Guide des solutions de fabrication

L’Internet des objets (IoT) désigne le réseau d’objets physiques rendus « intelligents » grâce à des composants électroniques, des capteurs, des logiciels et une connectivité réseau, leur permettant de collecter, traiter et échanger des données. Ces objets peuvent également utiliser les informations issues du traitement des données pour influencer les processus physiques, en utilisant des fonctions d’actionnement et de contrôle.

L’IoT est une infrastructure mondiale pour l’ère de l’information, permettant des services avancés en interconnectant des objets physiques et virtuels, grâce à des technologies d’information et de communication interopérables existantes et en évolution.

Les organisations industrielles ont rapidement compris les avantages de l’IoT et ont créé leur propre taxonomie, caractérisation des applications et cas d’utilisation. Ainsi, l’Internet industriel des objets (IIoT) a été créé et constitue aujourd’hui le marché de l’IoT le plus précieux.

La technologie IIoT permet aux organisations d’accéder directement aux données des usines, de la fabrication et des appareils industriels distants. Alors que de plus en plus d’organisations adoptent l’IIoT, la technologie opérationnelle (OT) et la technologie de l’information (IT) convergent. La convergence technologique repose sur le développement d’une stratégie unifiée pour des groupes traditionnellement distincts tels que les installations, la sécurité, la sûreté et l’IT. Cette convergence permet la virtualisation des processus de production et leur configuration via des services IT flexibles, plutôt que des processus OT de bas niveau.

L’OT comprend les machines, les équipements physiques de l’usine, ainsi que les logiciels et matériels industriels distants. Les professionnels de l’OT se concentrent sur les systèmes de surveillance et de contrôle. Ils maîtrisent les automates programmables industriels (API), les unités terminales distantes (RTU), les interfaces homme-machine (IHM), les systèmes de contrôle et d’acquisition de données (SCADA) et les technologies embarquées.

L’IT comprend toute utilisation d’ordinateurs, de stockage, de réseaux et d’autres appareils physiques, ainsi que l’infrastructure et les processus qui créent, traitent, stockent, sécurisent et échangent toutes les formes de données électroniques.

L’OT adopte progressivement des technologies similaires à l’IT. La convergence IT/OT apportera des avantages clairs aux entreprises, notamment une réduction des coûts et des risques, ainsi qu’une amélioration des performances et de la flexibilité.

La fabrication intelligente se concentre spécifiquement sur l’échange et la communication entre pairs entre entreprises, personnes et objets physiques, en tant qu’entités égales. La numérisation des processus de production complexes et des chaînes de valeur s’effectue au sein des entreprises, entre entreprises et parfois entre industries. Il existe une vision d’un haut degré de technologie numérique et d’automatisation pour renforcer la fabrication, avec une efficacité améliorée, une production intelligente, une consommation d’énergie réduite, une meilleure qualité de production, des modes de collaboration avancés, de nouveaux modèles commerciaux et bien plus encore.

Dans la fabrication intelligente, la synergie des systèmes permet des processus autorégulés via l’apprentissage automatique, l’intelligence artificielle et l’informatique cognitive. Les données conduisent à des informations exploitables, notamment des algorithmes d’alerte précoce, des modèles prédictifs, un support décisionnel, des flux de travail et des tableaux de bord. La fabrication intelligente transforme des cellules automatisées isolées en installations entièrement intégrées communiquant entre elles pour réduire le temps moyen entre pannes (MTBF), augmenter l’efficacité globale des équipements (OEE), et optimiser la gestion de la chaîne d’approvisionnement, la productivité et la qualité à moindre coût.

Les fabricants et leurs fournisseurs reconnaissent que la communication standard et la mise en réseau uniforme des systèmes industriels sont la clé de services optimisés, d’une plus grande visibilité et d’un coût total de possession réduit. À ce titre, ils adoptent les technologies de l’information standard, en particulier les réseaux Ethernet et IP, pour les environnements d’automatisation et de contrôle industriels. L’adoption de l’IP permet l’intégration avec le réseau de l’entreprise et autorise une approche cloud pour les applications critiques.

