Comment l’interopérabilité industrielle tire parti des standards ouverts

Concernant l’interopérabilité des systèmes de contrôle, la question n’est plus de savoir si les standards ouverts vont s’imposer, mais à quelle vitesse les industriels sauront s’y adapter pour exploiter tout leur potentiel.

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Dennis Wylie, chef de produit principal chez Rockwell Automation, imagine le scénario suivant : vous êtes un directeur d’usine et vous constatez que la moitié de vos équipements datent des années 1990, un quart d’entre eux des années 2000, et le reste est un patchwork hétéroclite de systèmes plus récents qui tentent tant bien que mal de cohabiter. Cette situation baroque vous parle certainement. Si vous avez déjà eu à superviser une ligne de production au niveau opérationnel, vous avez certainement pu constater que ce type de situation est un cauchemar pour les intégrateurs de systèmes.

Pendant des années, les ateliers au sein des usines étaient d’une certaine manière des archipels numériques – des îlots d’automatisation qui ne communiquaient pas vraiment entre eux, bien loin d’une quelconque coopération. Le système de chaque fournisseur avait son propre langage, avec pour résultat un scénario aux langages multiples et incompatibles – au grand désespoir des ingénieurs.

Le tableau n’est cependant pas totalement sombre. Nous avons en effet assisté à une évolution fondamentale au cours des dernières années : la révolution de l’interopérabilité, mise en exergue par les acteurs industriels depuis le commencement d’Industrie 4.0, est enfin devenue réalité. Et plus rapidement que nous ne pouvions l’imaginer.

La chasse gardée des fournisseurs
Vous souvenez-vous de votre indécision lorsque vous avez acquis votre premier smartphone ? Vous hésitiez entre un système d’exploitation IOS et Android, sachant qu’en faisant le choix d’un écosystème spécifique vous alliez conclure une union qu’il serait difficile d’annuler. Vos applications, vos accessoires et les informations fournies allaient être liés à cette plateforme. Il en a été de même avec l’automatisation industrielle. Mais avec des risques plus conséquents, et avec un divorce infiniment plus coûteux.

Les fournisseurs des systèmes dont vous avez hérité ont basé leur business model sur cette emprise. Une fois engagé auprès d’eux, il s’avère si difficile et onéreux de changer de plateforme que vous vous sentez lié pour la vie entière, même si vos choix auraient pu être plus judicieux par ailleurs. Vous avez besoin d’un nouveau système de sécurité ? Il vaudrait mieux que votre fournisseur en possède un à disposition sur étagère. Sinon, il faut vous préparer à dépenser beaucoup d’argent pour assurer l’intégration d’un nouveau système.

J’ai discuté récemment avec l’ingénieur d’une usine qui m’a expliqué que son établissement faisait appel au même fournisseur depuis quinze ans – non pas en raison de relations amicales développées au fil du temps, mais parce que changer de fournisseur nécessitait de revoir entièrement l’architecture de commande du site de production. Nous ne sommes pas ici dans le cadre d’une collaboration, mais plutôt dans une situation de prise d’otage, avec votre propre infrastructure comme enjeu des tractations.

Heureusement, cette dynamique d’enfermement touche à son terme, grâce à un élément apparemment banal, mais qui s’avère pourtant révolutionnaire : la maturité des standards de communication ouverts. Il ne s’agit pas de nouveaux concepts – des protocoles comme l’OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) sont déjà déployés depuis plus de dix ans. Mais ils sont parvenus à maturité, passant du stade de tests en laboratoire à celui de produits de qualité capables de répondre aux exigences de production actuelles.

Une différence est toutefois à noter : les nouvelles architectures des contrôleurs ne se contentent pas de supporter ces standards, après coup. Elles ont été élaborées en fonction de ces standards, en partant d’une page blanche. Plutôt que d’avoir à ajouter de coûteux modules additionnels ou des dispositifs de passerelle tout aussi onéreux, ces nouveaux systèmes communiquent directement avec les équipements de différents fournisseurs en utilisant des protocoles standardisés. Nous sommes désormais en présence d’une communication transparente entre les équipements, dans l’ensemble de l’usine. 

