Transparence maximale des données relatives aux objets et aux processus grâce à Smart-ID Edge
Leuze SmartID-Edge contrôle un réseau de systèmes d'identification et de capteurs pour les exigences de suivi et de traçabilité dans la production et la chaîne d'approvisionnement. La communication sécurisée entre les scanners 1D ou les systèmes de caméras 2D s'effectue au niveau périphérique à l'aide d'OPC UA et de l'intégration complète de la spécification AutoID Companion.
L'avantage : chaque objet à identifier n'est pas seulement représenté par son code, mais également mappé sur une balise virtuelle dans le système périphérique. D'autres informations relatives au processus, à l'état et aux capteurs peuvent ensuite être attribuées à la balise virtuelle. Ces données sont disponibles en temps réel dans tous les processus. L'échange de données est même synchronisé au-delà des limites du réseau. Cela signifie que toutes les informations nécessaires au suivi continu des processus sont instantanément disponibles au niveau du terrain. Cela allège la charge des systèmes informatiques de niveau supérieur tels que les MES.
La numérisation et la mise en réseau sont des thèmes centraux de notre époque. Dans le domaine industriel, elles façonnent des concepts tels que l'industrie 4.0 et l'Internet industriel des objets (IIoT). La mise en réseau joue un rôle particulièrement crucial dans les systèmes d'automatisation actuels de la production et de la logistique.
L'objectif ici est de pouvoir consulter à tout moment l'état exact des processus de production et de conserver une vue d'ensemble complète des données pertinentes pour la production au niveau du terrain. Cela soulève des questions clés telles que : comment les utilisateurs peuvent-ils obtenir efficacement une transparence maximale dans leurs processus de production ? Et quel est le niveau de sécurité de la communication entre les participants au réseau ?
De multiples exigences pour une identification efficace
Les systèmes d'automatisation modernes dans la production ou l'intralogistique disposent d'un certain nombre de systèmes de contrôle, de capteurs et d'actionneurs. Ceux-ci sont mis en réseau entre eux via une communication basée sur Ethernet ou des systèmes de bus de terrain et peuvent échanger des données.
Les capteurs génèrent des signaux basés sur des événements pour activer les processus de production ou fournir des valeurs de mesure afin de contrôler le bon déroulement des processus de production et le respect des exigences de qualité. Les systèmes d'identification automatique tels que les systèmes de caméras 2D et les lecteurs RFID identifient les objets, les supports de charge et les conteneurs dans la production et dans le flux de matériaux.
Les systèmes d'identification modernes doivent généralement être capables de traiter des quantités variables de données et différents systèmes de codes, en fonction de l'objet à identifier. Avec les codes 1D/2D classiques, ces possibilités sont toutefois limitées, car les codes-barres standardisés tels que le Global Trade Item Number (GTIN) ne fournissent qu'une quantité de données définie, immuable et plutôt faible. De plus, un code-barres nécessite toujours l'accès à un système informatique de niveau supérieur, tel que MES ou ERP, où est stocké l'enregistrement complet des données que le code-barres représente.
La RFID bénéficie de la flexibilité des supports de données (« tags ») utilisés, en plus des autres avantages du principe physique. Ceux-ci disposent généralement d'une mémoire électronique librement programmable, ce qui signifie que les données relatives aux produits et aux processus requises pour des situations spécifiques peuvent être stockées directement sur l'objet. Pour des raisons économiques ou techniques, il n'est toutefois pas toujours pratique ou possible d'utiliser la RFID. Les changements fréquents de support, du code-barres à la RFID, sont également indésirables dans les processus de production continus, car ils entraînent une augmentation des efforts dans les processus d'automatisation et le traitement des données.
SmartID-Edge : une utilisation plus intelligente des données
C'est là qu'intervient le concept SmartID-Edge de Leuze. Il utilise des mécanismes RFID standardisés pour traiter et stocker les données d'identification tout en conservant la technologie classique des codes-barres optiques. Pour ce faire, il relie les structures de données RFID et les jeux de commandes aux scanners de codes-barres standard et aux scanners basés sur caméra en utilisant OPC UA comme norme d'échange de données et une spécification AutoID Companion entièrement intégrée.
Chaque code-barres physique se voit attribuer une étiquette RFID virtuelle, qui est stockée dans une base de données sur un serveur périphérique. Les données sont échangées au niveau du terrain exclusivement entre les appareils de lecture de codes-barres et le serveur périphérique. Le système de contrôle du système, par exemple un API, n'a pas accès au serveur périphérique – l'API ne peut accéder qu'aux systèmes d'identification par codes-barres, bien que ceux-ci se comportent comme des systèmes RFID.
