La digitalisation confronte les fabricants de machines à de grands défis mais leur ouvre aussi la possibilité de fournir des services à haute valeur ajoutée à leurs clients. Pour réussir sa mise en œuvre, il faut pouvoir accéder facilement aux données des équipements de production. Avec OPC UA FX, les services digitaux du futur sont d'ores et déjà accessibles.
Qu'est-ce qui détermine la valeur d'un produit ? Dans un nombre croissant d'industries, ce n'est plus le matériel mais le logiciel. Quiconque ayant acheté un voiture ces vingt dernières années est témoin de cette évolution. Dans un premier temps, les systèmes de contrôle électroniques ont remplacé les dernières pièces mécaniques que l'automobiliste pouvait encore réparer à l'aide d'une clé. Puis sont arrivés les systèmes d'assistance au conducteur et les téléphones cellulaires intégrés. Aujourd'hui, la connectivité figure parmi les principaux critères d'achat de véhicule.
Les services numériques occupent une place centrale
Le secteur de la construction de machines vit actuellement une transformation similaire. Les fabricants de machines veulent implémenter une connectivité et des services numériques qui sont depuis longtemps la norme dans les mondes de l'IT et de l'électronique grand public. Ce faisant, les processus en amont et en aval des machines prennent de plus en plus d'importance.
Les productions à l'unité, les adaptations par simple mise à jour logicielle, les dépannages à distance et les intégrations de machines dans des chaînes de valeur, sont des services que les fabricants de machines devront bientôt proposer s'ils veulent rester compétitifs. La mise en œuvre de ces services les confronte néanmoins à un défi : celui de permettre une communication uniforme, tant pour la communication entre des machines dont les systèmes de contrôle et de communication respectifs sont différents, que pour la communication au niveau terrain avec les actionneurs et les capteurs de chaque machine.
Est-ce que la transformation des données en informations justifie la création d'un nouveau protocole de communication ? La réponse est non. Il serait même contreproductif d'ajouter un protocole à la myriade de protocoles existants. L'approche retenue avec OPC UA est bien plus prometteuse : au lieu de créer un protocole supplémentaire, OPC UA utilise un modèle d'informations.
La spécificité d'OPC UA réside donc dans la structuration des données via un modèle d'information. Ce modèle fournit une définition sémantique univoque en spécifiant exactement l'espace et les propriétés attribués à chaque type de données. Les données peuvent être ainsi directement lues par les machines et transposées automatiquement en informations.
En 2016, la Fondation OPC a lancé l'initiative "Shaper" pour développer OPC UA over TSN, un modèle d'information ouvert et standardisé destiné à uniformiser la communication du capteur au cloud. La solution issue de ce développement est désormais appelée OPC UA FX et développée dans le cadre de l'initiative Field-Level Communications (FLC) de la Fondation OPC.
L'avenir se prépare maintenant
Qu'est-ce que cela implique désormais pour les fabricants de machines ? La réponse est simple : s'ils ont un projet de nouvelle machine, ils doivent y intégrer OPC UA FX. Les clients OEM de B&R qui demandent une assistance pour l'implémentation de leurs propres modèles d'information et de leurs services digitalisés sont de plus en plus nombreux. Parallèlement, les utilisateurs finaux veulent disposer de machines et d'équipements qui se connectent facilement, tel un appareil plug-and-play, à un réseau d'usine. Avec OPC UA FX, il existe désormais un standard uniformisé, ouvert et international sur lequel les fabricants de machines peuvent s'appuyer pour répondre aux demandes croissantes de leurs clients en matière de services digitalisés.
S'agissant des produits, tous les feux sont au vert pour OPC UA FX. Le nouveau contrôleur de bus de B&R est prêt pour FX. Il supporte TSN et peut être intégré dans des réseaux Ethernet existants. Il en va de même pour les automates X20 de dernière génération. De plus, B&R a aussi développé un switch TSN. Dans ses prochaines versions, le logiciel Automation Studio de B&R permettra le développement d'applications avec OPC UA FX.
Une transition en douceur
FX est aussi judicieux pour les équipements existants. Dans le cadre de solutions hybrides, les protocoles usuels du monde de l'OT peuvent cohabiter avec FX sur le même câble réseau. Les fabricants de machines peuvent ainsi passer à OPC UA FX à leur propre rythme.
Néanmoins, cette transition se prépare. Pour un fabricant de machines, il s'agit notamment de se demander ce que sera le futur de ses machines dans une dizaine d'années. La pression qu'exerce l'industrie manufacturière pour bénéficier de services basés sur les données se fait déjà sentir et s'intensifiera dans les années à venir. Les algorithmes d'apprentissage machine se présentant sous la forme d'applications logicielles joueront un rôle de plus en plus important.
L'effet domino a commencé
Les solutions digitales reposent sur des données qu'il faut non seulement collecter, prétraiter et analyser, mais aussi transmettre. La connectivité nécessaire pour ces transmissions peut être réalisée moyennant un effort d'ingénierie important et en investissant dans des passerelles additionnelles... Ou simplement en intégrant OPC UA FX au bon moment. Mais le temps est compté : dans cinq, six ou sept ans, OPC UA FX sera le standard dominant dans les usines du monde entier. Une fois la première pierre tombée, un effet domino se produit et retourne le marché. Il est donc temps de s'assurer que tous les éléments nécessaires seront déjà en place.
Contrôleur de bus | Switch TSN | Automates X20 |
|---|---|---|
Le contrôleur de bus X20BC008U de B&R supporte OPC UA et TSN, l'extension d'Ethernet. Il permet ainsi une communication temps réel indépendante des fabricants, tant au niveau des lignes qu'au niveau terrain. | Apte au temps réel, le switch Ethernet de B&R permet une implémentation simple des réseaux OPC UA FX. Les participants non FX peuvent être aussi facilement incorporés dans ces réseaux. | Les automates B&R de dernière génération peuvent être utilisés comme maîtres OPC UA FX au niveau terrain. |
La Fondation OPC est un consortium industriel qui pilote le développement du standard OPC UA et qui regroupe plus de 850 sociétés des secteurs de l'automatisation et de l'IT. Ces sociétés engagées dans une "coopetition" (contraction des mots "cooperation" and "competition") sont parfois concurrentes mais tournées vers un objectif commun : celui de mettre un terme à la multiplicité des protocoles existants en créant une solution bénéfique pour les fournisseurs ET pour les utilisateurs des technologies d'automatisation.
Parmi les membres de la fondation figurent des sociétés des secteurs de l'automatisation et de la communication industrielles ainsi que des sociétés internationales d'autres secteurs clé. Les plus grands fournisseurs de services cloud y sont également représentés, de même que de grands fabricants de semi-conducteurs et d'importants groupes d'intérêts comme le VDMA. Tous sont unis dans le même but : l'interopérabilité des équipements pour les échanges d'information, tant horizontalement le long de la chaîne de valeur que verticalement du cloud au capteur.
5 questions sur OPC UA FX
Accéder à l'interview