Principales applications IoT industrielles pour stimuler l'innovation

Il est difficile de produire et de vendre des articles de qualité lorsque vous ne savez pas où se trouvent vos actifs à un moment donné. Ou lorsque votre inventaire est constamment à court de matériaux essentiels. Ou lorsque l'équipement tombe en panne de manière inattendue malgré les rondes d'inspection prévues. Et en plus de cela, votre fournisseur ne prend pas la peine de vous informer des retards d'expédition ou livre des articles avariés parce que le système de refroidissement est tombé en panne et que personne ne l'a remarqué.

Vous cherchez à prendre le contrôle total de votre processus de fabrication et à surveiller votre chaîne d'approvisionnement ? Dans ce cas, une solution d'Internet industriel des objets pourrait être exactement ce dont vous avez besoin.

Continuez à lire cet article pour découvrir les meilleures applications IoT industrielles qui garantiront que les situations malheureuses ci-dessus ne compromettent pas vos opérations.

Qu'est-ce que l'IdO industriel et comment ça marche ?

L'Internet industriel des objets (IIoT) est l'utilisation de capteurs pour collecter et traiter des données provenant d'appareils connectés dans le but de comprendre et d'améliorer les processus industriels. L'IIoT peut également utiliser des actionneurs et des automates programmables pour communiquer avec des appareils et les faire agir d'une certaine manière.

Le nombre d'appareils IoT ne cesse de croître dans le monde. Statista a rapporté 11,28 milliards d'appareils en 2021 . Et ce nombre devrait dépasser 29 milliards d'ici 2030 à mesure que la demande d'IoT augmente. Ericsson déclare que pour qu'une usine soit considérée comme « intelligente », elle doit déployer 0,5 appareils IoT par mètre carré .

Alors, comment les appareils IoT fonctionnent-ils ensemble ? Et que devez-vous savoir pour les utiliser dans votre organisation ?

L'anatomie de l'IdO

L'architecture IoT se compose de composants logiciels et matériels qui interagissent pour agréger, transmettre et analyser des données provenant de différents appareils. Vous trouverez ci-dessous une brève description des cinq principales couches IoT. Pour une explication détaillée, consultez notre guide détaillé sur l'architecture IoT .

1. Couche périphérique . Couvre divers appareils IoT équipés de capteurs et d'actionneurs. Les capteurs collectent les données des appareils correspondants et les transmettent sous forme de signal à une unité de traitement. Les actionneurs, au contraire, reçoivent des commandes - c'est-à-dire des signaux - des centres de traitement et font agir les dispositifs sur eux.
2. Couche réseau . Couvre les technologies de communication, telles que Bluetooth, 4G/5G et Wi-Fi, pour ne citer que quelques exemples.
3. Couche de calcul Edge . Comprend des dispositifs intermédiaires entre les unités IoT et les serveurs cloud. Ces appareils traitent les données critiques localement et envoient les informations restantes vers le cloud à intervalles réguliers, réduisant ainsi les coûts d'infrastructure. Bien que les appareils informatiques de périphérie ne fassent pas partie de l'architecture IoT traditionnelle, ils deviennent de plus en plus populaires auprès des utilisateurs de l'Internet des objets.
4. Couche de support des appareils et des applications . Reçoit, traite et stocke les données recueillies à partir des capteurs IoT.
5. Couche applicative . Couvre différentes applications qui fonctionnent sur les données IoT. Cela inclut des algorithmes analytiques, des outils de visualisation de données, des logiciels qui envoient des commandes aux actionneurs, etc.

Alors que l'IoT "traditionnel" est centré sur le client et capture la façon dont les gens interagissent avec leurs appareils intelligents, l'IoT industriel se concentre sur les applications à l'échelle de l'entreprise et implique des déploiements à grande échelle.

Des plateformes IIoT pour encore plus d'avantages

L'IoT n'est pas un nouveau concept et de nombreuses organisations industrielles utilisent des capteurs IoT pour collecter des données à partir d'appareils connectés. Cependant, l'IoT est souvent déployé dans des silos isolés pour chaque application IoT industrielle, ce qui limite le partage de données et restreint les avantages.

