Le edge-computing pour des opérations industrielles plus performantes
Un vendredi soir dans l'unité de fabrication. Lauren, dont le travail consiste à superviser les ordinateurs qui contrôlent les capteurs des machines de production, vient de prendre son poste.
Alors qu'elle s'installe à son bureau pour surveiller plusieurs écrans qui affichent les télémétries des machines, elle songe à la monotonie de son travail, mais elle se réjouit qu'il soit plus prévisible et moins pénible que lorsqu'elle devait inspecter chaque machine elle-même.
Soudain, une alarme retentit. Un capteur d'équipement a détecté une perte de pression soudaine, ce qui signifie que Lauren doit inspecter de visu la machine pour identifier une éventuelle fuite. Pour ce faire, elle s'équipe d'un casque et de lunettes de protection et s'aventure au cœur de l'usine. Elle n'avait pas envisagé son service du vendredi soir de cette façon, et il lui vient à l'esprit qu'elle ferait mieux de chercher un autre emploi, plus intéressant et plus spécialisé.
Lauren n'est pas seule. Les industriels parviennent difficilement à attirer et à conserver les bons employés comme elle.
Les lignes de production industrielle actuelles sont en effet très techniques, avec des automatismes et des télémétries de machines qui doivent être surveillés 24 heures sur 24. Toutes ces données doivent être collectées soit manuellement par une personne munie d'un bloc-notes ou d'une tablette, soit par des centaines ou des milliers de capteurs installés sur l'équipement lui-même. Ensuite, les données doivent être analysées manuellement ou par des systèmes de surveillance des équipements. Pourtant, malgré toute cette automatisation, lorsqu'il s'agit d'identifier et de résoudre des problèmes tels que des fuites, les employés comme Lauren sont souvent confrontés à des situations dangereuses.
Spot, un robot mobile équipé de capteurs et de systèmes d'analyse,
les coûts associés à l'instrumentation IoT
Les itinéraires d'inspection de routine de Spot et les affectations de tâches de suivi
l'efficience de l'employé
Aborder le problème des données avec des capteurs fixes n'est pas évolutif étant donné la complexité d'équiper en capteur les machines. Et les méthodes manuelles ne sont pas efficaces ou efficientes. Ni l'un ni l'autre n'apportent la valeur que vous attendez vraiment des outils d'analyse de grands volumes de données.
Dilemme industriel
Les installations industrielles ont évolué depuis que Henry Ford a produit la première automobile Model T sur une chaîne de production d'usine. Aujourd'hui, l'automatisation et la robotique sont la norme dans les usines. Mais les fabricants et autres exploitants d'usines doivent entretenir et réparer ces machines pour que leurs usines continuent de fonctionner, ce qui nécessite de collecter et d'analyser en permanence des données.
Michael Perry, Vice-président Business Development chez Boston Dynamics, le leader mondial de la robotique mobile, décrit le problème : “L'automatisation avec des robots traditionnels n'a pas été couronnée de succès en raison de la complexité et de l'ampleur des sites, ce qui peut être limitant pour les robots à roues et à chenilles qui parviennent difficilement à s'adapter aux espaces restreints, aux escaliers et aux terrains accidentés. Les robots qui collectent des données sont également plus utiles lorsqu'ils sont connectés à de l'intelligence, qui n'est pas seulement l'informatique, mais aussi la communication entre ce qui se passe sur le terrain et ce qui traite toutes les données sur site.”
Au fil du temps, les entreprises ont largement adopté l'une des deux manières de collecter et d'analyser les données générées par leurs machines. La méthode plus traditionnelle consiste à envoyer des techniciens dans toute l'usine pour enregistrer régulièrement les relevés des machines. Même si une machine ne présente des problèmes qu'une seule fois par an, le technicien doit enregistrer les données de la machine tous les jours ou toutes les semaines pour repérer les problèmes mineurs avant qu'ils ne se transforment en pannes majeures. En outre, les employés doivent entretenir et réparer les équipements, parfois dans des environnements dangereux ou bruyants.
