ressources aux inspections humaines continues en automatisant plutôt ce travail.
3. Augmenter les recettes à long terme : Le pétrole et le gaz sont extrêmement compétitifs, ce qui signifie que les entreprises devront trouver des domaines où elles pourront réduire leurs coûts pour rester en activité. Si les solutions à court terme peuvent aider une entreprise à rester dans le vert, elles peuvent être préjudiciables à long terme. En investissant dans l’IoT, les entreprises peuvent collecter des données à court et à long terme, en utilisant l’analyse de Big Data pour modifier les inefficacités des grandes entreprises. Par exemple, grâce aux capteurs IoT, les entreprises peuvent surveiller leurs niveaux de stocks dans différentes zones géographiques afin d’améliorer la gestion de la chaîne d’approvisionnement. Les capteurs connectés à Internet peuvent également aider à identifier les zones de forage optimales, ce qui, pour des entreprises telles qu’ExxonMobil, devrait permettre d’augmenter la production de près de 50 000 barils par jour d’ici 2025.

Les compagnies minières utilisent des capteurs pour accroître la sécurité et l’efficacité

L’IoT industriel dans l’industrie minière n’en est encore qu’à ses débuts, mais les dirigeants de l’industrie utilisent déjà l’IoT pour créer un écosystème opérationnel plus sûr et plus efficace.

« Les machines activées par l’IIoT peuvent aider à optimiser le flux de matériaux et d’équipements pour une efficacité et un rendement accrus. Les pannes d’équipement peuvent être anticipées et la surveillance en temps réel permet une prise de décision sophistiquée et des stratégies de maintenance prédictive », rapporte Mining[Dot]Com. « Grâce à l’IIoT, le forage et le dynamitage peuvent être optimisés, ce qui permet d’améliorer la planification minière et logistique ».

Grâce à l’IIoT, les entreprises peuvent contrôler l’efficacité de toutes les étapes du processus d’extraction, y compris le forage automatisé. La société minière Goldcorp utilise l’IIoT pour construire des machines de forage à commande AI qui peuvent « détecter les matériaux et les limites et disposer d’un système de guidage automatique pour la coupe », Industrie Week reports. Parallèlement, Fortescue Metals Group a équipé une flotte de camions de capteurs IIoT pour indiquer aux superviseurs quand les véhicules ne fonctionnent pas à leur capacité maximale et s’adapter en conséquence, ce qui augmente le revenu global.

Ces capteurs peuvent également améliorer la sécurité des employés. Chez Goldcorp, les mineurs ont des capteurs IIoT intégrés dans leurs casques, ce qui leur permet d’avoir des informations actualisées en cas d’urgence.

« L’automatisation accrue des équipements et des véhicules des usines renforce la sécurité tout en réduisant les coûts, en retirant les employés des situations dangereuses », selon Mining[Dot]Com. « L’intégration de la technologie IIoT dans une exploitation minière complète peut accroître le retour sur investissement en augmentant le débit et en réduisant les dépenses ».

Les fabricants bénéficient d’une meilleure surveillance de la chaîne d’approvisionnement

Alors que les fabricants élargissent leurs canaux de distribution pour s’adapter à une économie numérique mondiale, la visibilité de la gestion de la chaîne d’approvisionnement est cruciale pour garantir que les clients reçoivent des produits de qualité en temps voulu.

Les capteurs peuvent également aider à organiser les entrepôts où les produits sont stockés en fonction de la demande de la région géographique.

« Avec l’Internet des objets, les stocks peuvent être automatiquement surveillés et intégrés aux demandes des clients dans certaines régions ; ainsi, si vous êtes distributeur dans une certaine région, vous pourrez stocker le nombre optimal de marchandises dans votre entrepôt », explique Production Engineering Solutions.

Grâce à l’IIoT, les employés peuvent également surveiller instantanément différents éléments de leurs opérations, ce qui leur permet de garder un œil attentif sur la façon dont leurs produits se déplacent du début à la fin.