Pour atténuer cela, les organisations peuvent bénéficier des services de développement de l'Internet des objets pour créer des plates-formes IIoT qui couvrent l'ensemble de l'entreprise. Cette configuration brisera les pipelines IoT isolés et établira un point centralisé pour la gestion des appareils IoT dans différents cas d'utilisation. Cela vous permettra également d'intégrer plus de données et d'avoir une vue unifiée sur toutes les opérations.

Top 10 des applications IdO industrielles

Voici 10 exemples clés de l'Internet industriel des objets qui vous aideront à gagner du temps et de l'argent sans compromettre la qualité :

1. Maintenance prédictive
2. Contrôle de qualité
3. Gestion de la chaîne logistique
4. Suivi des actifs
5. Suivi des stocks
6. Contrôle à distance des équipements et du site de production
7. Gestion de l'énergie
8. Automatisation
9. Optimisation des processus et analyses avancées
10. Contrôle de sécurité

Maintenance prédictive

Les fabricants subissent 800 heures d'indisponibilité d'équipement par an , ce qui équivaut à 15 heures par semaine. Une autre étude montre qu'une panne imprévue d'un appareil peut coûter jusqu'à 260 000 $ par heure à une entreprise .

Heureusement, l'IdO industriel peut être appliqué pour prévenir les pannes d'équipement et réduire les dépenses associées. Les capteurs IoT placés sur les équipements et les véhicules peuvent collecter des données sur ses performances et son état, telles que les vibrations, la tension et la température. Ces capteurs détectent et signalent tout changement suspect et toute légère dégradation des performances, laissant suffisamment de temps aux techniciens pour intervenir et résoudre le problème avant qu'il n'affecte le processus de production.

Volvo, l'un des principaux constructeurs automobiles, équipe ses camions de capteurs IoT qui capturent les données du véhicule et les envoient pour analyse. Leur plate-forme IoT complète peut traiter instantanément des millions d'enregistrements de données. Cette tactique permet à Volvo de réduire le temps de réparation des chenilles de 25 % et le temps de diagnostic de 70 %.

Contrôle de qualité

L'IoT permet aux fabricants de surveiller leurs produits à n'importe quelle étape, en commençant par les matières premières, et tout au long de la progression de l'article le long de la chaîne de production. Cela inclut même la quantité de déchets émis pendant le processus de fabrication. Les capteurs IoT peuvent continuer à collecter des données même après l'achat de l'article. Ils peuvent transmettre des informations sur la satisfaction du client et garder une trace de tout problème rencontré par le client avec le produit.

Récemment, une équipe de recherche a déployé des capteurs IoT avec des réseaux neuronaux convolutifs pour identifier les défauts dans la fabrication des cartes de circuits imprimés (PCB) avant que les produits n'atteignent les étapes de production finales. En conséquence, ils ont pu repérer les PCB défectueux avec une précision de 97 % .

La combinaison de l'IoT et de l'IA présente de nombreux avantages, comme dans l'exemple IIoT ci-dessus. Pour en savoir plus, consultez cet article de blog sur l'intelligence artificielle des objets (AIoT) de nos analystes de l'innovation.

Gestion de la chaîne logistique

Les systèmes IoT industriels permettent aux responsables de suivre différents événements tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Ils peuvent accéder aux informations en temps réel sur la localisation des matières en transit et recevoir une notification en cas de retard imprévu, accompagnée de la justification du fournisseur. Les capteurs aident également à surveiller la température, l'humidité et d'autres conditions pertinentes des marchandises transportées.

En mai 2021, DHL a transporté environ 200 millions de vaccins COVID-19 vers plus de 120 pays dans le monde. L'entreprise a utilisé des capteurs IoT pour surveiller les conditions de transport et s'assurer que la température ne dépassait pas le seuil, ce qui entraînerait une détérioration.

Dans une autre application IIoT réelle, la société californienne Golden State Foods utilise les trackers IoT d'IBM pour surveiller les conditions de stockage lors du transport de la viande.

De plus, le déploiement de l'IoT dans les chaînes d'approvisionnement peut contribuer à l'optimisation de la logistique, car les entreprises peuvent identifier des itinéraires plus courts et moins encombrés. Améliorés par l'IA, ces systèmes peuvent prévoir les embouteillages, prendre en compte les conditions météorologiques et les accidents sur l'itinéraire de transport et apporter les modifications nécessaires. Envisagez de consulter des fournisseurs de services d'intelligence artificielle pour des solutions complètes d'optimisation logistique .