L'autre méthode consiste à installer des capteurs sur chaque pièce d'équipement, puis à collecter et à analyser les données des capteurs à l'aide d'applications de gestion des équipements. IBM a conçu sa suite d'applications IBM® Maximo® pour analyser ces données de capteurs, qui sont stockées dans le cloud. Cependant, les fabricants doivent d'abord faire face à des coûts élevés pour équiper de capteurs leurs installations, à d'autres coûts pour stocker les données et enfin à la nécessité d'acheter la solution pour les analyser. L'équipement complet est donc souvent hors de portée des petites entreprises.
Nancy Greco, directrice de DE Research Cognitive IoT Solutions chez IBM Research®, explique : “Les capteurs génèrent une quantité massive de données à destination du cloud. Les fabricants regardent leur facture cloud et se demandent pourquoi ils dépensent autant d'argent pour des données indiquant que tout fonctionne.”
Une troisième solution consiste à envoyer un robot qui inspecte régulièrement les équipements et collecte les données de leurs instruments de télémétrie. C'est ce qui a inspiré Spot, le robot en forme de chien créé par Boston Dynamics. Spot peut aller plus fréquemment partout où une personne peut aller et recueillir des données plus précises. Cependant, même avec des caméras et d'autres capteurs, Spot ne peut pas interpréter les données par lui-même. Les données doivent être encore analysées, de sorte que lorsque Spot découvre une anomalie, une intervention humaine est nécessaire pour résoudre le problème.
L'automatisation avec des robots traditionnels n'a pas été concluante en raison de l'échelle de complexité des sites. Les robots à roues et à chenilles parviennent difficilement à s'adapter aux espaces restreints, aux escaliers et aux terrains accidentés. Les robots qui collectent des données sont également plus utiles lorsqu'ils sont connectés à l'intelligence des équipes locales et au traitement des données.
Robots mobiles + IA
IBM et Boston Dynamics ont décidé de poser la question suivante : les données des usines peuvent-elles être collectées et analysées en toute sécurité à la périphérie ? Les deux entreprises pourraient-elles permettre au personnel de ne pas avoir à collecter manuellement des données ou se mettre en danger dans les usines, tout en réduisant l'obligation, et les coûts associés, d'équiper chaque composant des machines ? La réponse a été “oui”.
Boston Dynamics et IBM associent leurs technologies pour créer une solution basée sur l'IA pour Spot. “Boston Dynamics et IBM sont arrivés à la table en essayant de résoudre la même combinaison de problèmes d'acquisition de données et d'intelligence des données”, explique M. Perry. “Nous entendions tous les deux les mêmes questions de la part de nos clients. “Comment puis-je obtenir une image réelle et fidèle de ce qui se passe sur ce site industriel complexe ?”
L'utilisation de Spot permet déjà d'éviter d'installer des capteurs sur chaque équipement. Aujourd'hui, IBM ajoute la puissance de l'IA et des solutions Maximo à Spot pour fournir une analyse des données au plus près de leur collecte. Avec l'aide d'IBM, Spot peut interpréter ce qu'il “voit” grâce à ses caméras et capteurs embarqués. L'analyse s'effectue en temps réel sur le robot, ce qui réduit la nécessité d'un stockage et d'une analyse séparés des données dans le cloud. Spot est une extension de la stratégie IBM AI@Edge Hybrid Cloud.
“Spot devient un capteur itinérant, équipé d'une technologie d'analyse là où l'utilisateur a besoin qu'elle aille”, explique N. Greco. “Il peut s'introduire dans des espaces restreints. Il peut monter des marches. Et il va emporter toutes ces analyses avec lui.”
Au lieu de se contenter d'identifier un problème, des modèles d'IA hautement personnalisables et optimisés aident Spot à détecter les anomalies et à lancer immédiatement des actions correctives. Selon M. Perry, “Spot peut faire le tour d'un site, identifier un problème et, à l'aide de Maximo, générer automatiquement une intervention avec les étapes suivantes de résolution”.
Au-delà de Maximo, IBM apporte toute l'étendue et la diversité de son expérience et de son expertise dans la gestion des actifs, l'IA et la technologie 5G pour créer cette offre conjointe avec Boston Dynamics .