L’adoption des technologies de mise en réseau Ethernet et IP permet le flux et l’intégration des informations entre l’usine et les systèmes de gestion. Un réseau physique convergé IT/OT supprime les contrôles d’infrastructure réseau redondants tels que les conduits, les câbles, les commutateurs et les UPS, pour permettre l’interopérabilité et la conformité de sécurité.

Pourquoi Allied Telesis ?

Allied Telesis est un leader de l’industrie des solutions réseau. Forte d’une expérience éprouvée dans la fourniture de solutions réseau avancées, hautement fiables et riches en fonctionnalités, de plus en plus de fabricants se tournent vers Allied Telesis pour atteindre leurs objectifs.

Allied Telesis met en œuvre des réseaux de fabrication de pointe depuis de nombreuses années et fournit des services réseau avancés de pointe à la génération de demain.

Allied Telesis fournit des fonctions de connectivité réseau pour les sites de fabrication distribués localement et mondialement. Notre tissu réseau unifié garantit des performances élevées, une qualité, une fiabilité et une latence stricte pour l’échange de données, offrant ainsi des performances applicatives élevées.

Les commutateurs Allied Telesis Industrial Ethernet offrent des performances durables dans des environnements difficiles et fournissent un débit élevé, une gestion du trafic et une application des politiques, telles que la sécurité, l’accès à distance, la qualité de service et la gestion multidiffusion. Avec une conception sans ventilateur, une large plage de températures de fonctionnement, une résistance aux chocs et aux vibrations, une compatibilité électromagnétique appropriée, une immunité à la foudre et aux surtensions, ils tolèrent les environnements exigeants tels que ceux que l’on trouve dans une usine.

Notre portefeuille de produits avancés à haute valeur ajoutée offre la sécurité, la mobilité et les performances dont vous avez besoin pour votre réseau, aujourd’hui et à l’avenir. Un ensemble d’outils de gestion simplifie et automatise de nombreuses activités quotidiennes, minimisant ainsi l’effort humain requis.

Examinons comment Allied Telesis relève les défis de la fabrication et propose des solutions qui facilitent une approche commerciale avancée.

Inspection vidéo

L’inspection vidéo automatisée est une technologie diffusée dans presque tous les processus de fabrication, des petites chaînes d’assemblage aux très grandes usines.

Maximiser la qualité de la production et éviter l’utilisation de pièces défectueuses implique de nombreux éléments : contrôle qualité des composants de production, placement correct des appareils et des pièces, conformité des produits finis et exhaustivité de l’emballage final.

Les systèmes de vision industrielle peuvent décider en temps réel si une pièce doit être acceptée ou rejetée, et déclencher une alarme en cas de problème. De plus, les techniques d’apprentissage automatique récemment introduites effectuent une analyse de fond des informations provenant de différents équipements d’assemblage et de différentes lignes de production, fournissant des informations prédictives de prévention des défaillances.

L’inspection vidéo machine repose sur un grand nombre de caméras d’inspection visuelle qui récupèrent des informations en temps réel et travaillent avec des images de haute qualité. Les processus d’apprentissage automatique n’ont pas les mêmes exigences en temps réel, mais doivent gérer les flux vidéo de l’ensemble de l’usine.

Des exigences différentes se reflètent dans les caractéristiques du réseau, qui doivent être conçues en tenant compte du flux vidéo.

Sécurité vidéo

Une sécurité d’usine solide nécessite une vidéosurveillance dédiée, connectée à un système de contrôle d’accès approprié.

Pour tirer pleinement parti du processus d’apprentissage automatique, toutes les données vidéo provenant des caméras environnementales et de sécurité doivent être analysées, ajoutant ainsi un nouveau flux vidéo au réseau.

