STRUCTURER ET EXPLOITER LE BIG DATA DES SITES … · 6 structurer et exploiter le big data des sites industriels-septembre 2016 –lascom aec #2 big data du site industriel de multiples

STRUCTURER ET EXPLOITER

LE BIG DATA

DES SITES INDUSTRIELS

Industrie du futur et Bâtiment connecté :

SOMMAIRE

#1 INTRODUCTIONRappel sur l’Industrie du futur p.3L’investissement dans l’industrie du futur en quelques chiffres p.3Les différentes briques de l’Industrie du Futur p.3

#2 BIG DATA DU SITE INDUSTRIEL - DE MULTIPLES VUES DE L’INFORMATION p.4L’information liée aux sites industriels se multiplie et se complexifie p.4Chacun sa vue du Big Data du site Industriel p.6Un enjeu clé de l’Industrie du futur : comment exploiter efficacement ce Big Data p.7

#3 TROIS DIMENSIONS POUR STRUCTURER L’INFORMATION p.9#1 Dimension de composition p.9#2 Dimension des métiers p.10#3 Dimension temporelle p.10

#4 LA MISE EN PLACE D’UNE ÉPINE DORSALE DE L’INFORMATION DU SITE INDUSTRIEL p.11Dénominateur commun p.11Méthode p.11Résultats p.12

#1 Productivité et accessibilité de l’information p.12#2 Maîtrise des risques p.12#3 Agilité et flexibilité du site industriel et des projets p.13#4 Capitalisation d’une mémoire du site industriel p.13#5 Entreprise étendue p.13#6 Efficacité énergétique p.13

AUTEUR ET REFERENCES p.14

2STRUCTURER ET EXPLOITER LE BIG DATA DES SITES INDUSTRIELS - SEPTEMBRE 2016 – LASCOM AEC

Ce livre blanc n’a pas pour vocation de définir ce qu’est

l’Industrie du Futur mais de présenter un éclairage sur un enjeu

majeur qu’elle engendre au niveau de la gestion

des infrastructures industrielles : un « Big Data des sites

industriels » complexe et interconnecté, et la solution pour

l’organiser et l’exploiter.

Rappel sur l’Industrie du futur

L’industrie du futur ou industrie 4.0 pour sa version allemande, correspond à l’intégration du

monde virtuel de l’information, de l’internet, avec le monde réel et concret des équipements, des

machines et des installations industrielles. L’industrie du futur est un système global interconnecté,

dans lequel infrastructures, machines, produits et systèmes communiquent en permanence.

L’élément caractéristique de cette 4ème Révolution industrielle est l’accessibilité de l’information en

temps réel qui résulte de l’interconnexion entre toutes les instances de la chaîne de valeur. En plus

des gains de qualité, de productivité, de flexibilité et d’anticipation, l’Industrie 4.0 doit répondre à

la satisfaction de besoins de plus en plus individualisés des clients.

On peut mettre cette transformation de l’industrie en parallèle avec la digitalisation des services. La

digitalisation de l’industrie nécessite cependant un temps de mise en œuvre plus long car elle

requiert une digitalisation du matériel, des infrastructures et des équipements. L’industrie du futur se

rapproche aussi des concepts de Bâtiment connecté et de Smart City, poussés par les capteurs,

l’Internet des objets et la domotique.

L’investissement dans l’industrie du futur en quelques chiffres

Au niveau mondial, les entreprises du secteur industriel prévoient d'investir plus de 900 milliards de

dollars par an dans leur transformation digitale d’ici 2020 selon l’étude du cabinet d'audit

PricewaterhouseCoopers (PwC) sur l’Industrie 4.0

Au niveau de l’Europe, selon l’étude « Industry 4.0 » publiée l’an dernier par PwC et Strategy&, les

investissements de l’industrie européenne dans la numérisation de sa chaîne de valeur devraient

s’élever à 3,3 % de son chiffre d’affaires annuel d’ici 2020, soit 140 milliards d’euros par an avec

comme objectif principal la réduction des coûts.

Ce qui ressort de la majorité des études, c’est que la transition vers le tout-numérique et les

systèmes interconnectés doit s’accompagner d’une évolution plus globale du pilotage du site

industriel et des process. Il s’agit de se transformer et pas uniquement d’investir dans de nouveaux

équipements.


