Les analyses en périphérie permettent des opérations plus intelligentes

Depuis qu’Henry Ford a produit la première Ford T sur une chaîne de production en usine, les installations industrielles ont continué d’évoluer. Aujourd’hui, l’automatisation et la robotique sont devenues la norme dans les usines. Cependant, les fabricants et autres exploitants doivent entretenir et réparer ces machines pour faire fonctionner leurs usines, ce qui nécessite de collecter et d’analyser continuellement des données.

Michael Perry, vice-président du développement commercial chez Boston Dynamics, le leader mondial de la robotique mobile, décrit le problème : « L’automatisation avec des robots traditionnels n’a pas vraiment été couronnée de succès en raison de la complexité et de la taille des sites. Les robots à roues et à chenilles avaient du mal à circuler dans les espaces restreints, les escaliers et les terrains accidentés. Les robots qui collectent des données sont également plus utiles lorsqu’ils sont connectés à l’intelligence, qui ne couvre pas seulement l’informatique, mais aussi la communication entre ce qui se passe sur le terrain et tout ce qui traite toutes les données sur site. »

Au fil du temps, les entreprises ont largement adopté l’une des deux méthodes suivantes pour collecter et analyser les données générées par leurs machines. La méthode la 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 fois par an, le technicien doit enregistrer les données qu’elle génère tous les jours ou toutes les semaines pour détecter les problèmes mineurs avant qu’ils ne donnent lieu à des pannes. Les travailleurs doivent également entretenir et réparer l’équipement dans des environnements potentiellement dangereux et bruyants.

L’autre méthode consiste à installer des capteurs sur chaque équipement, puis à faire collecter et analyser les données par des applications de gestion des actifs. IBM a conçu IBM Maximo Application Suite pour analyser ces données qui sont stockées dans le cloud. Cependant, les fabricants doivent d’abord instrumenter les équipements, puis stocker les données et enfin acheter une solution pour les analyser, ce qui représente des coûts élevés. En conséquence, les petites entreprises sont souvent incapables de mettre en place une instrumentation complète.

« Les capteurs en périphérie génèrent une grande quantité de données envoyées dans le cloud », explique Nancy Greco, directrice DE Research Cognitive IoT Solutions chez IBM Research.« Il n’est pas étonnant que les fabricants se demandent souvent pourquoi ils dépensent tellement d’argent pour s’assurer que les données leur disent que tout est en ordre lorsqu’ils examinent leur facture cloud. »

Une troisième solution consiste à envoyer un robot conçu pour inspecter régulièrement les équipements et collecter des données à partir de ses instruments de télémétrie. C’est ce qui a donné l’idée à Boston Dynamics de créer Spot, un robot ressemblant à un chien. Spot peut circuler partout où les humains peuvent aller et collecter des données plus fréquemment et avec plus de précision. Cependant, même avec des caméras et d’autres capteurs, Spot n’est pas capable d’interpréter les données par lui-même. Par conséquent, si Spot détecte une anomalie, une intervention humaine est nécessaire pour résoudre le problème.

IBM et Boston Dynamics se sont posé la question suivante : est-il possible de collecter et d’analyser en toute sécurité les données d’une usine en périphérie afin que le personnel n’ait plus à le faire manuellement et à se mettre en danger dans les usines tout en réduisant les besoins d’instrumentation de chaque machine et les coûts associés ?La réponse est « oui ».

Boston Dynamics et IBM ont réuni leurs technologies afin de créer une solution basée sur l’IA pour Spot. « Boston Dynamics et IBM se sont associées pour résoudre la même combinaison de problèmes d’acquisition et d’intelligence des données », indique M. Perry. « Nos clients nous ont posé la même question à toutes les deux : comment avoir une idée de ce qui se passe sur un site industriel complexe ? »

Grâce à Spot, il n’est plus nécessaire d’installer des capteurs sur chaque machine. Et IBM a aujourd’hui ajouté la puissance de l’IA et des solutions Maximo au robot pour qu’il puisse fournir des analyses en périphérie. Avec l’aide d’IBM, Spot peut interpréter ce qu’il « voit » grâce à ses caméras et capteurs embarqués. Les analyses sont effectuées en temps réel par le robot, et il n’est donc plus nécessaire de stocker et d’analyser séparément les données dans le cloud. Spot est une extension de la stratégie de cloud hybride IBM AI@Edge.

« Spot est devenu un appareil périphérique itinérant, transportant une charge utile de technologie analytique partout où les utilisateurs en ont besoin », affirme Mme Greco. « Il peut se faufiler dans des espaces restreints, monter des marches et effectuer toutes sortes d’analyses. »

Plutôt que de simplement identifier les problèmes, Spot peut détecter les anomalies et lancer immédiatement des actions correctives grâce à des modèles d’IA hautement personnalisables et optimisés. « Spot parcourt le site, identifie les problèmes et, à l’aide de Maximo, génère automatiquement un bon de fabrication contenant les instructions pour les résoudre », selon M. Perry.

Au-delà de Maximo, IBM s’est appuyé sur sa vaste expérience et son expertise en matière de gestion d’actifs, d’IA et de technologie 5G afin de créer un service commun basé sur l’IA pour Spot avec Boston Dynamics.

