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Pourquoi opter pour une télémaintenance des équipements techniques ?
Les équipements techniques sont innombrables : qu’ils soient présents quotidiennement dans nos habitats ou utilisés dans l’industrie, leur importance est capitale.
La plupart du temps nous n’y faisons pas attention sauf quand un dysfonctionnement survient : ascenseur immobilisé, machine de production qui s’arrête, chambre froide dans un entrepôt qui ne fonctionne plus… La rapidité de remise en service est impérative pour ne pas que la sécurité ou la productivité se retrouvent impactés.
Mais plutôt que réparer, l’enjeu est d’éviter la panne. Et pour cela, une seule solution : maintenir en bon état de marche.
Si l’assistance a historiquement plutôt été effectuée sur site, elle évolue de plus en plus vers des actions en « remote ».
Dans ce contexte, la maintenance à distance des équipements techniques est-elle encore une option ou devient-elle une évolution incontournable ? Et quelles sont les contraintes et risques d’une telle organisation ?
1. La maintenance à distance d’équipements techniques : un incontournable !
Bien gérer une installation technique suppose à la fois :
- De surveiller son bon fonctionnement,
- De détecter, diagnostiquer et résoudre un dysfonctionnement,
- De régler en distanciel certaines pannes.
1.1. Comment éviter les arrêts ?
La télégestion est incontournable car elle représente une réduction importante des coûts opérationnels. En effet, 63%* des déplacements de support étant motivés par de simples vérifications, pouvoir le faire en remote représente ainsi des leviers d’économie très importants.
Cela permet également de réduire le délai de remise en service, un indicateur qui fait bien souvent partie du cahier des charges des prestataires.
C’est de plus, une évolution qui se calque sur celle de la logistique industrielle dans son ensemble. En effet, avant la seconde guerre mondiale, les machines sont robustes et un entretien curatif suffisant. Après-guerre, la production augmente et avec elle, leur exploitation. Au fil des années, les exigences sont de plus en plus sévères et l’intolérance aux temps d’arrêts augmente.
La maintenance devient alors prédictive et se développent les systèmes de GMAO (Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur) et la télégestion.
1.2. Le nécessaire recueil de données
Si la télémaintenance a comme motivation initiale de réduire les coûts de déplacement et de permettre une meilleure continuité de service, on assiste depuis quelques années au développement de la supervision.
La supervision est un système de contrôle, d’acquisition et de traitement de données à grande échelle. Le besoin est donc de récupérer des multitudes de data en temps réel pour alimenter une télégestion centralisée et une GMAO.
Dans ce contexte, la connexion est quasi permanente et le volume d’informations qui circulent est conséquent.
Les principales composantes d’un système télégéré sont les suivantes :
- Des équipements techniques connectés,
- Des accès qui permettent de se connecter aux installations,
- Des systèmes d’administration et supervision.
1.2.1. Comment recueillir ces data ?
Quelle que soit la configuration d’un système télégéré, la remontée, la circulation et le traitement des informations sont centrales.
Ainsi, l’équipement technique délivre des renseignements qui seront exploités pour un fonctionnement optimal.
Il existe plusieurs façons de les récupérer :
- La méthode manuelle tout d’abord : l’opérateur récupère les éléments manuellement et les intègre dans le système de gestion.
- L’identification des équipements via le RFID (identification par radio fréquence).
- Les échanges entre machines (système M2M, Machine to Machine) : les machines dialoguent entre elles, en suivant des canaux identifiés et séparés.
- La connexion d’un ensemble d’équipements techniques (SCADA : Système de Contrôle et d’Acquisition des Données).
Les systèmes SCADA existent depuis les années 80 et ont connu des évolutions importantes.
Ainsi, la première génération consistait à mettre en place une surveillance de processus industriels monolithiques, c’est-à-dire décorrélés des autres systèmes informatiques.
Avec la deuxième et troisième génération les informations sont partagées via le réseau informatique local (LAN) puis le réseau informatique étendu (Wan).
La quatrième génération quant à elle (SCADA 4.0) est basée sur l’Internet des objets (IOT) et la connexion se fait alors via Internet.
Le terme d’Internet des objets, inventé par Kevin Ashton en 1999, décrivait à son origine un dispositif dans lequel le réseau Internet est connecté au monde physique par l’intermédiaire de capteurs. Très rapidement, l’expression Internet des objets est devenue courante.