Les différentes briques de l’Industrie du Futur

L’Industrie du futur est majoritairement dédiée au développement de technologies digitales tellesque :• les capteurs et les objets connectés capables de récolter et de transmettre l’information• les automates qui pilotent la fabrication et remontent diverses informations• les robots industriels qui deviennent de plus en plus adaptables et « intelligents » et capables

d’aider l’opérateur dans l’exécution (cobot)• les logiciels et les applications qui accompagnent tous les services, aussi bien au niveau des

produits que de l’installation industrielle (simulation, MES, PLM, ERP, GMAO, Scada, plateformede collaboration, gestion logistique, data analytics, réalité augmentée…)

• les nouveaux modes de fabrication avec l’Impression 3D ou la fabrication additive

Au niveau de la gestion du site industriel, ces technologies ne sont pas toutes nouvelles.Ce qui est nouveau c’est le volume d’informations géré, les interconnexions et l’intérêt de lesexploiter au niveau du site industriel.

1750 1800 1870 1920 1962 2000 2050

3- Utilisation de l’électronique

et de l'informatique pour une

automatisation plus poussée de

la fabrication

4- Digitalisation du matériel,

des infrastructures et des

équipements

1- Introduction de l’eau et de la

vapeur pour alimenter les machines

mécaniques

2- Introduction de la production de

masse alimentée électriquement

sur la base de la division du travail

Temps

Co

mp

lexi

té| | | | | | | | | | | | | | | | |

#1 INTRODUCTION


#2BIG DATA DU SITE INDUSTRIEL

DE MULTIPLES VUES DE L’INFORMATION

L’information liée aux sites industriels se multiplie et se complexifie

La dématérialisation des plans et des documents papiers liés aux installations est un impératif. Il

faut stocker les données dans la durée pour les retrouver à tout instant : construction, exploitation,

nouveau projet… Mais l’information liée aux infrastructures industrielles va maintenant bien

au-delà des plans et des documents.

En effet, cette digitalisation des usines augmente de manière exponentielle le flux de données liées

aux équipements et aux installations. La dématérialisation massive d’activités et l’interconnexion

généralisée (objets, machines, hommes) bouleverse le cadre, auparavant assez statique et segmenté,

de l’information dans l’usine. Le déploiement croissant de réseaux de capteurs et d’objets connectés

généralisent les interconnexions et donne naissance à des ensembles de systèmes de plus en plus

complexes. La gestion des infrastructures des sites industriels se rapproche ainsi de celle des

systèmes du secteur aérospatial-défense.

Des flux d’informations interconnectés mais désorganisés

Prestataires

(sous-traitants fournisseurs)




Des visions propres à chaque métier mais qui impactent des données communes

De silos d’information propres à chaque service et à chaque partie du site, les visionsdoivent se décloisonner. En effet, si chaque acteur au sein de l’usine dispose de sapropre vision de ce Big Data, c’est-à-dire n’est intéressé que par une partie restreintedes informations, ces données sont pourtant de plus en plus interconnectées avec cellesdes autres métiers.

Le certificat est-il

encore à jour ?

Combien va me

coûter cette

maintenance ?

Je dois changer

une pièce.

Où est le dernier

plan ?

Robot n°2

Certificats

Montage

Contrats

Entreprise Z

Entreprise X

Fournisseur

Factures

Client

Entreprise Z

Devis

MontageRobot n°2

Bâtiment A

Soudure

Montage

Bâtiment B

Site V

Opérateur

maintenance

Comptable

Juriste

Je suis en

panne !




Chacun sa vue du Big Data du site Industriel

Pouvoir atteindre toute information en temps réel en naviguant entre les éléments par leurs liens

est essentiel. Pour illustrer l’importance de cette connexion, voici des exemples de besoins métier,

et pourtant liés au même référentiel d’informations du site industriel :

• Accéder aux informations selon leur contexte (métadonnées, hiérarchie, thésaurus…).

Ex : « Dans le bâtiment A, quels sont les plans validés des robots de plus de 50K€ et qui ont été

audités dans les 3 derniers mois ? »

• Accéder depuis le Système d’Information Géographique (SIG) ou depuis une maquette

numérique BIM à l’historique d’un élément puis à ses cas d’utilisation dans l’usine. La maquette

numérique BIM représente l’état du site à un instant T et gagne en valeur si on peut la lier aux

informations et à l’historique de chaque élément qui la compose

• Fournir dans le cadre des audits l’ensemble de la documentation applicable ou comparer un

dossier de livrable avec les exigences initiales. La documentation applicable regroupe des

informations provenant de plusieurs services et il faut pouvoir, pour un équipement donné,

choisir la vue documentaire à extraire en fonction du besoin

• Réutiliser lors du lancement d’un nouveau projet les informations d’un projet similaire (vision

financière, logistique, technique, installation…)