Cela ouvre des possibilités sans précédent pour enrichir les données lors de l'identification d'objets dans le processus de production : en plus de l'identifiant unique de l'objet, les informations d'état sur le système d'identification ainsi que la qualité de lecture et d'autres données de processus et d'état peuvent être stockées dans un enregistrement de données. Cet enregistrement de données est accessible directement en temps réel au niveau du terrain. Les requêtes aux systèmes MES et ERP ne sont plus nécessaires, ce qui allège le trafic de données dans les réseaux et libère des ressources système au niveau informatique.
Plusieurs réseaux locaux de capteurs et d'identification automatique peuvent être synchronisés via des serveurs périphériques distribués. Cela signifie que tous les événements d'identification sont disponibles à tout moment sur l'ensemble du réseau. La mise en relation de ces événements locaux avec les informations associées stockées dans la base de données périphérique tout au long du cycle de vie de la production constitue ainsi la base du jumeau numérique. Cela peut même être réalisé au sein d'une chaîne d'approvisionnement avec différents fournisseurs et usines en étendant le serveur périphérique avec une API et une connexion cloud. Cela permet à la logistique de fonctionner plus efficacement, élimine la saisie manuelle des données et évite les transitions complexes entre les systèmes dans les logiciels de gestion d'entreprise (ERP).
Sécurité maximale
Les mesures de communication sécurisée sont essentielles pour une utilisation fluide et sans problème des systèmes en réseau. La solution SmartID-Edge offre ici plusieurs mécanismes de sécurité intégrés. Les composants d'automatisation modernes et les systèmes d'identification avec communication via des interfaces Ethernet ou des bus de terrain tels que ProfiNet, Ethernet/IP ou EtherCAT disposent de serveurs web intégrés. Les serveurs web permettent un accès pratique aux appareils du réseau local.
Pour répondre aux exigences élevées en matière d'adaptabilité, de précision et de performances, les mises à jour nécessaires du micrologiciel de l'appareil doivent être rapides, fiables et sécurisées. Les améliorations fonctionnelles reconnues peuvent ainsi être mises en œuvre sans remplacer l'appareil et les nouvelles fonctions peuvent être implémentées automatiquement.
Dans le même temps, il faut s'assurer que seul le micrologiciel autorisé est chargé dans l'appareil et que le transfert de données ne peut pas être manipulé. Ces exigences en matière de sécurité de la transmission des données deviennent des pierres angulaires fondamentales des systèmes d'automatisation modernes qui communiquent localement dans des réseaux et via des systèmes cloud, notamment en raison de la loi européenne sur la cyber-résilience.
OPC UA fournit une plateforme de communication interopérable basée sur Ethernet qui intègre un cryptage de bout en bout. En outre, la spécification OPC UA Device Interface Part 100 définit une procédure indépendante du fournisseur pour effectuer et gérer les mises à jour logicielles. La procédure de chargement direct est recommandée pour les appareils dont les ressources matérielles sont limitées. Le nouveau logiciel est transféré sous forme d'archive de fichiers, chaque fichier étant vérifié par son en-tête spécifique et installé immédiatement après avoir été décompressé. Après une dernière vérification, l'appareil est redémarré.
Toutes les communications via OPC UA, et donc également le téléchargement du logiciel, sont sécurisées par l'échange de certificats entre le client et le serveur. L'échange automatisé de certificats via un serveur Global Discovery Server (GDS) externe garantit la gestion centralisée des applications et des certificats dans l'ensemble du réseau OPC UA. La communication entre les participants au réseau répond ainsi aux exigences de sécurité les plus élevées : les données ne peuvent pas être manipulées. Cela garantit que chaque appareil fonctionne toujours avec le dernier firmware et, surtout, exclusivement avec le firmware d'origine.
Résumé
SmartID-Edge offre une plateforme puissante pour la mise en réseau des systèmes d'identification au niveau du terrain. Le concept spécial de traitement des données à l'aide de serveurs périphériques et de supports de données virtuels offre une transparence maximale dans les applications de suivi et de traçabilité, ainsi qu'un accès efficace aux données relatives aux objets et aux processus à chaque étape de la chaîne d'approvisionnement en temps réel. Il répond également aux exigences élevées en matière de cyber-résilience grâce à ses mécanismes de sécurité intégrés.
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