Le grand paradoxe de la sécurité enfin résolu
Peut-être allez-vous objecter : « Les standards ouverts, c’est parfait. Mais quid de la sécurité ? Les systèmes propriétaires seront-ils plus sûrs ? » C’est une inquiétude récurrente depuis de nombreuses années, et la principale raison qui explique que nombre de fabricants sont peu enclins à adopter des standards ouverts.

La sagesse habituelle tient que les systèmes propriétaires fermés sont intrinsèquement plus sûrs grâce à la « sécurité par l’obscurité » qui offre une protection supplémentaire. Des attaques spectaculaires récentes qui ont ciblé des systèmes industriels propriétaires « sûrs » ont pourtant largement démenti cette notion.

Entre-temps, les standards ouverts ont acquis un niveau de sécurité incroyable. Nous parlons ici de chiffrement de niveau militaire, d’architectures Zero Trust et de cadres de sécurité testés en conditions réelles dans tous les secteurs d’activité imaginables. Les contrôleurs industriels les plus récents intègrent les mêmes principes Zero Trust que ceux utilisés pour protéger les banques et les agences gouvernementales. Plutôt que de s’appuyer sur des protocoles propriétaires, ils utilisent des méthodes cryptographiques et des systèmes d’authentification éprouvés qui ont survécu aux attaques dans le monde réel.

Cette approche rend les systèmes plus sûrs. Lorsque chaque équipement parle le même langage de sécurité, il est dès lors possible d’appliquer des politiques de sécurité cohérentes à l’ensemble de l’entreprise. Il est alors possible de tout surveiller à partir d’un seul tableau de bord, et d’auditer la sécurité simultanément dans tous les systèmes.

Comme un consultant en sécurité me l’a confié : « Je préfère protéger dix systèmes qui utilisent les mêmes protocoles de sécurité bien établis, plutôt que d’essayer de sécuriser dix systèmes propriétaires différents, chacun avec ses propres vulnérabilités. »

L’économie réelle de l’intégration
Voyons maintenant l’aspect monétaire. Les avantages financiers de l’interopérabilité s’étendent bien au-delà du seul fait de ne pas avoir à tomber dans le piège récurrent des fournisseurs.
Différentes enquêtes font état de chiffres probants : une technologie d’intégration consolidée peut réduire les coûts d’exploitation jusqu’à 30 % (Gartner). La consolidation d’une plateforme se traduit par une amélioration de la productivité de 25 % (Forrester). Les systèmes intégrés réduisent jusqu’à 40 % les erreurs de données (IDC), et les entreprises signalent des économies moyennes de 32 % grâce à une consolidation intelligente de l’automatisation (Deloitte).

Les véritables économies sont le résultat d’une réduction de la complexité d’intégration. L’ajout de nouveaux équipements s’accompagne souvent aujourd’hui d’une programmation personnalisée, de convertisseurs de protocoles et de tests nombreux et chronophages pour les équipes en charge de l’automatisation. Chaque nouvelle intégration devient un projet d’ingénierie spécifique en soi.

Avec des protocoles standardisés, connecter de nouveaux équipements s’avère aussi simple que le branchement d’un câble réseau, avec juste quelques réglages à configurer. Ce qui nécessitait auparavant plusieurs semaines n’exige plus désormais que quelques jours. Et ce qui prenait quelques jours s’effectue aujourd’hui en quelques heures.

Les coûts de maintenance baissent fortement lorsque vous ne dépendez plus de l’expertise spécifique d’un fournisseur pour chacun des systèmes. Les coûts de formation chutent eux aussi. A la place de programmes particuliers en fonction des différents fournisseurs, les techniciens n’ont plus à assimiler qu’un seul jeu d’instructions applicables à tous les équipements.

Mais le principal avantage réside dans la flexibilité stratégique. Vous êtes vraiment en capacité de choisir les meilleures solutions de leur catégorie, sans les pénalités qu’engendre l’intégration. Vous voulez les commandes moteur les plus performantes de la société A et les systèmes d’affichage avancés de la société B ? Cela ne pose plus aucun problème, pour autant qu’ils supportent des standards ouverts.

L’Edge Computing finit par tenir ses promesses
Industrie 4.0, transformation numérique, fabrication intelligente, IoT, Edge Computing – autant de termes à la mode qui ont fait florès dans les salons professionnels depuis plusieurs années, et qui sonnent davantage comme des concepts marketing que des solutions pratiques dont peuvent se saisir les industries manufacturières. L’Edge Computing, notamment, semblait être l’un des ces clichés surfaits du monde IT, au destin éphémère.