Streaming vidéo sur Ethernet

Le réseau Ethernet utilisé dans une usine de production doit fournir une implémentation hautement fiable pour minimiser les interruptions de service. Tout problème de transmission vidéo affectera le système vidéo machine, l’empêchant de détecter des pièces défectueuses ou de passer les évaluations de qualité. Comme il n’est pas possible de suspendre la production, le risque d’unités défaillantes en fin de chaîne de production augmente.

L’adoption d’appareils industriels basse tension, gérés centralement et développés pour des environnements difficiles, maximise la qualité du réseau et améliore la fiabilité de l’ensemble du système.

Les appareils d’usine communiquent entre eux pour synchroniser le processus de production et fournir les rapports et données nécessaires à l’optimisation des processus. La communication entre les équipements d’usine migre, des protocoles industriels dédiés utilisant un réseau dédié, vers des protocoles fonctionnant sur une infrastructure partagée basée sur IP.

L’adoption de l’IP permet l’intégration au réseau de l’entreprise et autorise une approche cloud pour les applications critiques. Cette migration nécessite une infrastructure d’origine avec une gigue et une latence très faibles, mise en œuvre sur un réseau IP conçu pour les opérations en temps réel.

La ligne de production est la partie la plus critique de toute entreprise de fabrication – toute interruption a un impact direct sur les revenus. La haute disponibilité et l’accessibilité de l’infrastructure informatique sont essentielles à l’ensemble du processus de production.

La solution d’accès réseau imparable d’Allied Telesis a été développée pour garantir que tout réseau puisse survivre à plusieurs défaillances, tout en maintenant la connectivité dans une large gamme d’architectures réseau, fournissant ainsi une solution haute disponibilité.

Alimentation électrique des équipements réseau

La continuité de l’alimentation doit être garantie par une batterie de secours et un générateur automatisé. Les équipements réseau doivent être conçus avec redondance afin de résister à une défaillance interne de l’alimentation. Allied Telesis produit une large gamme d’équipements avec des systèmes d’alimentation redondants afin que lorsqu’une des deux unités tombe en panne, l’équipement puisse rester pleinement opérationnel, même pendant une panne de courant.

Réseau d’accès segmenté

Pour minimiser les infections entre les appareils, la segmentation du réseau avec un pare-feu entre chaque segment est obligatoire dans un environnement industriel. L’approche Self-Defending Network de la solution Allied Telesis permet d’éviter la prolifération des menaces et les problèmes de production.

Empilement virtuel avec VCStack™

Plusieurs commutateurs Allied Telesis peuvent être connectés pour former un seul commutateur virtuel. VCStack d’Allied Telesis avec agrégation de liens fournit une solution résiliente capable de survivre à une défaillance de lien ou d’équipement.

Protection en anneau

Lorsque la distance entre les appareils est grande, une topologie en anneau est la solution optimale. Allied Telesis fournit des protocoles de protection en anneau pour sauver votre réseau d’une défaillance de lien tout en fournissant une infrastructure véritablement résiliente.

Cœur redondant et reprise après sinistre

Si un degré de résilience supplémentaire est requis, Allied Telesis fournit également des commutateurs centraux avec une configuration redondante optimale pour une architecture de reprise après sinistre. Ceci est réalisé par un empilement virtuel, avec des appareils réseau situés dans différentes pièces, voire différents bâtiments.

Les équipements réseau pour les réseaux de fabrication diffèrent des équipements conçus pour un usage en entreprise. Les appareils d’entreprise standard sont conçus pour être installés dans des racks de 19 pouces, avec une alimentation CA standard et déployés dans des environnements à température contrôlée. Les conditions pour les appareils d’usine sont complètement différentes. Les appareils développés pour résister aux conditions environnementales difficiles des usines sont appelés appareils Industrial Ethernet, et ils présentent des caractéristiques spécifiques :

Plage de température étendue

La température de l’usine n’est pas toujours contrôlée — les armoires placées dans des zones extérieures ou dans de grands entrepôts peuvent atteindre des températures allant de -40° à 75°. Les équipements commerciaux avec une plage de température comprise entre 0° et 50° ne peuvent pas survivre dans cet environnement spécifique. Les appareils industriels sont conçus pour supporter cette plage de température.