« Alimentées par des réseaux à faible consommation d’énergie et à large bande (LPWA), le Bluetooth, le GPS, l’identification par radiofréquence (RFID) et d’autres technologies, les solutions de suivi permettent aux fabricants de visualiser la localisation exacte des biens en temps réel », selon le rapport to IOTTimes. « Les capteurs intelligents placés avec les produits peuvent fournir des données de précision granulaires sur les conditions de transport comme la température, l’humidité et l’exposition à la lumière, en envoyant des alertes en cas de dommages ou de dépassement des seuils ».

Les services publics utilisent l’IoTI pour créer des réseaux intelligents efficaces sur le plan énergétique

Les entreprises de services publics souffrent d’un processus de surveillance qui est « enraciné dans une technologie vieillissante », selon John Geiger vice-président du développement commercial de la société de solutions logicielles MACHFU. « Il en résulte une infrastructure dominée par des systèmes hérités et propriétaires, avec une réticence historique à s’adapter aux nouveaux paradigmes basés sur des normes ouvertes, qui ne facilite pas le passage à un réseau intelligent moderne de ressources énergétiques distribuées ».

L’introduction de l’IoT pour les services publics a commencé avec l’Advanced Metering Infrastructure (AMI), un réseau de communications et de systèmes de collecte de données complexes qui « permettait une communication bidirectionnelle des données relatives aux clients, aux commandes et aux événements », explique IoT World Today.

Le monde de l’IoTI dans les services publics s’est depuis lors étendu à mesure que les systèmes d’automatisation ont progressé, permettant un plus grand contrôle de la régulation de la tension et de la distribution de l’énergie.

Grâce à l’IIoT, les entreprises énergétiques peuvent restructurer leurs systèmes de gestion pour les adapter à un réseau intelligent digne du XXIe siècle. Le flux continu de données provenant de capteurs placés stratégiquement peut garantir que les nœuds énergétiques fonctionnent à leur capacité optimale et sont remplacés en cas de besoin. Cela est particulièrement vrai pour les entreprises travaillant dans le domaine des ressources renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire, où de multiples capteurs sont nécessaires pour mesurer non seulement l’efficacité de chaque nœud, mais aussi les conditions environnementales pertinentes.

« L’IIoT pour les entreprises de services publics promet de donner aux entreprises de services publics les moyens et les possibilités de superviser les communications qui passent par les foyers et les lieux de travail de leurs clients », rapporte IOT World Today.  « Grâce à une approche unifiée et globale des communications des services publics, combinée aux leçons que les services publics ont déjà tirées en matière de sécurité, de confidentialité et d’engagement envers les consommateurs, les services publics devraient faire face à l’incertitude qui les attend et prendre la tête de l’IIoT ».

L’intégration de l’IIoT améliore le suivi et l’entretien des chemins de fer

Les trains sont au cœur des zones métropolitaines du monde entier. Rien qu’à New York, 1,7 milliard de personnes dépendent du métro chaque année. Cependant, de nombreux systèmes ferroviaires urbains et transfrontaliers connaissent des problèmes de maintenance et un mauvais niveau de service aux usagers.  Toutefois, de nouvelles incursions dans l’IoTI pourraient apporter des solutions à certains des problèmes les plus courants de ce service de transport public.

L’entretien des wagons est traditionnellement effectué selon un programme de maintenance réactif et basé sur le temps. En d’autres termes, ne réparez pas un wagon s’il n’est pas en panne. Ce type d’approche passive de l’exploitation ferroviaire peut conduire à ce que les wagons de train passent beaucoup trop de temps sans être correctement inspectés ; les employés ne tiennent pas compte de facteurs tels que la fréquence d’utilisation, ce qui entraîne des déplacements inefficaces, des clients mécontents et, dans certains cas, des accidents tragiques.

Au centre de recherche de Palo Alto (PARC), les chercheurs étudient les moyens d’intégrer les capteurs de l’IoT dans les wagons et les gares dans le cadre d’un nouveau système de gestion basé sur l’état (CBM) qui rend les opérations ferroviaires plus sûres, plus rapides et plus efficaces.

