Économie circulaire, DPP et réduction de l'empreinte carbone

Les chaînes logistiques efficaces et le commerce de détail, y compris les achats quotidiens, ne sont plus concevables sans les technologies d'identification automatique. Chacun d'entre nous utilise quotidiennement les technologies d'identification automatique, souvent sans même y penser. Les RFID et les d'identification 1D ou 2D font désormais partie intégrante de notre vie quotidienne. Il en va de même pour les processus de paiement basés sur la technologie NFC-based payment processes.

Mais à l'avenir, les technologies AIDC (identification automatique et capture de données) seront utilisées de manière encore plus diversifiée. Ces technologies font bien sûr beaucoup plus que simplement identifier. Des informations supplémentaires peuvent être ajoutées à un objet. La combinaison de la technologie RFID et des capteurs permet également, par exemple, de saisir directement l'état d'un objet : le conteneur de transport 4711 est à moitié plein et se trouve actuellement à une température de 25 °C.

Quel est le rapport avec le Pacte vert pour l'Europe ? Eh bien, les idées du Pacte vert peuvent être lues directement sur le site de la Commission européenne. L'un des aspects est un programme d'investissement de plusieurs centaines de millions d'euros, qui comprend des solutions et des processus de numérisation tournés vers l'avenir. Sans une automatisation et une numérisation progressives, bon nombre des objectifs du Pacte vert pour l'Europe ne peuvent être atteints.

La technologie AIDC et l'interopérabilité des différents systèmes, c'est-à-dire l'échange de données et d'informations, jouent un rôle crucial dans l'expansion de l'économie circulaire, qui vise à utiliser efficacement les ressources et les matières premières afin de réduire considérablement l'empreinte carbone de chacun d'entre nous.

Entretien avec Olaf Wilmsmeier et Stefan Hoppe

Économie circulaire | DPP | Réduction de l'empreinte carbone

Wilmsmeier : Sous l'impulsion des initiatives de la Commission européenne, un nombre croissant de produits sont actuellement munis d'étiquettes Auto-ID. Des termes tels que « passeport numérique du produit » avec des informations telles que « empreinte carbone du produit » ou, dans le cas des batteries, « passeport de la batterie » devraient désormais être familiers à tous les acteurs du secteur. Une identification claire et standardisée des objets physiques est ce qui rend cela possible. Cette identification doit être possible entre les entreprises et les applications. Les enregistrements de données seront liés aux identités.

Wilmsmeier : Eh bien, l'identification d'objets tels que les biens de production n'est qu'un début. L' e jumeau numérique associé, c'est-à-dire une image numérique qui contient toutes les données pertinentes telles que la composition, la date et le lieu de production, ainsi que les valeurs caractéristiques clés de l'ensemble du cycle de vie, nécessite également une technologie de capteurs afin d'être automatiquement alimenté avec les données correspondantes.

La combinaison de la technologie Auto-ID et de la technologie des capteurs est donc une évolution logique. Cela est techniquement possible depuis de nombreuses années et est de plus en plus utilisé dans la pratique. Pour tous ceux qui souhaitent en savoir plus sur ce sujet particulier, je vous renvoie à la nouvelle édition du livre blanc « RFID & Sensor Technology » (RFID et technologie des capteurs) récemment publié par l'association AIM-D.

Wilmsmeier : Le CEN/CENELC a été chargé par l'UE d'élaborer des normes pour la mise en œuvre du passeport numérique des produits. La spécification de l'identifiant est également en cours d'élaboration au sein du JTC24. L'accent est mis en particulier sur les codes 2D et la RFID HF (NFC), mais la RFID UHF est également prise en considération.

À mon avis, la RFID UHF est particulièrement cruciale pour les processus industriels, notamment pour la mise en œuvre de processus de recyclage automatisés. Il reste à voir si les codes 2D seront encore lisibles après des années d'utilisation du produit, ce qui dépendra certainement du produit et de l'utilisation prévue.

La technologie NFC est compatible avec les smartphones, ce qui est un avantage, en particulier si vous souhaitez fournir au consommateur final des informations relatives au produit. Cependant, la portée de cette technologie est très limitée, tout comme la détection groupée de plusieurs objets. Il reste à voir si les spécifications techniques et les réglementations actuelles feront leurs preuves dans la pratique lorsqu'il s'agira de mettre en œuvre une économie circulaire efficace.

Wilmsmeier : L'idée est qu'à l'avenir, un très large éventail de produits et d'industries sera concerné. Ce sera certainement le cas chaque fois qu'une économie circulaire contribuera à améliorer la compatibilité environnementale. Plus précisément, le passeport pour les batteries sera introduit en 2027. Les spécifications à cet effet sont déjà définies.

Les batteries industrielles devront alors être identifiées à l'aide d'au moins un code 2D et liées à un jumeau numérique, le passeport numérique des produits pour les batteries. L'objectif est d'utiliser les batteries de la manière la plus efficace possible tout au long de leur cycle de vie, y compris en réutilisant plusieurs fois les cellules de batterie dans différentes applications au cours de leur cycle de vie. Enfin, il y a le processus de recyclage proprement dit.

Mais les batteries ne sont qu'un début. Les industries textile et de la construction, par exemple, devraient suivre. Il est prévu que presque toutes les industries et applications soient concernées au cours des prochaines années.

