Pour des secteurs comme la production industrielle, la santé, l'aérospatiale et les télécommunications, qui dépendent de systèmes existants, la question de la modernisation sans refonte complète de leur infrastructure est devenue cruciale.
Remplacer les équipements obsolètes peut sembler la solution évidente, mais elle est rarement réalisable. Le coût et les perturbations opérationnelles d'une refonte à grande échelle sont souvent prohibitifs. Le secteur industriel devrait plutôt privilégier des solutions adaptables permettant aux systèmes existants d'évoluer parallèlement aux technologies modernes. Cet article explore comment combler le fossé entre les systèmes existants et l'Industrie 4.0 et pourquoi cela est essentiel pour atteindre les plus hauts niveaux d'efficacité, de sécurité et de durabilité dans l'automatisation industrielle.
Le défi des systèmes existants dans un monde connecté :
par conception, les systèmes existants fonctionnent indépendamment, dépourvus de la connectivité et de l'intelligence requises pour l'automatisation industrielle moderne. Leur conception a privilégié la fiabilité et la durabilité au détriment des opérations en réseau et axées sur les données qui caractérisent les usines intelligentes d'aujourd'hui.
Le principal défi consiste à intégrer ces systèmes dans un écosystème connecté sans compromettre leur fonctionnalité et leur fiabilité initiales. Les industries doivent trouver des moyens d'intégrer les nouvelles technologies à l'infrastructure existante pour permettre des fonctionnalités telles que la collecte de données, le traitement en temps réel et la prise de décision intelligente. La clé pour relever ce défi réside dans l'adaptation de technologies polyvalentes, programmables et conçues pour fonctionner aussi bien avec les systèmes existants qu'avec les innovations de pointe.
Modernisation des environnements industriels :
Face à l’automatisation croissante des environnements industriels, la modernisation des équipements existants est essentielle. Toutefois, moderniser ne signifie pas nécessairement remplacer les équipements ; il convient plutôt de privilégier l’adaptation des systèmes existants grâce à des solutions flexibles.
Par exemple, l’intégration de modules de communication, tels que les modules Ezurio SONA™ MT320 Wi-Fi 6 et Bluetooth® 5.4 (Figure 1), aux équipements existants permet l’interaction avec une multitude de capteurs et d’actionneurs modernes. De même, des périphériques peuvent être déployés pour gérer des tâches complexes de traitement de données, étendant ainsi les fonctionnalités des systèmes existants afin qu’ils puissent participer à des flux de travail automatisés. En permettant aux systèmes existants de collecter et de traiter des données en temps réel, les entreprises peuvent optimiser leurs flux de travail, réduire les temps d’arrêt et améliorer leur productivité. L’automatisation minimise également les erreurs humaines, ce qui accroît encore l’efficacité opérationnelle.
Figure 1 : Modules Ezurio SONA MT320 Wi-Fi 6 et Bluetooth 5.4 (source : Mouser Electronics).
Cette approche minimise les coûts et les perturbations tout en maximisant la valeur des investissements existants. De plus, elle permet aux entreprises d'opérer progressivement vers des opérations plus intelligentes, en adaptant leurs efforts de modernisation à leurs ressources et à leurs priorités stratégiques.
Adaptation grâce à des composants polyvalents :
L’interconnexion croissante des opérations dans le secteur industriel a accru la demande en composants polyvalents qui éliminent les barrières entre les systèmes existants et les nouveaux. Une solution consiste à utiliser des microcontrôleurs (MCU), tels que les microcontrôleurs de la série MCX A de NXP Semiconductors,dotés d’une interface d’entrée/sortie à usage général (GPIO) robuste. Ces composants programmables permettent une communication fluide entre les systèmes existants et les capteurs, actionneurs et autres dispositifs modernes.
Les capteurs sans fil et les modules de communication jouent également un rôle crucial dans l’adaptation des systèmes existants. Ces modules permettent la connectivité entre les équipements existants et les plateformes modernes de l’Internet industriel des objets (IIoT) grâce à une connectivité filaire et sans fil. De plus, les capteurs fournissent les données nécessaires aux opérations intelligentes, en capturant des données telles que la température, la pression, les vibrations et la proximité.
L’informatique de périphérie renforce encore l’adaptabilité des systèmes existants. En traitant et en analysant les données localement, les dispositifs de périphérie, tels que le microcontrôleur d’IA MAX78000 avec accélérateur de réseau neuronal d’Analog Devices Inc., réduisent la latence, augmentent l’efficacité et améliorent les capacités de prise de décision. Ce potentiel de traitement localisé est particulièrement important pour les systèmes existants, leur permettant de fonctionner de manière plus autonome sans surcharger les systèmes centralisés. De plus, les capteurs modernes et les dispositifs de calcul en périphérie peuvent détecter les anomalies et prédire les pannes avant qu'elles ne surviennent, réduisant ainsi les risques d'accidents et garantissant un environnement de travail plus sûr.
Le rôle des plateformes de conception flexibles :
Dans l'automatisation industrielle, l'innovation ne se limite pas à l'adaptation des systèmes existants, mais consiste également à concevoir de nouvelles solutions s'intégrant parfaitement à l'infrastructure existante. Les plateformes de conception flexibles sont essentielles à ce processus, offrant la polyvalence nécessaire pour s'adapter à une multitude d'applications et de configurations.
Ces plateformes permettent aux ingénieurs de concevoir des systèmes compatibles avec les équipements existants et évolutifs pour répondre aux besoins futurs. En privilégiant l'interopérabilité et la modularité, les plateformes de conception flexibles réduisent le risque d'obsolescence et garantissent la rentabilité des investissements actuels pour les années à venir.
Par exemple, les automates programmables industriels (API) conçus avec des architectures modulaires, tels que les microcontrôleurs Opta® d'Arduino (Figure 2), peuvent être mis à niveau et étendus pour prendre en charge de nouvelles fonctionnalités sans nécessiter une refonte complète du système. De même, les systèmes logiciels peuvent s'adapter à l'évolution des besoins grâce à des mises à niveau et des reconfigurations, offrant ainsi flexibilité et valeur à long terme. La rénovation des systèmes existants réduit l'impact environnemental de la production en minimisant le besoin de nouveaux équipements. De plus, le traitement des données en temps réel permet aux entreprises d'identifier les possibilités d'économies d'énergie et de réduire le gaspillage.
Figure 2 : Contrôleurs logiques microprogrammables Arduino Opta (source : Mouser Electronics).
Prochaines étapes : Vers un avenir plus intelligent
. La transition vers des opérations plus intelligentes et connectées est inévitable. Cependant, cet avenir ne signifie pas nécessairement abandonner le passé. Les industries peuvent se moderniser en adoptant des composants polyvalents, en modernisant les infrastructures existantes et en intégrant des plateformes de conception flexibles, sans les coûts élevés et les perturbations liés à des remplacements complets. Cette approche garantit que les systèmes existants peuvent continuer à contribuer à l’efficacité, à la sécurité et à la durabilité des processus industriels, favorisant ainsi la révolution intelligente.
Le succès du secteur industriel à l’ère de l’intelligence repose sur sa capacité d’adaptation, qui commence par la suppression des barrières entre les systèmes traditionnels et les innovations actuelles.
Par Mark Patrick, directeur du contenu technique EMEA chez Mouser Electronics
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