Optimiser sa maintenance prédictive grâce à l'IoT

L'IoT se réfère à l'interconnexion de dispositifs physiques avec Internet, ce qui permet un monitoring constant des équipements, notamment par la collecte et l’échange d’une grande quantité de** données**. Cette intégration optimise l'efficacité opérationnelle des systèmes industriels, et permet aux techniciens de maintenance d’exploiter de nouvelles informations grâce à l'analyse des données collectées.

L'IoT n'est pas limité à la maintenance industrielle, mais ce domaine en tire des avantages considérables. La surveillance en temps réel et l’analyse prédictive de l’IoT permettent aux entreprises d’anticiper les pannes et de limiter les temps d’arrêt des machines, réduisant ainsi leurs coûts d’opérations de maintenance corrective.

Étape 1 : récupérer les données du terrain

Pour surveiller l'état de fonctionnement des outils de production, des capteurs sont installés sur divers points critiques. Ils mesurent des variables telles que la température, les vibrations ou la pression. Les données collectées sont essentielles pour détecter des anomalies ; des vibrations inhabituelles peuvent indiquer une défaillance imminente, tandis qu'une température élevée peut signaler un problème de surchauffe.

Ces capteurs, intégrés aux machines, fournissent des données en temps réel qui permettent aux responsables de maintenance d’identifier les signes précurseurs de défaillances potentielles, et de planifier des interventions de maintenance préventives avant que ces pannes ne surviennent.

Étape 2 : utiliser une passerelle IoT pour connecter les capteurs

Les capteurs sont reliés à une passerelle IoT, également appelée concentrateur de capteurs : elle agit comme un pont entre les capteurs sur le terrain et les systèmes de traitement des données. Elle assure une transmission des informations fiable et sécurisée, et facilite ainsi leur analyse ultérieure. Grâce à des protocoles de communication standardisés, elle permet à différents équipements industriels de communiquer et de fonctionner harmonieusement ensemble.

Étape 3 : choisir le bon protocole de communication

Les différents protocoles de communication

• Le protocole MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) est adapté aux systèmes IoT où la bande passante est limitée. Il garantit des échanges de données fiables dans des zones avec une connexion réseau instable.
• Les protocoles JSON (JavaScript Object Notation) et Rest API (Representational State Transfer Application Programming Interface) sont appréciés pour leur simplicité et leur flexibilité, particulièrement pour les applications web et mobiles.
• Le protocole OPC-UA (Open Platform Communications Unified Architecture) offre une sécurité robuste grâce à son authentification avancée, son chiffrement des données et une communication flexible via différents modèles.

Le rôle particulier du protocole OPC-UA

La raison pour laquelle le protocole OPC-UA devient le standard de l’industrie est qu’il joue un rôle crucial dans l'optimisation de la maintenance prédictive grâce à de nombreuses fonctionnalités.

• Sécurité robuste : OPC-UA utilise des mécanismes d'authentification et de chiffrement pour garantir que les données échangées sont protégées contre les accès non autorisés.
• Double paradigme de communication : OPC-UA est polyvalent et peut fonctionner selon deux paradigmes de communication. Le premier, le modèle client/serveur, permet à un client de demander des informations spécifiques à un serveur. Le second, le modèle Pub/Sub (Publication/Abonnement), permet une diffusion plus large des données, où des capteurs (les éditeurs) envoient des données à plusieurs récepteurs (les abonnés) en temps réel.
• Évolutions récentes : L’extension OPC-UA TSN (Time-Sensitive Networking) ajoute des fonctionnalités de communication en temps réel, tandis que OPC-UA Safety garantit le fonctionnement continu des systèmes, même en cas de défaillances partielles.

Le choix du protocole dépend in fine des besoins spécifiques de l'application, tels que le volume de données à transmettre, les exigences de sécurité, le degré de complexité de l'intégration, etc.

Étape 4 : créer un serveur pour recevoir les données sur le cloud

Un serveur, configuré avec le protocole choisi, est mis en place pour recevoir les données envoyées par la passerelle IoT. Hébergé sur le cloud, il permet un accès fluide et sécurisé aux données, et facilite leur analyse.

Le cloud computing offre flexibilité et évolutivité pour la gestion des données. En utilisant un serveur OPC-UA hébergé sur le cloud, les entreprises peuvent centraliser leurs données, les analyser en temps réel et générer des rapports détaillés sur l'état des machines. De plus, le cloud facilite l'accès aux données depuis n'importe où et permet à un technicien de maintenance de surveiller ses équipements à distance.

Étape 5 : utiliser un logiciel pour visualiser les données et paramétrer des alertes

Les données collectées sont visualisées via un tableau de bord interactif qui permet de suivre les valeurs en temps réel et de configurer des alertes lorsque certaines valeurs dépassent les seuils définis. Ces alertes permettent d'anticiper les pannes et de programmer des interventions de maintenance de manière proactive.

Les logiciels de maintenance facilitent l'interprétation des informations collectées grâce à leurs interfaces intuitives. Ils génèrent des rapports personnalisés pour aider les informaticiens à identifier rapidement les anomalies. Pour réagir instantanément en cas de problème, la configuration d’alertes automatisées est possible.

La maintenance prédictive repose sur l'analyse de données collectées par des capteurs connectés, permettant de prévoir les besoins de maintenance sur la base de la dégradation observée des équipements. Cette approche réduit les interventions inutiles et optimise la disponibilité des machines.

Contrairement à la maintenance préventive qui se base sur des critères fixes, la maintenance prédictive utilise des algorithmes avancés pour déterminer avec précision le moment où une intervention est nécessaire, selon les conditions réelles des équipements plutôt que sur des estimations générales.

L'IoT est un outil puissant pour optimiser la maintenance industrielle, en particulier grâce à l'adoption de stratégies de maintenance prédictive. En intégrant des solutions IoT avec des systèmes de gestion de maintenance avancés, les entreprises peuvent prolonger la durée de vie de leurs équipements et augmenter leur productivité et leur compétitivité.

L'évolution rapide des technologies IoT, des capteurs et des solutions logicielles avancées ouvre de nouvelles perspectives pour la maintenance industrielle. En optimisant leur stratégie grâce à l'IoT, elles pourront non seulement réduire leurs coûts opérationnels, mais aussi améliorer leur réactivité et leur efficacité globale.

Pour approfondir ces concepts, la formation IIoT proposée par Murrelektronik couvre la découverte des protocoles IIoT, la récupération de données via l’OPC-UA, et le développement de tableaux de bord interactifs pour l’analyse de données.