Les consultants d’IBM Consulting fournissent des services de mise en œuvre et de support à Boston Dynamics, ainsi que des conseils sectoriels pour répondre aux besoins spécifiques des clients. Et enfin, la technologie Red Hat® a également été utilisée pour déployer facilement et à moindre coût les analyses dans un environnement de cloud hybride.

M. Perry décrit cette relation comme suit : « Boston Dynamics offre la mobilité et la flexibilité de Spot en tant que plateforme robotique, et IBM fournit des systèmes intelligents pour comprendre les données collectées par le robot ».

Pour tous les clients du secteur manufacturier, maintenir des lignes de production en état de marche est la clé de la rentabilité. Plus important encore, le service commun proposé par Spot permet de réduire le temps de détection des anomalies en les repérant avant qu’elles ne deviennent des problèmes catastrophiques. Spot convient aux entreprises de toute taille, et offre même aux petites installations qui ne peuvent pas se permettre une instrumentation à 100 % ou payer le coût du stockage dans le cloud la possibilité de bénéficier de l’instrumentation itinérante fournie par le robot.

« Nos clients avaient besoin d’un moyen abordable de réduire les risques pour s’assurer que leurs machines ne tombent pas en panne », précise Mme Greco. « Désormais, ils peuvent le faire pour un coût raisonnable, en réduisant la quantité d’instrumentation et le volume de transfert et de latence des données ainsi qu’en améliorant la sécurité des données. »

Grâce à ses analyses IBM Maximo intégrées, Spot peut contribuer à augmenter le temps de fonctionnement des équipements. Il peut non seulement identifier les anomalies, mais aussi en interpréter la cause probable et suggérer des solutions. De plus, il permet également de créer des bons de fabrication pour les problèmes majeurs ou d’examiner de plus près les problèmes mineurs. « Une fois connecté aux services d’IBM, Spot fournit de nombreuses informations permettant aux clients de faire fonctionner les actifs plus longtemps, de détecter les problèmes avant qu’ils ne surviennent et d’éviter les temps d’arrêt afin de maintenir leurs actifs opérationnels », assure M. Perry.

Spot n’est pas destiné à remplacer les travailleurs humains, mais à assurer leur sécurité et à accroître leur efficacité. Au lieu d’inspecter les fuites potentielles, Lauren peut simplement laisser Spot le faire et programmer la maintenance si nécessaire. Tout comme les chiens de sauvetage qui rendent leur maître plus efficace en allant là où il ne peut pas aller, un robot Spot agile et mobile peut parcourir les environnements dangereux où les travailleurs ne peuvent pas se rendre à cause des produits chimiques, du bruit ou d’autres dangers.

Spot ne remplacera pas les travailleurs pour détecter et résoudre les problèmes, mais il peut offrir aux entreprises la possibilité de promouvoir leurs collaborateurs à des postes où leurs compétences seront mieux utilisées. Mme Greco appelle Spot le « co-bot » parce qu’il aide les travailleurs de la même manière que les chiens de sauvetage aident leur maître. Des techniciens comme Lauren peuvent désormais manipuler et former Spot à parcourir l’usine et à résoudre les problèmes. Ils pourront ainsi accéder à d’autres postes importants et plus techniques que le fabricant n’a pas été en mesure de pourvoir.

« Il est préférable d’exploiter les capacités des gens à résoudre les problèmes plutôt que de leur faire perdre du temps et de l’énergie à accomplir des tâches fastidieuses et peu sophistiquées qui peuvent nuire à leur santé », confie M. Perry. « C’est l’occasion de confier à Spot ces tâches banales et répétitives qui s’effectuent dans des environnements dangereux afin que les travailleurs puissent se former davantage. »

A mesure qu’IBM et Boston Dynamics progressent dans le développement du service basé sur l’IA offert par Spot, l’enthousiasme est de plus en plus palpable au sein des deux entreprises. Les équipes d’IBM présentent à l’équipe travaillant sur ce projet des cas d’utilisation qui, selon elles, pourraient bénéficier de l’utilisation de Spot et des analyses d’IBM. IBM étudie en outre la possibilité de travailler avec les partenaires de cet écosystème dans des domaines tels que la 5G et de tirer parti de leurs capacités afin d’apporter les dernières technologies à Spot, et ainsi offrir une plus grande valeur ajoutée aux clients d’IBM et de Boston Dynamics.

Boston Dynamics continuera d’améliorer les capacités de Spot et IBM continuera de créer des modèles plus précis. IBM Research apportera un pipeline continu de nouvelles analyses dans le cadre de la relation avec Boston Dynamics, et notamment des analyses acoustiques, olfactives et compositionnelles.

Dans le cas de Spot, « la combinaison de la robotique et de l’intelligence stimule l’innovation ; il ne s’agit pas seulement de percevoir le monde, mais aussi d’interagir avec lui », conclut M. Perry.

Boston Dynamics (lien externe à ibm.com) est le leader mondial du développement et du déploiement de robots hautement mobiles capables de relever les défis les plus difficiles en matière de robotique. La mission principale de l’entreprise est de diriger la création et la livraison de technologies robotiques avancées, conçues pour avoir un impact positif sur la société. Fondée en 1992, Boston Dynamics est issue du Leg Lab du MIT et figure parmi les meilleurs lieux de travail de 2020 selon Inc. Magazine.