Un exemple intéressant de combinaison de l'IA et de l'IIoT vient d'une entreprise d'innovation logistique. Le client s'est tourné vers ITRex pour développer un système IoT alimenté par l'IA qui permet aux entreprises de surveiller le fret en temps réel, de calculer les frais d'expédition en fonction de 60 paramètres, de remplir des documents sans papier, etc. Actuellement, cette plateforme IIoT compte plus de 25 000 utilisateurs, dont de grands acteurs du secteur des transports, tels que DHL et Maersk.

Suivi des actifs

Les grandes installations ont généralement trop d'actifs dont les employés ne peuvent pas suivre l'évolution. Par exemple, des études montrent que les infirmières perdent environ 10 % de leur temps à chercher du matériel. Ce problème ne se limite pas aux soins de santé. Il en va de même pour les grandes usines, les magasins, etc.

L'une des applications de l'IdO industriel est qu'elle peut automatiser la recherche et la surveillance des actifs. Les entreprises peuvent équiper leurs actifs, tels que les produits finis, les matières premières, les outils et les emballages, d'étiquettes d'identification par radiofréquence (RFID). Ces étiquettes sont scannées avec des lecteurs RFID pour afficher des informations sur l'article correspondant. Une autre option consiste à utiliser des capteurs d'équipement qui transmettent des signaux via Bluetooth. Si la consommation d'énergie est un problème et que vous avez besoin d'une connectivité longue portée, optez pour l'IoT à bande étroite (NB-IoT), qui s'appuie sur la technologie de réseau étendu à faible consommation (LPWAN).

En plus de localiser les articles, le suivi des actifs basé sur l'IIoT peut vous aider à protéger les matières premières et à éviter le gaspillage. Par exemple, si les employés travaillent avec de gros barils de peinture, il est tentant de saisir le baril le plus proche du point d'entrée au lieu de traverser l'unité de stockage des barils pour vérifier les dates d'expiration. Avec les balises IoT, les employés seront informés de l'emplacement des barils proches de leur date d'expiration et recevront un avertissement s'ils saisissent toujours l'article le plus proche.

Il existe de nombreux fournisseurs qui ont leurs propres systèmes de suivi IoT. Par exemple, Bosch a créé une solution de suivi des actifs Bluehound basée sur le cloud, qui s'appuie sur Bluetooth pour transmettre des signaux. Ce système a été conçu en collaboration avec des entreprises de construction et peut être intégré à des logiciels d'entreprise populaires utilisés dans la fabrication. Bosch affirme que les balises peuvent résister à l'eau et à la poussière et que leurs piles peuvent durer jusqu'à deux ans. Ce système capture des informations détaillées sur les actifs. Par exemple, il peut comprendre quand un outil a été abandonné. Et si un article disparaît, le système peut indiquer où il a été vu pour la dernière fois.

Dans un autre exemple, Volvo utilise des trackers alimentés par l'IoT pour suivre les véhicules dans ses grandes usines de camions, où ils assemblent environ 72 véhicules par jour.

Suivi des stocks

Une autre application industrielle de l'Internet des objets consiste à équiper l'inventaire de capteurs IoT qui transmettront son état en temps réel. Par exemple, si des matériaux ou des produits manufacturés sont surchauffés pendant le stockage, des capteurs intelligents demanderont à un thermostat compatible IoT d'abaisser la température dans l'unité de stockage.

Les entreprises peuvent combiner l'IdO industriel et l'analyse pour réorganiser les stocks de manière optimale. Par exemple, les outils et les matières premières les plus utilisés seront rapprochés des points d'accès.

L'IIoT peut surveiller les niveaux de stock et passer automatiquement une commande si le stock descend en dessous d'un seuil prédéterminé. Cela élimine le besoin de vérifications manuelles. Si vous êtes un détaillant possédant un magasin avec des étagères électroniques, vous pouvez déployer des étiquettes électroniques. Alimentées par des balises Bluetooth, ces balises permettent aux clients de passer des commandes simplement en appuyant dessus. Les fournisseurs recevront des alertes de commande et pourront soit confirmer soit refuser. L'étiquette électronique peut également afficher une étiquette "sur commande" pour empêcher les clients de passer des commandes répétitives.