Sa définition actuelle est la suivante : « Un système de dispositifs informatiques, de machines mécaniques et numériques, d’objets, d’animaux ou d’individus interdépendants qui sont dotés d’identifiants uniques et de la possibilité de transférer des data via un réseau sans nécessiter une interaction homme à homme ou homme à ordinateur. »
1.2.2. Comment gérer les data ?
Une fois que ces informations sont remontées, il faut les utiliser et les gérer.
Toutefois, leur gestion est très variable en fonction du degré d’automatisation et d’interconnexion des dispositifs.
Si l’on prend le simple exemple d’un dépannage, ce dernier peut être effectué de différentes façons :
- Un opérateur prend la main et intervient à distance
- Le système prend la main sur l’équipement et effectue la réparation, sans intervention humaine
- Autonomie complète avec analyse, corrections et évolutions intrinsèques des processus et fonctionnements. On parle alors d’hypervision et d’intelligence artificielle.
Dans ce dernier cas, les équipements techniques sont interconnectés et interagissent entre eux, on parle alors d’IIOT (Internet Industriel des Objets).
Équipés de capteurs, ces appareils ont pour rôle de collecter des données tout en surveillant le contexte dans lequel ils opèrent.
Une fois collectées, elles sont analysées, vérifiées, ce qui permet la résolution du problème. Le reporting est automatisé grâce à leur compilation et croisement.
Les systèmes hypervisés permettent ainsi de mettre en œuvre un processus d’amélioration continue : GTB (gestion technique du bâtiment) ou GTC (gestion technique centralisée) pour le bâtiment, MES (Manufacturing Execution System) pour le pilotage de la production en industrie, ils sont connectés aux logiciels d’administration : GMAO, ERP (Enterprise Ressource Planning).
Même si les technologies de connexion sont variées et quelle que soit leur utilisation, les objets connectés, IOT ou IIOT, vont connaître un essor considérable.
Ainsi, selon de le rapport de l’International Data Corporation (IDC) de juillet 2020 « Business Model for the Long-Term Storage of Internet of Things Use Case Data », le nombre total d’appareils connectés atteindra 55,9 milliards dans le monde d’ici 2025.
Les données générées par ces derniers seront alors de 79,4 Zb (Zettabit). La consommation des machines utilisées dans l’industrie représentera 30 % de ces 79,4 Zb en 2025.
De fait, quelle que soit la typologie de liaison, la pierre angulaire de l’organisation repose sur la connexion possible entre l’équipement physique et le système informatique.
1.3. L'importance des accès distants
Plusieurs possibilités existent quant au déploiement d’accès distants des équipements techniques.
1.3.1. Les solutions techniques de connexions
- Accès par une ligne téléphonique
- L’accès peut être réalisé via une ligne téléphonique. Ce type d’accès correspond à des installations anciennes mais représente une base existante conséquente.
- Accès par un logiciel de prise en main distancielle
- Ces logiciels dédiés permettent de visualiser un écran sur site. Les informations transitent alors par Internet.
- Les routeurs industriels
- Il s’agit d’un équipement qui permet la connexion entre le ou les objet(s) connecté(s), en individuel ou en réseau local, et Internet.
Les routeurs industriels sont spécifiques car ils sont installés dans des environnements exigeants. Souvent compacts, ils sont également résistants aux chocs et aux températures extrêmes. ADSL, 3G, 4G ou 5G, ils intègrent une carte SIM d’un opérateur télécoms et des câbles Ethernet ou une connexion Wifi.
La connexion se fait alors via Internet.
L’accès peut être direct ou via une connexion VPN sur le boitier (VPN : Virtual Private Network, réseau privé virtuel) - Des cartes SIM
- Carte M2M, il suffit de l’insérer directement dans l’équipement.
1.3.2. Le choix du type de connexion
Pour choisir le type de connexion Internet idéal pour optimiser la maintenance à distance, il faut prendre en compte quatre paramètres :
- La portée (éloignement sur lequel la connexion reste fiable)
- La bande passante (combien de temps pour acheminer le volume de données nécessaires)
- La consommation d’énergie
- La compatibilité de connexion avec le parc existant
Les réseaux courtes distances permettent de connecter les objets sur quelques centimètres à quelques mètres.
Pour en citer quelques-uns :
- Le Bluetooth (portée environ 10m, faible consommation d’énergie, bande passante intermédiaire)
- Le Wifi (portée environ 35m / important débit data (400 Mbit/s mais fort consommateur d’énergie)
- Le RFID (dédié à l’identification jusqu’à 100m)
Les réseaux longues distances :
- Les réseaux cellulaires : GSM / 3G / 4G / 5G particulièrement adaptés à l’IOT, mais consommateurs en énergie. Dans ce cas, l’objet se connecte au réseau grâce à une carte SIM M2M.
