À l’intérieur de la technologie qui alimente la prochaine révolution industrielle

La communication de machine à machine forme un vaste plexus de données précises  Sur terre, en mer, dans les airs et dans l’espace. Maisons, bureaux et voitures : connectés. Produits, environnements et personnes : plus intelligents, plus sûrs, plus écologiques.

Une partie de cela est simple à imaginer. Une partie de cela étonne encore.  Un nouveau type radical d’interconnectivité est récemment arrivé dans les usines, plaçant la révolution industrielle elle-même sous un jour nouveau. À l’époque, la société passait de tout faire à la main à l’utilisation de nouvelles sources d’énergie pour augmenter la vitesse et le rendement. Les usines à grande échelle ont pris vie au moment même où les moteurs commençaient à devenir plus efficaces. Ces progrès se sont transformés en deuxième révolution industrielle alimentée par le pétrole et l’électricité puis, pour finir, en troisième révolution alimentée par la technologie numérique.

Alors que la société continue de rechercher une production plus efficace et des moyens d’identifier les problèmes de manière plus intuitive, les usines sont devenues la dernière frontière en matière de communication de machine à machine. 

Pour fonctionner avec une efficacité maximale, chaque petit paramètre de l’espace de fabrication doit être surveillé chaque milliseconde pour une interopérabilité en temps réel tout au long de la production. Auparavant, ces installations tentaculaires étaient équipées de capteurs plus anciens qui collectaient des données sans connexion Internet. Aujourd’hui, nous vivons à une époque où la communication de données Ethernet de bout en bout existe dans l’ensemble du pipeline de production. Les experts de l’industrie appellent ces vastes réseaux interconnectés l’Internet industriel des objets (IIoT).

Ces nouvelles usines intelligentes connectent le monde physique au numérique, connectant à la fois l’interface et l’ingénieur et presque n’importe quelle machine et n’importe quel cloud. Des simples capteurs aux robots d’assemblage complexes, les machines de ces réseaux génèrent des données brutes, les analysent et les transforment en visualisations en temps réel de la production. Ils prennent de plus en plus les grandes décisions et, avec un éventail d’informations, ils peuvent maintenant éviter l’inefficacité en sachant simplement faire une pause immédiatement après la consommation d’énergie.

Grâce à la détection multimodale, les informations sur les erreurs de production peuvent être instantanément regroupées et traitées.  L’usine connectée numériquement peut répondre aux entrées de n’importe quelle partie de la chaîne d’approvisionnement, y compris les magasins vendant ses produits. En étant en mesure d’accéder facilement aux données de l’ensemble du cycle de vie d’un produit, un fabricant peut également suivre combien il en coûte réellement pour fabriquer chaque unité. Armés de ces connaissances, les fabricants sont de plus en plus en mesure d’ajuster leurs prix en réponse à ces mesures en temps réel.

Nous ne sommes qu’à l’aube de cette quatrième révolution industrielle. Les produits et les capteurs doivent encore être conçus pour être utilisés sur le terrain par des personnes qui ne sont pas des ingénieurs. La bande passante doit augmenter et les signaux doivent être plus fiables. Avec une communication vraiment constante, les problèmes sont repérés et résolus plus tôt, les fabricants peuvent économiser de l’énergie et les usines peuvent être plus flexibles, produisant beaucoup de produits standard un jour et de petits lots d’une variante particulière le lendemain. Au fur et à mesure que des éléments de plus en plus petits se connectent (génération, transmission et analyse de données), les processus deviennent encore plus précis.

Cette nouvelle innovation peut également fournir une solution pour les usines plus anciennes. Les fabricants peuvent désormais utiliser une technologie de pointe pour rendre les appareils auparavant hors ligne compatibles avec l’IIoT. Toutes les données collectées peuvent désormais être traitées avec des données provenant d’appareils plus récents, intégrant des machines, des contrôleurs et des lecteurs aux réseaux et aux systèmes informatiques. Avec cela, les usines hors ligne d’hier deviennent les usines intelligentes bourdonnantes de demain.

La variété des applications pour la technologie liée à l’IIoT est presque infinie.  Les objets ne sont pas uniquement connectés dans l’usine.  Un monde de capteurs perfectionnés pour transmettre à partir des extrêmes de la technologie arrive dans nos maisons, nos lieux de travail et au-delà.

