L’importance de surveiller les réseaux locaux industriels sans fil dans l’usine du futur

L’usine du futur est déjà là, et les réseaux sans fil représentent une brique majeure de ce concept. Si les technologies sans fil comme la 5G et le Bluetooth sont souvent perçus comme la meilleure solution en matière de transfert de données, ces deux technologies ne sont pas forcément l’alternative la plus adaptée pour répondre aux nouveaux besoins de l’usine. Si bien que le réseau local industriel (IWLAN) constitue de plus en plus une approche courante et plus adaptée. Mais qu'est-ce que l'IWLAN et comment le surveiller ?

Le IWLAN est un réseau local industriel sans fil similaire aux WLAN que l'on trouve dans les entreprises et les environnements privés. Il est basé sur l'une des normes IEEE 802.11 et est compatible avec l'Ethernet filaire. Ses points forts résident dans sa capacité à répondre aux exigences spécifiques de l'atelier au sein duquel il est déployé. Il y a toutefois une différence principale?: dans les environnements industriels, cette technologie s’appuie sur des équipements réseaux qui doivent doit être plus robustes pour faire face aux conditions extrêmes rencontrées au sein de n’importe quelle usine. Ainsi, les équipements doivent résister à des températures très élevées ou très basses, à des niveaux d'humidité importants, à la présence de poussière ou à des vibrations excessives. La nature même des ateliers au sein d’une usine requiert donc des solutions Wi-Fi spécialisées. Par exemple, en raison des interférences liées aux fréquences radioélectriques ou des grandes surfaces métalliques, des signaux sans-fil plus puissants et une meilleure gestion des fréquences radios sont indispensables.

L'intégration de la connectivité sans fil dans une usine ouvre la porte à de nombreuses avancées parmi lesquelles – et c’est sans doute l’une des plus importantes – l’opportunité de connecter des terminaux mobiles et d’accéder ainsi à toute une série d’applications. Il est alors envisageable de donner aux techniciens les moyens de consulter les données de production à partir de leurs téléphones portables ou de leurs tablettes, ou bien encore de permettre la communication avec des pièces de machines en mouvement.

Des exigences élevées en termes de performances et de fiabilité

Contrairement aux réseaux Wi-Fi domestiques, les applications IWLAN dans les environnements industriels ont des exigences plus élevées en termes de performances. Cela peut inclure des besoins tels qu'une faible latence, une détermination précise, une grande fiabilité, une sécurité élevée et la capacité de gérer des environnements RF complexes. La fiabilité des réseaux sans fil est aussi bien plus critique dans les environnements industriels que dans les environnements d'entreprise, en particulier si des contrôles de processus et de sécurité sont exécutés à l'aide de ces réseaux. Dans ce cas, un temps mort, aussi court soit-il, peut entraîner un arrêt de la production ou une mauvaise qualité de produit par exemple.

L'ingénierie RF joue un rôle crucial dans l'amélioration de la performance d'un IWLAN. L'emplacement optimal des points d'accès sans fil (AP) doit être déterminé avec précision pour réduire les interférences RF, les réflexions et les atténuations il faut ensuite sélectionner les bons canaux et assurer les meilleurs rapports signal/bruit possibles entre les points d'accès et les appareils clients. Les normes LAN sans fil les plus récentes offrent des caractéristiques qui améliorent l'efficacité et la fiabilité des signaux sans fil (à l’image de MIMO dans la norme 802.11n ou OFDMA et MU-MIMO dans la norme 802.112x). La sécurité est également essentielle dans un environnement industriel pour protéger les données sensibles et prévenir les accès non autorisés avec l'emploi de normes de sécurité telles que WPA2 (IEEE 802.11i).

Malgré cela, la surveillance de l’état des connections sans fil et le fonctionnement de l’infrastructure reste cruciaux – et trois pistes doivent être considérées en priorité.

Surveiller les équipements du réseau sans fil

Il s'agit des routeurs, des points d'accès, des commutateurs et tout autre équipement du réseau. De nombreux dispositifs offrent une fonctionnalité SNMP ou une API REST (voire les deux) permettant d'obtenir des informations sur le bon fonctionnement de l’équipement. Ces informations peuvent également servir à être alerté en cas de défaillance du matériel et intervenir ainsi plus rapidement pour résoudre le dysfonctionnement.

Concevoir et mettre en œuvre un réseau robuste et fiable constitue une base solide pour se projeter vers le futur.

Une autre option consiste à utiliser les outils fournis par les équipements réseaux eux-mêmes. De nombreux fabricants proposent des outils intégrés qui tiennent l’utilisateur au courant de l'état de l'équipement. Par exemple les fournisseurs de routeurs industriels sans-fil?offrent également un outil de surveillance de l’état des connexions sans fil de leurs appareils, ainsi que tout autre modification singulière de la connexion.

Garder un œil sur les appareils connectés au réseau

Une autre bonne stratégie pour surveiller l'état de santé d'un réseau sans fil consiste à vérifier si les appareils connectés restent joignables. Un simple ping peut suffire. Un appareil qui ne répondrait indiquerait ainsi un possible dysfonctionnement. Il se peut aussi que le réseau sans fil soit tombé en panne.

Prenons le cas d’une entreprise utilisatrice de véhicules automatisés sur son site de production, ces véhicules sont autonomes dans la mesure où ils reçoivent leurs instructions par Wi-Fi à différents points de contrôle. Si le réseau sans fil tombe en rade, ils sont privés d’informations et s'arrêtent. Selon la durée du temps d’arrêt, les retards seront ensuite plus ou moins significatifs dans certains processus de production.

Pour réduire le temps d’arrêt, le partenaire informatique de cette entreprise observe indirectement le réseau sans fil en surveillant directement les véhicules autonomes eux-mêmes. A travers une solution de supervision capable d’interroger régulièrement chaque véhicule, il génère une alerte dès que l’un d’entre eux n’est pas joignable. Ainsi, les administrateurs et les techniciens peuvent immédiatement vérifier si le réseau et chaque véhicule fonctionne et, le cas échéant, intervenir sur l’équipement concerné par le dysfonctionnement.

Centraliser les données issues de la surveillance

Terminons par un conseil plus générique en matière de surveillance – qu’une recommandation propre aux équipements sans-fil?: consolider les données issues de la surveillance au sein d’un unique outil. En centralisant ainsi l’ensemble des données, l’entreprise dispose alors d’une vue globale et exhaustive du réseau et de ses composants ainsi que de tableaux de bord et d’alertes couvrant l’ensemble du réseau. Pour y parvenir, cela suppose de disposer de données provenant des différents sites, des environnements OT, des capteurs IIoT, des réseaux câblés et réseaux sans-fil, des équipements informatiques et des systèmes présents dans l’entreprise – et de savoir les réunir en un lieu unique.

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