Les consultants d'IBM Consulting fournissent des prestations de mise en œuvre et d'assistance à Boston Dynamics. Ils fourniront également des services de conseil dans le secteur industriel, afin de répondre aux besoins des clients. Enfin, la technologie Red Hat® permet de déployer facilement des outils d'analyse, de manière rentable, dans un environnement de cloud hybride.
M. Perry explique : “Boston Dynamics apporte la mobilité et la flexibilité de Spot en tant que plateforme robotique, et IBM apporte l'intelligence de ses systèmes pour comprendre les données que Spot collecte.”
Aller là où aucun être humain ne peut aller
Pour un industriel, le maintien des lignes de production dans un état opérationnel est la clé de la rentabilité. Mais surtout, l'offre conjointe Spot permet de réduire le temps de détection des anomalies, les repérant avant qu'elles ne deviennent des problèmes catastrophiques. Spot peut faire cela pour les entreprises de toute taille. Il permet aux petites installations, qui ne pourraient pas équiper l'ensemble de leurs installations ou faire face au coût du stockage en cloud, de bénéficier de capteurs itinérants que Spot fournit.
“Nos clients avaient besoin d'un système accessible de réduction des risques, pour s'assurer que leurs machines ne tombent pas en panne”, explique N. Greco. “Ils peuvent désormais le faire de manière abordable, en réduisant le nombre d'instruments, le transfert des données et le temps d'attente, et en améliorant la sécurité des données.»
Avec ses analyses IBM Maximo intégrées, Spot peut contribuer à augmenter le temps de fonctionnement des équipements. Non seulement il peut identifier les anomalies, mais il peut aussi interpréter leur cause probable et suggérer des solutions. Il peut créer des interventions pour les problèmes majeurs ou jeter un second regard sur des problèmes mineurs. “Spot connecté aux services IBM peut fournir beaucoup d'informations, de sorte que les clients peuvent faire fonctionner ces équipements plus longtemps, détecter les problèmes avant qu'ils ne surviennent et éviter les temps d'arrêt, afin de maintenir leurs installations en état de marche”, explique M. Perry.
Spot n'a pas pour vocation de remplacer les être humains. Il est destiné à assurer leur sécurité et à les rendre plus efficaces. Ainsi, Lauren n'a pas à se préparer à inspecter une éventuelle fuite, elle peut envoyer Spot l'inspecter et programmer la maintenance si nécessaire À l'instar d'un chien de sauvetage qui augmente l'efficacité de son maître en allant là où il ne peut pas aller, un Spot agile et mobile peut pénétrer dans des environnements dangereux où, aujourd'hui, les travailleurs ne peuvent pas aller à cause des produits chimiques, du bruit ou d'autres dangers.
L'utilisation de Spot pour détecter et réparer les problèmes ne remplacera pas les employés. Et elle peut donner l'occasion aux entreprises d'occuper leur personnel à des tâches à plus forte valeur ajoutée. N. Greco appelle Spot un “co-bot” parce qu'il travaille avec l'homme, tout comme le chien de sauvetage travaille avec son maître. Un technicien tel que Lauren peut désormais manipuler et former Spot pour qu'il parcoure l'usine et résolve les problèmes. Ou elle peut s'orienter vers d'autres emplois de haute technologie critiques que l'industriel n'a pas été en mesure de pourvoir.
“Il est préférable de mobiliser les compétences des personnes pour résoudre les problèmes [...] plutôt que de leur demander de consacrer du temps et de l'énergie à des tâches très fastidieuses et subalternes, d'une part, et de les exposer potentiellement à des risques pouvant affecter leur santé d'autre part”, déclare M. Perry. “C'est l'occasion de confier à Spot certaines de ces tâches banales et répétitives ou des activités situées dans un environnement dangereux. Cela libère l'être humain pour qu'il puisse suivre une formation à valeur ajoutée.”