En introduisant des capteurs IoT dans les trains mis en circulation, couplés à un tableau de bord de données IIoT pour enregistrer et surveiller à distance les données, les organisations ferroviaires peuvent prévoir quand un train est susceptible d’avoir besoin de réparations et commencer à se préparer à entretenir ces wagons.

« Les compagnies ferroviaires abandonnent donc le TBM au profit de ce paradigme plus prédictif où les équipes [d’exploitation et de gestion] peuvent être prévenues une semaine, voire un mois, avant que les actifs ne tombent en panne, ce qui leur permet de préparer les horaires et les ressources pour éviter de mettre un train critique hors service et de perturber le système », a déclaré Ajay Raghavan, directeur de l’exécution stratégique au PARC, à Railway Technology. « Fournir aux opérateurs des données sur la durée de vie restante d’un actif un ou même six mois avant qu’il ne doive être mis hors service leur permet de planifier à l’avance une dépense d’investissement importante, par exemple ».

Cette solution n’est pas non plus uniquement destinée à la maintenance. Plus le réseau de dispositifs interconnectés est étendu, plus un système ferroviaire peut être homogène. Les capteurs industriels IoT peuvent être utilisés pour mesurer la façon dont les trains se déplacent sur les voies, les conditions environnementales locales, la géolocalisation des wagons et le trafic de passagers. Le regroupement de toutes ces informations sous un seul système de gestion ouvre la voie à une approche holistique de la gestion des chemins de fer.

La construction entre dans l’ère numérique avec l’IIoT

Selon un récent rapport du Forum économique mondial, l’industrie de la construction, bien qu’elle représente 6 % du PIB mondial, est à la traîne par rapport aux autres industries pour ce qui est de l’adoption des technologies associées à la quatrième vague industrielle.

« La plupart des entreprises dans les nombreux secteurs de l’industrie utilisent encore principalement des méthodes manuelles, offrent des produits et des services traditionnels et fonctionnent selon des pratiques et des modèles commerciaux établis », notent les auteurs du rapport. « La productivité a donc pris du retard ».

Il y a beaucoup de pièces mobiles sur un chantier de construction, des machines lourdes à la sécurité des travailleurs en passant par le placement de la conception. Cependant, toutes les données utiles dans ces domaines sont mises en silo ou ne sont pas du tout collectées. L’IoT industriel a de nombreuses implications en matière de sécurité et de productivité sur les chantiers de construction lorsque l’IoT industriel est intégré dans ces différentes composantes du site.

« L’IIoT numérise le domaine de la construction avec de nombreux capteurs qui signalent tous les types de données – emplacement, vitesse, vibrations, niveaux de carburant, sécurité/risques environnementaux, matières premières, produits finis, travaux en cours – sans l’acquisition traditionnelle de données manuelles/papier », écrit Jane Ren, PDG d’Atomiton, pour Engineering News Record.

Un cas d’utilisation spécifique de l’IoT est la commande de nouveaux matériaux, qui peut être retardée en raison d’une erreur humaine. Si les matériaux ne sont pas sur place à temps, cela peut retarder des délais cruciaux et constituer une mauvaise nouvelle financière pour l’entreprise de construction. Grâce au capteur de l’IoT et à l’IA, la commande de nouveaux matériaux peut être automatisée, ce qui élimine la possibilité de retards de livraison dus à la surveillance des employés.

Dans l’ensemble, l’inclusion des capteurs de l’IIoT permet d’unifier une pléthore de pièces mobiles sur un chantier de construction en agrégeant les données de nombreuses pièces, autrement séparées. Ainsi, les responsables de chantier peuvent facilement surveiller l’ensemble du projet et s’assurer que les projets respectent le calendrier.

« La construction numérique peut réduire les interruptions de projet en augmentant le temps de disponibilité des équipements, en localisant rapidement les équipements mobiles, en réduisant les temps d’inactivité et en diminuant les temps d’arrêt non planifiés grâce à la maintenance prédictive », écrit M. Ren.

L’utilisation de l’IIoT est encore précoce, certaines industries étant plus avancées que d’autres. Toutefois, la quatrième révolution industrielle approche à grands pas et l’IoT n’aura qu’un rôle plus important à jouer, ce qui signifie que le moment est venu d’investir.