Protection contre les intrusions (IP)

Les appareils Industrial Ethernet sont généralement placés dans des armoires et situés dans les zones de production. Ces appareils, ainsi que l’armoire, doivent être protégés contre les intrusions d’eau et d’objets. Ce type de protection est appelé Protection contre les intrusions (IP). Les appareils industriels qui doivent être placés dans une armoire nécessitent généralement le code IP30.

Alimentation CC

Dans l’armoire d’usine, l’alimentation est en courant continu basse tension. Les commutateurs Industrial Ethernet doivent prendre en charge une alimentation CC, ainsi que des alimentations redondantes pour la redondance.

Protection contre la poussière

Les environnements industriels ne sont pas protégés de la poussière, et les ventilateurs des équipements de réseau collectent la poussière, obstruent le flux d’air et peuvent endommager les équipements. C’est pourquoi les appareils Ethernet industriels doivent être dépourvus de ventilateur afin d’éviter les dommages causés par la poussière.

Rail DIN

Les armoires standard dans les environnements industriels fournissent un rail DIN capable d’accueillir des appareils avec des fixations pour rail DIN. Les appareils Industrial Ethernet à placer dans les armoires doivent être conçus pour être montés sur un rail DIN.

Synchronisation temporelle

Les protocoles d’usine nécessitent une synchronisation entre les équipements. Une fois qu’un réseau IP est utilisé, le Precision Time Protocol (PTP) synchronise le point de terminaison. Les appareils Industrial Ethernet doivent donc prendre en charge le mode transparent PTP pour permettre la synchronisation.

Le modèle de référence pour la fabrication intégrée par ordinateur divise le réseau en différentes zones, afin d’améliorer la sécurité et de définir clairement les besoins des équipements en termes de mécanique, d’indice de protection, de climat et de compatibilité électromagnétique. La zone dédiée à la zone de production de l’usine est appelée « cellule/zone » et est la plus exigeante en termes de caractéristiques des appareils.

La zone cellule/zone est la zone fonctionnelle au sein de l’usine de fabrication qui comprend les systèmes et les appareils ayant un rôle dans le processus de production.

Les appareils de zone cellule/zone sont de qualité industrielle, conçus pour des environnements difficiles. Ils présentent certaines caractéristiques communes :

• une large plage de fonctionnement
• une immunité élevée aux surtensions et aux interférences électromagnétiques
• une robustesse mécanique contre les chocs et les vibrations
• double entrée d’alimentation pour secteur et UPS
• un indice de protection approprié et, si nécessaire, une protection contre les effets destructeurs de la température, de l’humidité et des polluants gazeux
• montage sur rail DIN ou en rack

Les commutateurs Ethernet industriels Allied Telesis sont conçus pour fonctionner de manière fiable et constante dans des conditions extrêmes.

Dans une usine, la communication entre les véhicules autoguidés autonomes nécessite un réseau sans fil stable pour garantir l’accès aux informations en temps réel.

La grande quantité d’objets en mouvement sur un site de production ou dans un entrepôt provoque un changement continu de la réflexion et de la couverture du signal sans fil, affectant la stabilité de la connexion.

Pour éviter ces problèmes, une solution sans fil à itinérance ininterrompue est idéale pour la fabrication.

Les connexions sans fil sont également utilisées pour la communication automatisée hors production, et l’approche Wi-Fi sans compromis évite les interférences causées par le trafic non lié à la production, ajoutant ainsi de la fiabilité à l’ensemble de la solution réseau.

Bien que la norme sans fil améliore les performances globales, il existe encore des limitations qui nécessitent des compétences techniques pour mettre en œuvre un réseau sans fil stable.