Alors qu'IBM et Boston Dynamics poursuivent le développement de Spot avec des fonctionnalités d'IA, l'enthousiasme des deux entreprises est palpable. Les équipes d'IBM proposent à l'équipe qui travaille sur ce projet des cas d'utilisation qui, selon elles, pourraient bénéficier de l'utilisation de Spot et de l'analytique d'IBM. IBM étudie la possibilité de travailler avec des partenaires de son écosystème dans des domaines tels que la 5G, afin d'utiliser leurs technologies pour équiper Spot des dernières innovations, créant ainsi une solution unique pour IBM et les clients de Boston Dynamics.
Boston Dynamics poursuivra l'amélioration des fonctionnalités de Spot, et IBM continuera de construire des systèmes plus précis. IBM Research alimentera de nouvelles capacités d'analyse la relation avec Boston Dynamics, notamment en matière d'acoustique, d'odorat, d'analyse de la composition, etc.
Spot c'est “la combinaison de la robotique et de l'intelligence est le moteur de l'innovation. Il ne s'agit pas seulement de la capacité à percevoir le monde, mais à percevoir le monde et à interagir avec lui”, conclut M. Perry.
À propos de Boston Dynamics
Boston DynamicsLien externe est le leader mondial du développement et du déploiement de robots hautement mobiles capables de relever les défis robotiques les plus difficiles. La mission principale de l'entreprise est de créer et de livrer des robots évolués conçus pour avoir un impact positif sur la société. Fondée en 1992, Boston Dynamics est issue du Leg Lab du MIT et figure parmi les Best Workplaces 2020 Inc Magazine.
À propos de Boston Dynamics
Boston DynamicsLien externe est le leader mondial du développement et du déploiement de robots hautement mobiles capables de relever les défis robotiques les plus difficiles. La mission principale de l'entreprise est de créer et de livrer des robots évolués conçus pour avoir un impact positif sur la société. Fondée en 1992, Boston Dynamics est issue du Leg Lab du MIT et figure parmi les Best Workplaces 2020 Inc Magazine.
© Copyright IBM Corporation 2021. IBM Corporation, Hybrid Cloud, New Orchard Road, Armonk, NY 10504
Produit aux États-Unis, mai 2021.
IBM, le logo IBM, ibm.com, IBM Research et Maximo sont des marques d'IBM Corporation, enregistrées auprès de nombreuses juridictions dans le monde. Les autres noms de produits et de services peuvent être des marques d'IBM ou d'autres sociétés. La liste actualisée de toutes les marques d'IBM est disponible sur la page Web www.ibm.com/legal/copytrade.
Red Hat®, JBoss®, OpenShift®, Fedora®, Hibernate®, Ansible®, CloudForms®, RHCA®, RHCE®, RHCSA®, Ceph® et Gluster® sont des marques de Red Hat, Inc. ou de ses filiales aux États-Unis et dans d'autres pays.
L'information contenue dans ce document était à jour à la date de sa publication initiale, et peut être modifiée sans préavis par IBM. Les partenaires commerciaux IBM fixent leurs propres prix, qui peuvent varier. Les offres mentionnées dans le présent document ne sont pas toutes disponibles dans tous les pays où IBM est présent.
Spot n'est pas un produit ni une offre IBM . Spot est vendu ou concédé sous licence, selon le cas, aux utilisateurs selon les conditions générales de Boston Dynamic, qui sont fournies avec le produit ou l'offre. La disponibilité, ainsi que toutes les garanties, les services et l'assistance pour Spot, relèvent de la responsabilité directe de Boston Dynamics qui les fournit directement aux utilisateurs.
Les exemples cités concernant des clients et les performances ne sont présentés qu'à titre d'illustration. Les performances réelles peuvent varier en fonction des configurations et des conditions d'exploitation. LES INFORMATIONS CONTENUES DANS LE PRÉSENT DOCUMENT SONT FOURNIES "EN L'ÉTAT", SANS AUCUNE GARANTIE EXPLICITE OU IMPLICITE. IBM DÉCLINE NOTAMMENT TOUTE RESPONSABILITÉ RELATIVE À CES INFORMATIONS EN CAS DE CONTREFAÇON AINSI QU'EN CAS DE DÉFAUT D'APTITUDE À L'EXÉCUTION D'UN TRAVAIL DONNÉ. Les produits IBM sont garantis conformément aux dispositions des contrats.