- Le LPWAN non cellulaire (Low Power Wide Area Network). Réseau de plusieurs dizaines de kilomètres carrés mais utilisant peu d’énergie (car peu de bande passante). Utilisé pour faire circuler de très petits volumes de data, entre 300 bits/s et 50 kbit/s, sur une étendue jusqu’à 40 kilomètres et à travers des obstacles (murs, sous terre) en consommant le moins d’énergie possible (Sigfox, LORA par exemple).
- Le LPWAN cellulaire : quand il faut faire circuler des données plus conséquentes (photos ou vidéos notamment). La technologie LTE-M allie basse consommation d’énergie et longue portée. Basée sur le réseau cellulaire, elle sera à terme intégrée à la 5G mais fonctionne actuellement avec le réseau 4G. Elle ne nécessite pas de déployer de nouvelles antennes et peut ainsi être utilisée sur la presque totalité du territoire métropolitain, notamment en zone rurale. Et surtout, cette technologie permet de connecter des équipements à l’intérieur de bâtiments dans des endroits semi-enterrés ou enterrés (parkings, ascenseurs). Elle permet donc d’optimiser directement la maintenance d’équipements techniques, complexes à relier jusque-là. Pour les ascenseurs notamment, il est difficile de créer un système de surveillance distant, car les contrôleurs de manœuvre, machines, … sont situés dans des zones fermées, au cœur des bâtiments.
C’est grâce à la multiplication de ces technologies de connexion que la télémaintenance informatique et l’hypervision des équipements techniques connaissent un formidable développement.
Mais cette ouverture sans précédent des échanges de données implique également des risques.
1.3.3. Comment protéger ses équipements techniques lors de connexions éloignées ?
La sécurité est l’une des préoccupations majeures lors de la mise en place d’une solution de télémaintenance.
En effet, ouvrir des accès à distance implique que l’on peut pénétrer au cœur des systèmes et provoquer incidents, arrêts de production, voire destructions.
La question a toujours été d’actualité, mais devient critique avec la multiplication du parc des objets connectés, le développement de la smart city et l’augmentation permanente des menaces qui font l’actualité de façon quotidienne.
Avec des accès permanents à Internet, la réflexion concernant la cybersécurité devient centrale : depuis la simple malveillance humaine (mot de passe non modifié après un licenciement par exemple), boitiers restant connectés à la fin d’une intervention, connexion conservée par un ancien prestataire de service dont le contrat est résilié depuis longtemps, mots de passe communs à toutes les entreprises d’un constructeur car le client ne peut les changer, obsolescence et vulnérabilité des logiciels intégrés dans les matériels, hacking sur l’équipement et sur le réseau de l’usine par capillarité, blocage de feux rouges dans une smart city… les risques sont légion.
Avec la convergence entre OT (Operational Technology ou utilisation de matériel et logiciel pour contrôler les machines industrielles) et IT (Information Technology), les risques sont désormais autant liés à la sécurité informatique qu’à la sécurité physique.
Le législateur européen a d’ailleurs clairement identifié le danger que ces connexions permanentes et innombrables représentent pour les entreprises mais également pour les pays eux-mêmes avec des cyberattaques de grande ampleur sur des services à importance vitale (chemin de fer, eau, électricité…)
Ainsi, depuis 2021, le projet de la commission européenne « Cybersecurity Resilience Act » a pour vocation de fixer un cadre européen de certification de cybersécurité des objets connectés à Internet.
Le règlement définit des processus de certification et une gouvernance pour l’adoption de schémas. Il précise les rôles et responsabilités des Etats membres et la portée de la certification avec plusieurs niveaux d’assurance.
Trois niveaux sont ainsi définis :
- Le niveau élémentaire qui cible typiquement des objets grand public, non critiques (exemple : IoT)
- Le niveau substantiel qui cible le risque médian (exemple : informatique en nuage – Cloud)
- Le niveau élevé qui cible les solutions pour lesquelles il existe un risque d’attaques menées par des acteurs avec des compétences et ressources significatives (exemple : véhicules, dispositifs médicaux connectés, smart city).
La télémaintenance des équipements techniques a considérablement évolué au cours des années. Optionnelle il y a encore quelque temps, elle devient incontournable et notamment dans un contexte d’IOT où l’hypervision est de mise et où les clients attendent une assistance rapide.
Elle se heurte cependant à des difficultés liées notamment aux empilements de versions de matériels et de modes de connexion.