Dans un réseau sans fil, la déconnexion des clients et la lenteur de la communication sont des problèmes typiques, généralement causés par plus d’un problème technique. Les principales raisons des problèmes sans fil sont les interférences entre les canaux radio, une source sans fil externe non contrôlée par l’informatique et un manque de puissance du signal du point d’accès (AP).

Dans un environnement dynamique, un réseau continu est essentiel, nécessitant une surveillance et des ressources informatiques qualifiées pour maintenir l’installation afin de fournir un service sans fil précieux.

Wi-Fi sans compromis

La solution Wi-Fi sans compromis d’Allied Telesis garantit des connexions Wi-Fi fiables et performantes partout où elles sont nécessaires, en minimisant l’intervention humaine.

En analysant les lacunes de couverture du signal et les interférences des points d’accès Wi-Fi, Autonomous Wave Control (AWC) offre automatiquement une expérience sans fil de haute qualité. Il réduit votre dépendance à l’égard d’ingénieurs réseau qualifiés et entraîne une réduction des coûts d’exploitation.

Dans les environnements critiques tels que les usines et les entrepôts, l’AWC Channel Blanket (AWC-CB) permet de contrôler des points d’accès hybrides qui fournissent simultanément une connectivité Wi-Fi mono et multi-canal.

La complexité croissante des réseaux augmente considérablement les exigences en matière de gestion de réseau et de ressources spécialisées. La mise en œuvre d’une solution d’automatisation simplifie la vie et la rend plus abordable.

Vista Manager EX est une approche basée sur des plugins, à vue unique, pour la gestion du réseau. Un tableau de bord affiche les détails du réseau, le statut et les événements sur une carte topologique, et met en évidence les problèmes critiques, permettant une résolution rapide des problèmes.

Avec une série de plugins pour contrôler les réseaux câblés, les appareils sans fil et les liaisons WAN, nos outils d’automatisation modulaires facilitent la mise en réseau.

Allied Telesis Autonomous Management Framework™ Plus (AMF Plus)

Réduisez les coûts d’exploitation du réseau grâce à une intelligence et une automatisation accrues. La gestion centralisée, les services automatisés, y compris les mises à niveau du micrologiciel, la sauvegarde et la récupération, et le provisionnement sans contact ne sont que quelques-uns des avantages d’AMF Plus qui minimisent les efforts et les coûts nécessaires pour gérer un réseau de fabrication complexe.

Autonomous Wave Control (AWC) – Plugin

Analysez et optimisez les performances des réseaux sans fil complexes avec AWC. Installez et oubliez votre réseau sans fil grâce à un outil autonome qui analyse les modèles de trafic et configure automatiquement les points d’accès pour répondre à la demande.

Réseau auto-défensif

L’accès non autorisé aux données de l’usine, les ransomwares et autres types d’attaques affectent la production et mettent gravement en péril les actifs de l’entreprise.

La solution Self-Defending Network d’Allied Telesis fournit une approche intégrée de la sécurité réseau, automatisant les opérations informatiques manuelles et protégeant contre les menaces provenant des appareils d’accès câblés et sans fil. Sans nécessiter d’agents ou de logiciels d’extrémité, le réseau auto-défensif peut répondre automatiquement aux menaces une fois qu’elles sont identifiées.

Permettant un réseau auto-défensif qui aide les organisations à éviter les pertes de temps et les interruptions inutiles des services réseau, le contrôleur AMF-Sec est la clé de notre solution de sécurité AMF innovante et primée.

SD-WAN (Software-Defined WAN)

Gérez centralement et optimisez automatiquement le trafic inter-agences.

Plusieurs connexions avec des performances et des coûts différents nécessitent une attention constante. L’orchestrateur SD-WAN gère de manière centralisée les connexions des succursales pour une diffusion d’applications fiable et sécurisée. Définissez des métriques de performance acceptables, optimisez et équilibrez automatiquement la diffusion des applications, et surveillez facilement les performances du WAN.