Il ne faut pas oublier non plus que, parallèlement, la divulgation de l'empreinte carbone des produits individuels devient de plus en plus obligatoire. C'est la seule façon de déterminer enfin l'empreinte carbone d'un produit fini, par exemple une voiture. De nombreuses entreprises industrielles, des fabricants de connecteurs aux fabricants de transpondeurs, travaillent déjà à la mise à disposition de ces données.

L'Industrial Digital Twin Association (IDTA) promeut l'Asset Administration Shell (AAS) comme jumeau numérique des produits. Cependant, ceux-ci sont encore souvent basés sur des données statiques, généralement des informations provenant de fiches techniques, de dessins, etc.

Hoppe : Le défi réside dans le fait que « le monde des affaires » semble seulement réaliser aujourd'hui qu'une grande variété d'informations doit être échangée, non seulement vers le jumeau numérique et, si souhaité, vers un AAS, mais aussi vers des salles de données, le métaverse et d'autres applications informatiques. L'OPC UA est précisément la solution dans ce cas, lorsque différents appareils ou services informatiques de différents fournisseurs souhaitent ou doivent échanger des informations.

Beaucoup considèrent OPC UA comme un protocole pour le monde OT, mais ce n'est pas le cas. Il s'agit d'une définition d'interface qui peut d'abord décrire les informations à échanger, puis fournir les chemins de transport (tels que TCP, UDP, MQTT, interface REST, transfert de fichiers), avec une sécurité intégrée, bien sûr.

Il y a deux ou trois ans, nous avons déjà créé un démonstrateur avec le « Digital Twin Consortium » où une instance d'un actif, c'est-à-dire un jumeau numérique, a été créée dans le périphérique ou le cloud en un seul clic, pour ainsi dire comme une instance de serveur OPC UA, qui est ensuite accessible via « OPC UA over MQTT » et REST.

La démonstration a été élargie en 2023 avec le « passeport produit numérique » et la mise en œuvre concrète du passeport batterie. Pour la démonstration de la batterie, nous nous sommes appuyés sur la sémantique du Berlin Battery Consortium et l'avons mise en œuvre en seulement 4 heures dans une instance de serveur OPC UA exécutable et en coopération avec Huawei sur une batterie.

Je tiens à préciser ici que l'OPC UA est en passe de devenir le langage de modélisation dominant dans le domaine de l'automatisation. À ce jour, plus de 150 actifs ont déjà été modélisés avec l'OPC UA dans les spécifications dites « Companion Specifications », par exemple pour le robot, la machine à tabac, le dispositif d'identification automatique, la pompe, la friteuse – toutes les descriptions sont disponibles gratuitement.

Il est désormais sensationnel que des fournisseurs de cloud tels qu'Alibaba Cloud, AWS, Google, Huawei, Microsoft et SAP se soient associés au sein de l'« OPC Foundation Cloud Initiative » afin non seulement d'assurer le transport standardisé des données « OPC UA over MQTT », mais aussi de conserver le contexte des informations décrites via OPC UA dans le cloud.

Cela signifie qu'aucune information provenant des Companion Specs n'est perdue et, deuxièmement, que les langages de modélisation OPC UA sont compris par tous les principaux fournisseurs de cloud. C'est en fait la grande tendance dans le domaine de l'automatisation – quel que soit le niveau concerné – terrain, périphérie, cloud – OPC UA joue un rôle central – j'en parlerai également lors de la conférence.

Hoppe : Tout d'abord, je tiens à souligner qu'il n'existe pas de définition claire du jumeau numérique à l'échelle mondiale. Par exemple, nous avons mis en œuvre les jumeaux numériques que je viens de décrire comme « en un clic » en open source avec le Digital Twin Consortium. Il existe certainement de nombreuses autres définitions du jumeau numérique et, à l'heure actuelle, aucune d'entre elles ne permet d'échanger des informations avec les autres. Malheureusement, auparavant (avant la création de l'IDTA), l'AAS avait défini son propre langage de métamodélisation, incompatible avec OPC UA et moins puissant.

Il y a deux ans, nous avons déjà montré que la technologie OPC UA, plus puissante, permettait de charger très facilement les sous-modèles AAS dans le serveur OPC UA, qu'ils soient ensuite exécutables dans le PLC, en périphérie ou dans le cloud, avec toutes les interfaces, y compris le transfert de fichiers et la sécurité déjà testée. Il a fallu 4 jours pour écrire un convertisseur des sous-modèles AAS vers les spécifications UA Companion, que nous avons validé sur les 3 sous-modèles véritablement pertinents ainsi que sur l'empreinte carbone.

Je ne veux pas nier ici le conflit technique entre l'OPCF et l'IDTA, mais en tant que président, je ne peux imposer aucune restriction artificielle aux applications dans un marché libre : « vous ne pouvez pas mettre en œuvre l'AAS avec l'OPC UA ». Les deux conseils d'administration de l'IDTA et de l'OPCF ont reconnu le conflit, ont entamé un échange, et je suis convaincu que nous pouvons trouver une solution et annoncer une coopération plus approfondie. Je cite ici Oscar Wilde : « Tout finira par s'arranger, et si ce n'est pas encore le cas, c'est que ce n'est pas encore la fin. »