Ces différentes strates génèrent des contraintes et des risques (cybersécurité) qui imposent de réfléchir à la manière de développer ou initier une télémaintenance d’équipements techniques.
La solution réside alors dans le choix pertinent et étudié des outils et des modes de connexion !
2. Qu’est-ce qui rend la télémaintenance avantageuse ?
2.1. La maîtrise du parc matériel : un préalable indispensable
Les équipements techniques sont nombreux et très différents selon leur cadre d’utilisation.
On en distingue 2 principaux types :
- Les machines industrielles qui remplissent diverses fonctions : production, stockage, transformation, ou conditionnement.
- Les installations du bâtiment : chauffage, ventilation, climatisation, électricité, plomberie, ascenseur, etc.
Ces différentes strates génèrent des contraintes et des risques (cybersécurité) qui imposent de réfléchir à la manière de développer ou initier une télémaintenance d’équipements techniques.
La solution réside alors dans le choix pertinent et étudié des outils et des modes de connexion !
Tous ont en commun qu’ils sont indispensables au bon usage du site sur lequel ils sont installés.
Centraux dans la performance de l’entreprise, ils doivent ainsi offrir un fonctionnement optimal mais également garantir la sécurité des usagers et du personnel qui les exploite.
De quelques dizaines à plusieurs centaines, le nombre d’équipements techniques varie. Les lieux d’implantation peuvent aussi être divers.
Variés, nombreux, dispersés, avec chacun de multiples versions en fonction des évolutions, ils imposent une organisation complexe et maîtrisée.
Cette gestion est impérative car elle induit notamment :
- Des gains de temps
- Une optimisation des coûts
- Une sécurité de l’environnement de travail
- Le respect des délais de production
- La qualité du produit fabriqué
- Sa conformité
- La préservation de l’environnement.
2.2. Le maintien en bon état de marche : quelles sont les options ?
Entretenir ses installations permet d’assurer rentabilité, productivité, sécurité, conformité, fiabilité et compétitivité.
Il est important également de bien comprendre la terminologie en faisant notamment la distinction entre entretien et maintenance.
L’entretien désigne les actions qui permettent de tenir en bon état de fonctionnement du matériel ou des installations. Mais ces actions n’évitent pas le vieillissement ou la dégradation normale.
La maintenance, en revanche, prolonge la durée de vie. Elle est définie comme « l’ensemble de toutes les actions techniques, administratives et de management durant le cycle de vie d’un bien, destinées à le maintenir ou à le rétablir dans un état dans lequel il peut accomplir la fonction requise » (norme NF EN 13306).
Cette norme, initiée en juin 2001 et révisée en 2017, définit ainsi les termes utilisés pour tous types d’organisations, indépendamment de la catégorie de bien considéré (elle exclut les logiciels sauf ceux intrinsèques au matériel qui doivent alors être « considérés »).
Elle rappelle notamment qu’il est de la responsabilité de toute organisation de définir sa stratégie selon trois critères principaux :
- Assurer la disponibilité du bien pour la fonction requise, souvent au coût optimum,
- Tenir compte des exigences de sécurité relatives au bien pour le personnel et si cela est nécessaire, tenir compte des répercussions sur l’environnement,
- Améliorer la durabilité du bien et/ou la qualité du produit ou du service fournis, en tenant compte des coûts si nécessaire.
Elle place donc la maintenance au cœur de la stratégie d’entreprise et en rappelle les différents types dont :
- Préventive : exécutée à des intervalles prédéterminés ou selon des critères prescrits et destinée à réduire la probabilité de défaillance ou la dégradation du fonctionnement d’un bien.
- Corrective : exécutée après détection d’une panne et destinée à remettre un bien dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise.
- Télémaintenance : exécutée sans accès physique du personnel au bien.
2.3. Le maintien en bon état de marche : quelles sont les options ?
Considérons par exemple les équipements techniques du bâtiment. Parmi cette catégorie, les réalités sont hétérogènes entre les différentes familles.
Si la maintenance des équipements techniques est de fait incontournable, les contraintes sont notables.
En effet, en nous concentrant sur le seul périmètre du bâtiment, nous parlons déjà de plusieurs centaines de types de matériels.
Tout d’abord les familles : chauffage, climatisation, ascenseurs, organisation globale du bâtiment, mais aussi plomberie, courants forts, éclairage, sécurité des biens et des personnes. Chacune fait l’objet de normes, obligations et contraintes techniques spécifiques. Mais toutes ont pour objectif d’assurer le bon usage des bâtiments.