Lorsque les engins spatiaux se préparent au décollage, les capteurs évaluent maintenant des températures allant jusqu’à 1 700 degrés Celsius lors de l’allumage du moteur, tandis qu’un autre système de capteurs en réseau garantit que toute la chaleur ne fait pas fondre la charge utile. Même la coque imposante de 184 tonnes de ces fusées est protégée par des capteurs mesurant la force aérodynamique d’écrasement exercée au décollage.
 

Ou prenons l’exemple d’une course électrique de Formule E de haute technologie qui tourne autour de la piste à 140 miles par heure. Lorsque le véhicule est évalué pendant les tours d’essai, les données critiques de température et de pression circulent entre le véhicule de 200 kilowatts et la fosse en boucle serrée et en temps quasi réel. Des données de diagnostic supplémentaires liées aux entrées du conducteur et aux performances de la suspension sont également collectées, prêtes à être déchargées et analysées par les ingénieurs de course une fois l’essai terminé.
 

Les équipes de Formule E s’efforcent même de resserrer cette boucle en rendant le flux de données entre les véhicules et les ingénieurs presque homogène. Avec le lancement imminent de Roborace, la Formule E prévoit d’amener toute une ligue de voitures autonomes riches en capteurs sur le circuit. Dans un monde où une piste pleine de super voitures autonomes de grande puissance prend les décisions en une fraction de seconde, le lien basé sur les données entre le véhicule et l’équipage devient encore plus crucial.
 

Tout compte en course ; car il équilibre la sécurité et la quête de vitesses de plus en plus grandes, et plus d’informations signifie des décisions plus intelligentes et un chemin plus rapide vers le drapeau à damier. Même si la plupart des gens ne conduiront jamais une voiture de course, l’optimisation basée sur les données de machines comme celle-ci entraîne des améliorations fonctionnelles pour l’ensemble de l’Internet des objets.

Bien que la précision de ces conversations de machine à machine ait du sens dans des environnements à enjeux élevés comme la piste de course, elles apparaissent également dans des endroits moins probables comme les immeubles de bureaux. Les bâtiments connectés les plus récents, comme l’Application Edge d’Amsterdam, sont adaptés à notre comportement, fournissant des modèles riches en données que les machines utilisent pour prendre des décisions plus éclairées.  Même maintenant, votre thermostat, votre smartphone, vos lumières et votre système de sécurité commencent à communiquer, et bientôt ils ne seront limités que par la façon dont ils peuvent jouer ensemble.
 

Par exemple, disons que vous rentrez généralement du travail à 19 heures. Votre thermostat le sait et ajuste généralement tout à votre propre zone Goldilocks environnementale - juste ce qu’il faut. Mais que se passe-t-il si vous rencontrez un peu de trafic ? Votre système CVC gaspillera de l’énergie, et de l’argen, pendant une demi-heure. Grâce aux communications de machine à machine, nous entrons dans une ère où votre voiture peut évaluer la situation, calculer le retard et transmettre une heure d’arrivée mise à jour à votre thermostat domestique. En réponse, votre thermostat adaptera son démarrage à votre nouvel arrivant estimé. Avec juste un peu de cliquetis de machine à machine et une prise de décision intelligente, vous avez économisé de l’argent et réduit votre empreinte carbone. Maintenant, multipliez cela par les États-Unis. Le recensement a estimé 124 millions de ménages aux États-Unis, et vous avez un impact sérieux.

Un ensemble de capteurs sont les chevaux de bataille de collecte de données de ce cadre. En surveillant tout, de l’humidité, de la position, de la pression, des vibrations et de la vitesse au couple, à la température et au mouvement, les capteurs collectent les informations brutes qui alimentent l’apprentissage automatique. Dans un environnement de bureau, cela permettrait à la microcaméra du hall d’alimenter des données vidéo dans un système de gestion qui déclenche l’allumage des downlights à semi-conducteurs en présence de visiteurs. Le flux de personnes entrant et sortant du bâtiment est surveillé efficacement, et un système particulièrement sophistiqué pourrait même permettre l’accès en fonction de l’identité de la personne qu’il détecte dans le bâtiment.

Partout où nous nous engageons avec des outils modernes, pas seulement dans le développement d’engins spatiaux et de groupes motopropulseurs électriques haute performance, les enjeux sont élevés. La gestion de l’énergie est testée et modifiée avec un œil attentif aux nouvelles efficacités et à la sécurité. Les façons dont nous vivons, travaillons et jouons sont révolutionnées par de minuscules composants engagés dans des interactions infiniment complexes – et ils sont tous alimentés par le dialogue caché entre nos machines.