Levi Strauss, une entreprise de vêtements, déploie des étiquettes RFID pour surveiller les niveaux de stock . Cela permet à l'entreprise de savoir combien d'articles il lui reste de chaque modèle et quand les nouveaux arrivages sont attendus.

Contrôle à distance des équipements et du site de production

Donner aux responsables le contrôle des équipements distants est une autre application importante de l'IdO industriel. Les capteurs peuvent surveiller les machines et permettre aux opérateurs humains d'activer l'équipement, de l'arrêter ou de modifier les paramètres. Par exemple, si une fuite de la pompe à eau est détectée, le technicien peut désactiver la pompe sans avoir à y accéder physiquement. Ce cas d'utilisation est particulièrement pratique pour les machines installées dans des endroits difficiles d'accès.

En parlant d'emplacements distants, l'IIoT peut être déployé pour contrôler les balises lumineuses de la tour. Ces lumières ont des exigences très spécifiques, et toute organisation qui possède des tours, comme le secteur des télécommunications, doit se conformer à ces normes. Les capteurs IoT peuvent s'assurer que les lumières sont situées à la bonne hauteur et ont la couleur et la luminosité requises, et avertir immédiatement l'opérateur en cas de violation.

L'IIoT est également utile pour surveiller les sites distants. Par exemple, la société pétrolière et gazière britannique Shell s'est associée à une startup IIoT Hiber pour installer des capteurs IoT dans leurs puits. Les capteurs sont censés recueillir des informations sur la pression et la température des puits afin de minimiser l'intervention humaine. Ce n'est pas la seule application industrielle IoT déployée par Shell. Le géant du pétrole et du gaz a également utilisé la technologie pour protéger ses pipelines . La société affirme avoir économisé 1 million de dollars en déployant des capteurs IoT dans ses champs pétrolifères.

Gestion de l'énergie

Les entreprises peuvent connecter des capteurs IoT à leur infrastructure pour surveiller l'environnement et réduire la consommation d'énergie lorsque cela est possible. Par exemple, des capteurs peuvent éteindre les lumières lorsque tout le monde quitte le bâtiment. Ils peuvent également recueillir et analyser des données sur le système de chauffage et de ventilation pour trouver les performances optimales.

Une autre application de l'IdO industriel consiste à détecter lorsqu'un équipement commence à consommer excessivement de l'électricité. Cela indique souvent que la machine est endommagée et nécessite une inspection plus approfondie.

La société chinoise Chengdu Xihui Water Environmental Co., Ltd s'est appuyée sur MindSphere, l'IdO industriel en tant que solution de service de Siemens, pour économiser sur la consommation d'énergie. L'entreprise exploite des stations d'épuration et les factures d'énergie représentent près de la moitié de ses coûts d'exploitation. Chengdu Xihui a déployé des capteurs IoT sur ses équipements pour collecter des données en temps réel. Après une analyse approfondie, l'entreprise a compris quand l'équipement est à son taux de consommation d'énergie le plus élevé et a réussi à faire correspondre cela avec les prix de l'électricité hors pointe, réduisant ainsi les dépenses de 10 % .

Automatisation

Avec l'aide de l'IIoT et de la robotique, il est possible d' automatiser les tâches fastidieuses qui sont généralement effectuées par des employés humains.

Un exemple de cette application Industrial IoT vient d'Amazon. Le géant de la distribution utilise plusieurs types de robots dans ses entrepôts pour automatiser les tâches fastidieuses voire dangereuses. Par exemple, le robot Cardinal peut soulever des colis , lire leur étiquette à l'aide de l'IA et de la vision par ordinateur , et placer le bon colis dans un GoCart pour déplacer les colis dans l'installation. Cardinal peut facilement soulever des colis lourds qui peuvent causer des blessures aux employés humains.

Proteus est un autre robot qui peut déplacer les GoCarts dans les centres de traitement des commandes tout en naviguant parmi les personnes et les robots.