• Capitaliser lors d’un appel d’offre les informations reçues des prestataires pour le projet concerné

mais aussi pour de prochains appels d’offres

• Conserver lors de certifications ou d’études par un cabinet extérieur l’agrément du cabinet et

cela en lien avec les éléments concernés. Le responsable peut ainsi identifier tous les

équipements qui ne sont pas certifiés et recevoir une alerte sur les certifications à renouveler

• Suivre les caractéristiques précises de chaque équipement, qui dépendent d’acteurs différents,

pour interagir en toute sécurité avec l’ensemble du système industriel

• Reconfigurer un atelier en fonction du produit fabriqué le plus rapidement possible. Il faut

pouvoir identifier l’ensemble des impacts avant toute modification (« Que se passe-t-il si… ?), sur

les éléments liés au projet mais aussi sur les autres services du site industriel

• Accéder directement au manuel d’utilisation et aux informations d’un équipement en « flashant »

son Q/R code sur le terrain

• Suivre les cycles contractuels et les exigences en lien avec les données techniques et les

informations légales des installations physiques

• Calculer les retards des émetteurs par rapport à leurs engagements et être alerté pour surveiller

les processus en temps réel

……




Données mortes,

inutilisables

Un enjeu clé de l’Industrie du futur : comment exploiter efficacement ce Big Data?

Ces différents besoins sont tous dépendants de l’utilisation et l’exploitation d’un

référentiel d’informations dynamique du site industriel.

Pour pouvoir exploiter le Big Data du site industriel, il ne s’agit pas uniquement de

collecter les données mais de collecter les BONNES données, de les STRUCTURER de

manière adéquate et de les FAIRE EVOLUER dans le temps.

Métaphoriquement, c’est similaire à un arbre avec de multiples branches et feuilles.

Les intervenants remplissent ou font évoluer leurs feuilles, sans avoir la vision

d’ensemble, pour que d’autres puissent exploiter ces informations.

Sans structure et consolidation des données

v

Données

vivantes

v vv v

Consolidation

Diffusion des

informations

Avec les bonnes données structurées et consolidées




Il faut donc non seulement stocker et structurer ces données mais aussi les corréler

pour en tirer des analyses et les consolider. En effet, si les données portent

intrinsèquement des informations, ce sont les interconnexions qui les rendent

intelligentes et vivantes. Du plan numérisé, nous entrons dans l’ère du Big data des sites

industriels. Un des enjeux majeurs de l’Industrie du futur, c’est comment exploiter

cette masse d’information complexe, interconnectée et hétérogène qui doit évoluer

dynamiquement.

Pour cela, il faut disposer d’une structure adéquate et évolutive pour saisir et exploiter

les informations. L’erreur dans de nombreux cas est de collecter d’abord les informations

avec des formats hétérogènes et ensuite de se poser la question de la consolidation.

C’est souvent trop tard pour les exploiter efficacement: manque d’informations

cruciales, informations inutiles, données « mortes » sous format texte…

Structurer ce Big Data industriel est donc le fondement d’une exploitation réussie des

informations et des processus du site industriel. Mais quelle est l’organisation à prévoir ?

Les liens portent une part importante de l’information

Opérateur

Service

achats

Comptable

Chef projets

Données

Chiffrage

Données

Certification

Cabinet externe

Mise à jour effectuée par

Piston

Direction

Validé par

Valoriser l’information du site industriel nécessite une granularité de plus en plus importante de l’information et

la mise en réseau des personnes, des processus, des données et des objets.

Ce réseau de liens dépasse les plateformes d’échanges pour se rapprocher d’une collaboration 4.0 qui prend en

compte chaque dimension de l’information et les interconnecte.


#3TROIS DIMENSIONS

POUR STRUCTURER L’INFORMATION

#1 Dimension de composition

La dimension de composition permet de définir les composants de

chaque élément, quel que soit son niveau dans l’arborescence. Elle

permet en particulier d’analyser les impacts des modifications, de

les répercuter, de définir les cas d’emploi d’un élément et ses

applicabilités.

Robot n°2

Bâtiment A

Montage

Bureaux

Découpage

Contrôle

Traitements

…

Bras

Moteur

Transmission

…

…

#2 Dimension des métiers

La dimension métier permet pour chaque élément de disposer des

différentes vues métiers et des informations correspondantes. Elle

assure que chaque service de l’entreprise travaille au travers de

son environnement métier sur des informations partagées et mises

à jour en permanence.