Pour chaque famille, imaginez ensuite le nombre de possibilités de typologies, marques et versions !
Face à cette diversité, les techniciens doivent compter sur leur connaissance approfondie de chaque équipement.
Ces équipements fonctionnant pour la plupart en permanence, garantir une activité 24h/24 et 7j/7 et donc un dépannage à toute heure du jour et de la nuit devient une véritable gageure pour le gestionnaire ou propriétaire du patrimoine immobilier.
Quelques exemples :
- Pour l’agence d’un acteur spécialisé dans le multitechnique pour la climatisation, le froid et la cuisine :
-
- Nombre d’installations à entretenir : 10 000 dont 15% avec une technicité particulière.
- Trajet maximal entre 2 points de dépannage : 200 Km.
- Amplitudes horaires : 24h/24 et 7j/7.
- Pour un spécialiste des services aux industriels :
- 30 clients avec pour chacun 1500 références et pour chacune d’entre elles, des nomenclatures spécifiques qui imposent la logistique de stocks et de pièces critiques.
- Un métier dans lequel chaque panne signifie l’arrêt de production d’un site et donc un risque pour la productivité générale de l’entreprise !
2.4. Le dépannage en astreinte : une complexité accrue
Voici ce qui survient fréquemment lors de demandes de dépannage en astreinte :
- 1. Le client, son représentant ou une centrale de télésurveillance appellent le technicien.
-
- Le détail fourni est bien souvent succinct, d’autant plus si l’appel est passé par le gardien de nuit du site ou la centrale de télésurveillance qui relaie simplement une alarme technique. Le technicien d’astreinte doit donc se rendre sur le site pour valider la gravité de la panne.
- Ce dernier est potentiellement déjà en intervention. Il risque de devoir effectuer des dizaines de kilomètres pour se rendre sur le nouveau site. Tout cela rallonge considérablement les délais du dépannage.
- 2. Il arrive sur site et les difficultés se succèdent :
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- Le site est parfois fermé (ex, un magasin) et dans ce cas, il faut que le responsable vienne sur place pour ouvrir.
- Si le gardien de nuit du site vient l’accueillir, bien souvent, il ne sait pas où se trouve l’équipement concerné.
- Le site peut être isolé ou dans un environnement à risques.
- 3. Il effectue alors un premier diagnostic :
-
- Il s’agit d’une panne simple sur un appareil qu’il connaît, il le remet en route
- Il s’agit d’un problème sur un équipement dont il ne maîtrise pas la technicité, il renvoie l’intervention à l’équipe de jour.
- Il faut remplacer une pièce, il transmet à l’équipe de jour le la référence de la pièce à commander.
De ce fait, le processus de dépannage en astreinte est long, coûteux et ne permet pas systématiquement une remise en route immédiate des appareils.
2.5. Avantages de la télémaintenance
Imaginez que l’équipement technique soit supervisé à distance, dans ce cas :
- L’analyse de la panne est effectuée par le système : plus besoin d’un déplacement pour réaliser le diagnostic.
- La localisation de l’équipement est précise : même si le technicien doit se déplacer, il sait immédiatement où se rendre.
- Certaines pannes peuvent se régler en remote : plus besoin de se rendre systématiquement sur le site pour le dépannage.
- Le système peut devancer l’incident : il alerte parfois avant que la panne ne se produise, permettant ainsi aux équipes de jour de réaliser une action préventive ciblée.
Sources
- Matooma – Introduction aux réseaux IoT : une vue d’ensemble
- Modisfrance – Industrie 4.0: L’Internet industriel des objets (IIoT)
- Orange – Cybersécurité et télémaintenance des systèmes industriels
- Getcontromaestro – Télégestion et supervision : des outils devenus incontournables
- Silicon – Scada : comment protéger les infrastructures vitales
- Factoryfuture – TOUT SAVOIR SUR LES SYSTÈMES SCADA
- Digikey – Principes de base : IoT, IIoT, AIoT et en quoi ils représentent l’avenir de l’automatisation industrielle
- Redhat – Les technologies d’exploitation, qu’est-ce que c’est ?
- Mobility Work – Histoire et évolutions de la maintenance industrielle
- Td-Maintenance – L’évolution de la maintenance industrielle : https://bit.ly/38x9Vdb
- Supervision-informatique – Pourquoi Superviser ses installations techniques ?
- Appvizer – Bichonnez vos machines avec une gestion des équipements optimisée
- Apave – La maintenance : un levier de performance
- Le moniteur – Entretien et maintenance du bâtiment
- Norme NF EN13306 : terminologie de la maintenance