L'automatisation basée sur l'IoT ne se limite pas aux activités liées à l'entrepôt. Les robots peuvent également prendre en charge les tâches de production. Par exemple, Lear Corporation, un fabricant de sièges de voiture, s'appuie sur des robots UR5 pour assembler des sièges de voiture. UR5 travaille aux côtés d'employés humains et peut effectuer des tâches telles que le vissage, le levage et le placement de sièges.

Les robots peuvent également remplacer les humains dans des environnements toxiques, comme les installations de peinture avec des émissions toxiques.

Optimisation des processus et analyses avancées

Un autre exemple d'application de l'IdO industriel consiste à repérer les opportunités d'optimisation des processus et des produits à l'aide d'analyses. L'IoT permet aux fabricants d'identifier et de prévoir les goulots d'étranglement dans les processus de production et de résoudre le problème de manière préventive. La technologie peut également aider à mettre à jour les critères de performance. Ces normes de production, telles que le temps nécessaire pour produire une pièce de produit, sont définies et rarement mises à jour. Des outils tels que Machine Metrics permettent aux responsables de collecter des données sur les performances et d'optimiser les normes de travail afin de définir des délais et des prix réalistes pour les nouveaux produits.

L'application d'analyses avancées aux données provenant des produits achetés aide les entreprises à comprendre comment les clients utilisent réellement les articles et à mettre à jour la politique de garantie en conséquence.

Les capteurs IoT attachés aux emballages permettent aux entreprises de surveiller les produits pendant le transport et d'optimiser l'emballage pour minimiser les dommages aux articles.

Contrôle de sécurité

L'IoT peut contribuer à la sécurité des travailleurs en surveillant l'environnement, le comportement des employés et le respect des protocoles de sécurité. Les employés travaillant à haute altitude ou utilisant de la machinerie lourde peuvent porter des capteurs qui évalueront leur température corporelle, leur transpiration et leur technique de travail, et alerteront les responsables s'ils détectent la probabilité d'un scénario dangereux. Étant donné que les troubles musculo-squelettiques sont responsables de 33 % des accidents du travail , ces capteurs peuvent améliorer considérablement la sécurité.

Par exemple, une entreprise de vêtements de travail appelée Kinetic a construit un appareil intelligent de la taille d'un smartphone. Il peut détecter les postures et les mouvements très dangereux au travail et avertir immédiatement l'employé par de légères vibrations.

Un autre exemple d'IIoT vient de l'Uruguay, où une usine de biocarburants fournit à tous les travailleurs un casque intelligent . Il contient des capteurs qui suivent les mouvements des personnes et détectent si quelqu'un tombe ou passe trop de temps dans une zone contenant des gaz nocifs.

Les usines peuvent également améliorer la sécurité en déployant des capteurs environnementaux. Ces appareils peuvent surveiller l'environnement pour les dangers. Par exemple, ils peuvent détecter des températures extrêmes susceptibles de provoquer un incendie, repérer toute fuite de gaz dangereux et alerter les travailleurs.

Sur une note finale

L'IoT industriel a de nombreuses applications passionnantes. Cela peut réduire le temps et les coûts associés aux pannes d'équipement, prendre en charge des tâches fastidieuses qui présentent des risques pour la santé des employés humains, s'assurer que le stock est toujours réapprovisionné afin que vous ne restiez pas coincé à attendre des matières premières. Et ce ne sont là que quelques-uns de ses avantages.

Cependant, il existe des défis associés au déploiement de cette technologie. Le principal problème des applications IoT dans l'industrie est le maintien de la sécurité des données . Plus les informations sont agrégées, traitées et stockées, plus le risque de cyberattaques est élevé. Un autre défi concerne les coûts associés aux solutions IoT . Gardez ces aspects à l'esprit lorsque vous choisissez votre fournisseur IIoT. Nous pouvons vous aider à équiper vos appareils de capteurs, à créer une plate-forme qui vous permet de gérer les appareils IoT, à développer des solutions d'analyse de données volumineuses personnalisées adaptées aux besoins de votre entreprise.

Que vous souhaitiez créer une infrastructure IIoT à partir de zéro, améliorer vos initiatives existantes ou compléter l'IoT avec l'IA et des analyses avancées, écrivez-nous ! Nous travaillerons avec vous pour produire une solution personnalisée qui répond aux besoins uniques de votre entreprise.