Opérateur

Maintenance

Comptable

Juriste

Fournisseur

Appel

d’offre

R&D

Contrat


#3TROIS DIMENSIONS

POUR STRUCTURER L’INFORMATION

#3 Dimension temporelle

La dimension temporelle permet de stocker et d’archiver les informations de chaque

instance pour permettre de revenir à un état antérieur ou de comparer l’évolution

entre deux dates. Elle garantit la traçabilité et l’archivage des données ainsi que leur

capitalisation entre les projets.

1996 20182016

Bâtiment A

Montage

Bureaux

Site V

Contrôle

Traitement

Bâtiment A.2

Montage

Bureaux

Site V

Contrôle

Bâtiment B

Découpage

Bureaux

Site V

Traitement

Bâtiment A.2

Montage

Bureaux

ContrôlePresse

Machine de

découpeLa gestion de l’information du site industriel doit se fonder sur l’interconnexion de ces

3 dimensions pour structurer le Big Data et l’exploiter efficacement.

Ce n’est possible que si les informations sont consolidées au sein d’un outil transversal,

capable de consolider toute l’information du site.

11

Dénominateur commun

Plus un secteur innove, se développe et se complexifie, plus simplifier et consolider la gestion des

éléments générés par cette évolution est créateur de valeur. Dans le cadre de l’Industrie du futur,

disposer d’une solution pour partager et structurer l’ensemble des données du site industriel, un

dénominateur commun, devient ainsi un critère de rentabilité.

L’agilité industrielle, qui est un élément central du concept d’Industrie du futur, découle

directement de « l’intelligence du site industriel » qui regroupe les techniques permettant de

récupérer, enregistrer, filtrer, traiter et optimiser l’ensemble des informations du site industriel afin

de les rendre accessibles pour des prises de décisions plus efficaces.

Cela repose sur une épine dorsale du Big Data du site industriel qui va interconnecter les

informations et les différentes applications et logiciels du Système d’Information pour en tirer une

vue consolidée. Les données et les informations sont ainsi liées entre les applications mais ne sont

pas dupliquées.

STRUCTURER ET EXPLOITER LE BIG DATA DES SITES INDUSTRIELS - SEPTEMBRE 2016 – LASCOM AEC

#4LA MISE EN PLACE D’UNE ÉPINE DORSALE

DE L’INFORMATION DU SITE INDUSTRIEL

GMAO

BIMSIG

ERP CAO

FAO

RÉFÉRENTIEL CENTRALPL

M

Méthodes

La solution doit disposer de plusieurs briques fonctionnelles pour pouvoir se positionner comme

infrastructure transversale du big Data du site industriel :

• Une technologie de gestion de données et de documents associée à une technologie de gestion

de configuration (gestion des liens) afin d’organiser et d’interconnecter les informations

• Un moteur de workflow et de gestion des actions et des alertes afin de structurer la

collaboration, les process et l’évolution dynamique des informations

• Des fonctions de reporting, d’analyse et de comparaison afin de capitaliser et consolider la

connaissance

• Une architecture ouverte permettant de se connecter avec les autres applications du Système

d’Information

Ces briques technologiques doivent être complétées par une expertise du secteur de l’industrie et

de l’ingénierie afin de les mettre au service des métiers.

"Outil au carrefour des métiers , la technologie de PLM (Plant Lifecycle Management) permet de gérer à la fois des cycles projets complets

mais aussi les interactions complexes et des vues hétérogènes d’un même ensemble de données. "

12

Résultats

Les sites industriels disposent ainsi d’un double digital qui intègre toutes les facettes

nécessaires à leur exploitation et leur évolution. La valeur de chaque équipement, chaque

élément du site industriel ne provient plus uniquement de ses caractéristiques physiques

mais est renforcée par les fonctions et l’intelligence apportées par ce double digital.

Ce double digital permet aux sociétés de capitaliser d’énormes quantités de données, qui

deviennent un avantage concurrentiel pour l’entreprise. Il permet à la direction de prendre

les bonnes décisions au bon moment et de disposer d’une vision globale du site intégrant les

besoins, les coûts, les projets et leurs avancements.




#1 Productivité et accessibilité de l’information

• Avoir un point central d’accès à toute l’information du site industriel, selon le rôle/métier et le

niveau hiérarchique, et en lien avec son écosystème

• Accéder directement aux tâches à réaliser avec toutes les spécificités, les données et les

consignes nécessaires. Chacun sait ce qu’il a à faire et comment le faire.