Mais la convergence des standards ouverts et les capacités de l’Edge Computing ont véritablement changé la donne. L’innovation à l’œuvre dans les standards d’interopérabilité transforme ces visions en réalité. Les contrôleurs avancés réalisent désormais localement de l’analytique et intègrent des applications IA avec la réactivité requise en temps réel qu’exige l’industrie manufacturière. Il n’est plus question d’ajouter de la puissance de calcul supplémentaire, mais d’élaborer une nouvelle méthodologie où les technologies de la production (OT) et les technologies de l’information (IT) finissent par interagir de manière productive.

Les effets du monde réel sont impressionnants. Les données sont traitées en quelques microsecondes et n’ont plus à transiter vers de lointains serveurs. Les problèmes de qualité sont pris en compte et résolus en temps réel. La maintenance prédictive fonctionne en permanence, permettant d’identifier les problèmes avant qu’une panne ne survienne.

L’accent n’est plus mis sur un changement révolutionnaire mais sur une amélioration évolutionnaire. Cette approche n’exige pas de supprimer les systèmes existants – ce qui n’aurait jamais eu lieu à grande échelle. Elle permet une modernisation graduelle qui préserve les investissements, tout en ajoutant de nouvelles capacités. L’Edge Intelligence vient se superposer aux processus existants, ajoutant des fonctionnalités sans gêner ni interrompre la production.

Cette approche pragmatique accélère l’adoption en réduisant les risques et en permettant une mise en œuvre progressive. Il convient de commencer avec un équipement pilote, dans l’une des parties de l’usine, afin de s’assurer de la valeur de cette approche, de tirer les enseignements de quelques erreurs, avant d’élargir cette tactique gagnante à l’ensemble des opérations.

Quelles incidences dans votre cas ?
Si vous êtes un directeur d’usine ou un automaticien, l’opportunité qui s’ouvre à vous est significative – flexibilité accrue, réduction des coûts et accès aux meilleures solutions. Il convient juste d’assurer cette transition aussi judicieusement que possible.

Lorsque vous évaluez de nouveaux équipements, il est bon de prioriser le support pour des standards ouverts. Les avantages à long terme sont infiniment supérieurs aux coûts initiaux. Il faut y voir un investissement dans la flexibilité future de vos opérations, et non pas une nouvelle ligne budgétaire à ouvrir.

Commencez par développer une expertise interne en matière de standards ouverts. Pouvoir disposer d’une équipe qui comprend des protocoles tels que OPC UA, MQ Telemetry Transport (MQTT) et REST sera un atout gagnant. N’essayez pas de tout transformer immédiatement. Mieux vaut appliquer des cycles d’actualisation naturels, en implémentant des standards ouverts, sans perturber la production.

Encore temps de prendre le train en marche
La révolution de l’interopérabilité n’est pas imminente – elle est déjà devant nos yeux. La question n’est pas de savoir si les standards ouverts vont dominer l’automatisation industrielle, mais à quelle vitesse les industriels vont pouvoir s’adapter afin de bénéficier pleinement des possibilités qui s’ouvrent à eux.

Les entreprises qui adoptent sans retard cette stratégie vont voir leurs avantages compétitifs augmenter au fil du temps. Ils bénéficieront de systèmes plus réactifs, ils réduiront leurs coûts d’intégration et pourront accéder à un écosystème élargi de solutions. Celles qui s’accrocheront à des systèmes propriétaires seront de plus en plus isolées, et pénalisées par une rigidité peu compatible avec un marché de plus en plus dynamique.

Mon expérience de l’industrie manufacturière m’a permis de voir surgir et disparaître de nombreuses tendances technologiques au fil des années. Certaines ont tenu leurs promesses, d’autres non. La stratégie actuelle est différente dans la mesure où elle ne vous demande pas de parier sur une technologie non prouvée ; elle vous offre un chemin pratique pour moderniser vos systèmes par étapes progressives, pour réduire les risques et pérenniser les investissements que vous avez déjà consentis.

Le choix est clair et la fenêtre d’opportunité largement ouverte. Une seule question se pose : serez-vous aux avant-postes de cette évolution technologique majeure, ou serez-vous parmi ceux qui tenteront de rattraper le temps perdu ?

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