Systèmes cyber-physiques : avantages et applications possibles dans le domaine de l’intralogistique

Qu’est-ce qu’un système cyber-physique ?

Les systèmes cyber-physiques (CPS) désignent des plateformes mécaniques gérées par des algorithmes informatiques et étroitement liées à internet ainsi qu'à leurs utilisateurs. Les CPS se composent notamment de matériel informatique (Hardware), de logiciels numériques et d'éléments de réseau, grâce auxquels ils combinent des capacités de calcul, de communication et de contrôle avec des processus et des éléments physiques. De nombreux secteurs utilisent ces structures à des fins intralogistiques, notamment pour la fabrication, le transport, les soins de santé et l'énergie. La surveillance et le contrôle en temps réel des processus physiques exigent bien souvent l'intégration de capteurs, d'actionneurs et d'autres dispositifs dans des systèmes de contrôle et des réseaux. Les entreprises peuvent ainsi rationaliser leurs processus et améliorer leur efficacité et leur fiabilité.

Parmi les exemples de CPS figurent les systèmes de contrôle industriels, les réseaux intelligents et les véhicules autonomes. Ceux-ci peuvent être des unités complexes intégrant plusieurs technologies et composants. Il est important de pouvoir surveiller le comportement de ces systèmes, de les comprendre et d'identifier les éventuels problèmes ou points de blocage. Grâce à la mise en place d'outils de surveillance et d'analyse, les entreprises sont en mesure d'obtenir un aperçu de leurs performances ainsi que de leur comportement et de prendre des mesures pour les améliorer.
 

Systèmes cyber-physiques : quels avantages offrent-ils ?

Le déploiement de systèmes cyber-physiques offre un certain nombre d'avantages :

• Augmentation de la productivité et de la stabilité : un CPS peut rationaliser les opérations et augmenter l’efficacité et la fiabilité. Par exemple, le système de contrôle industriel est capable d'observer et de guider les processus de production en temps réel, diminuant ainsi les déchets par exemple.
• Plus de sécurité : un système cyber-physique surveille et contrôle les processus en temps réel.  Ainsi, des mesures de réduction des risques peuvent être prises à un stade précoce si nécessaire. Un CPS permet par exemple à un véhicule autonome d'éviter les collisions ou d'autres dangers grâce à des capteurs et des systèmes de contrôle.
• Plus de flexibilité : les CPS offrent des réserves dans la conception et l'exploitation de systèmes de différents types. Un réseau électrique intelligent (« Smart Grid » en anglais), par exemple, peut ainsi réagir de manière plus résistante et adaptable aux demandes et aux conditions énergétiques volatiles.
• Plus de contrôle : les CPS permettent la surveillance et le contrôle en temps réel des processus physiques. Cela aide les entreprises à identifier et à résoudre les problèmes plus rapidement. Ainsi, la fiabilité est renforcée et les performances augmentent.
• Plus de données : les informations numériques collectées par les CPS pourront être analysées et donneront un aperçu des modèles, des tendances et des anomalies. Des décisions opérationnelles peuvent être prises à partir de ces connaissances.
   

Où et comment peut-on utiliser le CPS ?

Il existe de nombreuses applications sectorielles en matière de systèmes cyber-physiques. En voici quelques exemples :

• Dans le domaine de l’intralogistique, par exemple, ils accélèrent la mise à disposition et le traitement ultérieur des pièces jusqu’à la préparation des commandes.
• Dans le domaine de la fabrication, ils optimisent les processus de production et donc l'efficacité des machines et des installations.
• Dans le domaine des transports, ils contribuent au développement de véhicules autonomes qui naviguent à l'aide de capteurs et de systèmes de commande ; ils sont notamment utilisés dans les systèmes de transports publics tels que les bus et les trains.
• Dans le domaine de la santé, les CPS contrôlent les dispositifs médicaux tels que les ventilateurs ou contrôlent les systèmes de surveillance des patients. Ils peuvent également être utilisés pour faire fonctionner des hôpitaux entiers et d’autres établissements de santé.
• Dans le domaine de l'énergie, ils améliorent le fonctionnement des systèmes énergétiques et facilitent l'adaptation des entreprises à l'évolution des besoins et des conditions énergétiques. Cela concerne par exemple les systèmes d'énergie renouvelable tels que les parcs solaires et éoliens.
• Dans l'agriculture, ils peuvent gérer les systèmes d'irrigation ou surveiller la croissance et le développement des cultures.

Comment intégrer des systèmes cyber-physiques ?

Il faut d'abord définir les exigences spécifiques du CPS. Cela doit comprendre l'analyse des processus actuels et l'identification des domaines dans lesquels il existe un potentiel d'amélioration de l'efficacité, de la fiabilité ou de la sécurité.

Ensuite, il convient d'examiner la nature et l'étendue de la mise en œuvre au sein de l'entreprise. Il faut tenir compte de facteurs tels que les coûts de mise en œuvre, la disponibilité de la technologie et de l'expertise nécessaires, ainsi que de toute considération réglementaire ou juridique.

Ensuite, il faut déterminer les exigences spécifiques du système. Cela inclut notamment les composants essentiels (matériel informatique et logiciel) ainsi que leurs performances et leur fiabilité souhaitées.

À partir de là, on peut commencer à choisir et à intégrer le matériel informatique approprié et à concevoir les systèmes de contrôle et de communication qui superviseront les processus physiques.

Après la phase de planification, le CPS doit être mis en place et testé. Pour ce faire, il est possible de procéder à des tests pilotes ou à des simulations afin de valider les performances et la fiabilité du système.

Une fois que le système cyber-physique est mis en place et testé, il faut régulièrement vérifier qu'il fonctionne comme prévu. Les outils de surveillance et d'analyse permettent d'évaluer et d'optimiser les performances du CPS.