• Automatiser les tâches répétitives et sans valeur ajoutée et maîtriser les goulots d’étranglement

• Saisir une seule fois les informations parmi toutes les applications du système d’information

• Faire bénéficier chacun de la contribution de tous, quel que soit son service

• Générer automatiquement les livrables à partir des informations du site industriel

Temps

Métier

Composition

#2 Maîtrise des risques

• Garantir la fiabilité, la cohérence et la mise à jour des informations, des documents et des

données

• Limiter les erreurs humaines et tracer les responsabilités de chacun

• Accompagner la résolution des litiges par une mémoire complète de tous les projets

• Tracer tous les incidents et leurs causes pour limiter leurs réapparitions

• Eviter toute perte d'information entre les différentes phases des projets

• Gérer au mieux les conséquences des événements imprévus grâce à une connaissance

exhaustive des installations et des impacts de tout changement

• Garantir la consistance dans les projets, les règles et les procédures

• Assurer le respect des engagements des contrats et des exigences projets




#3 Agilité et flexibilité du site industriel et des projets

L’Usine du Futur doit pouvoir évoluer rapidement avec l’accélération de la mise sur le marché des

nouveaux produits et leur personnalisation. La flexibilité et la reconfigurabilité constituent des

enjeux clés.

• Visualiser en temps réel les évolutions du site industriel et les projets en cours

• Analyser les impacts de tous les changements en amont, et définir les scénarios optimaux à

mettre en place

• Assurer que chaque action impacte les données, vues métiers et services concernés

#4 Capitalisation d’une mémoire du site industriel

• Répondre aux exigences légales d’archivage

• Capitaliser le savoir-faire et les méthodes qui fonctionnent pour les réutiliser dans de nouveaux

projets ou des sites différents

• Assurer la conformité lors des audits et le suivi des certifications de tous les éléments du site

• Disposer d’espaces dédiés par projet et consolider les multiples projets d’exploitation et de

construction au sein du référentiel global

• Disposer de modèles d’équipements et de procédés aux différents niveaux de l’usine,

partageables d’un site de production à un autre.

#5 Entreprise étendue

Intégrer les fournisseurs et les spécialistes et capitaliser leurs savoir-faire pour consolider la

connaissance du site industriel

• Orchestrer les partenaires comme un réseau et non plus comme une multitude de sociétés

opérant indépendamment

• Garantir la confidentialité et la sécurité des données dans un environnement multi-projets et

multi-prestataires

• Permettre de synchroniser les systèmes des partenaires avec le référentiel du site industriel

• Piloter les projets où interviennent des sous-traitants, comparer les prestataires et identifier les

retards

#6 Efficacité énergétique

• Disposer d’une vue dédiée aux informations énergétiques et écologiques

• Intégrer les projets d’efficacité énergétique dans une vision globale de transformation des sites

industriels

• Lever les freins réglementaires et faciliter le financement des projets en en présentant une

vision claire, maîtrisée et reproductible

• Faciliter les projets liés à l’efficacité énergétique par une vision précise des travaux à mener et

des impacts à tous les niveaux

AUTEUR ET RÉFÉRENCES

Lascom AEC est un éditeur français de logiciels PLM (Plant/Project Lifecycle Management) dédiés au secteur de la construction et de l’ingénierie. Lascom AEC apporte à la fois des réponses

spécifiques au secteur du BTP et de l’ingénierie et se positionne comme le logiciel central du SI des entreprises. La société capitalise les technologies de gestion de configuration, de GED, de

reporting et de gestion des processus de Lascom et des références clés telles que Alstom Transport, Duke Energy, Vinci, EIFFAGE, ALSTOM, SGP, TECHNIP, SETEC, RATP…

Sa solution logicielle permet de gérer les processus associés aux documents, aux projets et aux infrastructures. Cette offre avancée s'adresse aux secteurs qui ont des projets critiques avec:

• Une capacité de gestion de l'information complexe

• Une capacité à gérer les évolutions et les modifications

• Une capacité à gérer les risques et les dérapages

Le PLM se positionne comme une solution au service de la productivité, de la qualité. Il répond aux enjeux de dispersion des équipes, de respect des procédures et de maîtrise des coûts et

des délais. Au-delà de ces enjeux, le PLM permet aussi aux entreprises de capitaliser la connaissance acquise et de consolider les informations et les retours d’expérience de leurs projets

pour conserver leur compétitivité et leur capacité à innover.

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