Qu’est-ce que la traçabilité ?

La traçabilité est la capacité de retracer l’historique, l’application, l’utilisation et l’emplacement d’un objet ou de ses caractéristiques grâce à des données d’identification enregistrées.

Quelles sont les fonctionnalités de la traçabilité industrielle

Dans l’industrie, une gestion approximative des matériels (outils, pièces de rechange, conteneurs, etc.) peut générer une importante perte de productivité : recherche de matériel perdu, temps d’inventaire, mauvais suivi de la maintenance, etc.

La traçabilité industrielle aide à garantir la qualité, la sécurité et la conformité des produits industriels tout au long de la chaîne de production et de distribution. Elle permet également d’optimiser les procédés de production et de maintenance.

Les principaux objectifs de la traçabilité industrielle sont :

  • assurer la qualité : la traçabilité permet de suivre l’historique de chaque outil et produit, ce qui facilite la détection d’éventuels problèmes de qualité et la mise en place de mesures correctives appropriées,
  • améliorer la gestion des stocks : la connaissance en temps réel de la disponibilité des outils permet de faciliter la gestion des stocks et de mieux planifier les achats et les remplacements,
  • réduire les coûts : le suivi de l’historique des outils permet de prévoir les opérations de maintenance et de réparation, pour ainsi maximiser l’efficacité opérationnelle,
  • renforcer la sécurité : la traçabilité permet de garantir que les outils utilisés sont conformes aux normes de sécurité en vigueur et de limiter la perte d’outils, réduisant ainsi les risques opérationnels.

En résumé, la traçabilité des outils dans une usine de production est un élément clé pour assurer la qualité et la sécurité des produits, tout en optimisant la gestion des stocks et les opérations de production et de maintenance.

La technologie pour réponse

La mise en place de systèmes de traçabilité industrielle nécessite souvent l’utilisation de technologies avancées. Plusieurs technologies sont aujourd’hui disponibles pour permettre aux industriels de suivre les produits, matériaux et outils utilisés tout au long du process de production.

Les symboles imprimés du type code-barres, datamatrix ou QR codes peuvent être scannés pour récupérer des informations sur les produits. Ils sont largement utilisés dans l’industrie pour garantir la traçabilité, mais ne permettent pas une vision globale en temps réel. Cette technologie peu coûteuse présente deux inconvénients majeurs : elle ne permet pas de tracer un grand nombre d’objets simultanément et les étiquettes se dégradent facilement et sont donc peu adaptées à la plupart des besoins de traçabilité en milieu industriel.

Les systèmes optiques s’appuient sur des systèmes de reconnaissance d’image. Des caméras capturent les images des produits et peuvent ainsi tracer leur localisation. Cette solution est relativement flexible et permet un suivi en temps réel. Cependant, cette technologie ne permet pas d’identification unique et reste coûteuse. Elle présente aussi des limites techniques liées à l’éclairage et à l’angle de vue des caméras.

Le GPS (Global Positioning System) est une technologie de localisation qui permet de suivre les objets lorsqu’ils sont en mouvement. Cette technologie permet également un suivi précis et en temps réel, mais nécessite que chaque puce GPS soit dotée d’une batterie ou d’une source d’alimentation. De plus, les systèmes de traçabilité basés sur le GPS sont vulnérables aux perturbations des signaux GPS, ce qui présente des risques de sécurité.

La RFID (Radio Frequency IDentification) utilise des puces électroniques couplées à des objets, qui peuvent être lues sans contact par des lecteurs RFID. Le système RFID est activé par un transfert d’énergie électromagnétique entre une étiquette radio (nommée transpondeur ou tag) et un émetteur RFID (nommé lecteur RFID).  L’étiquette radio, composée d’une puce électronique et d’une antenne, reçoit le signal radio émis par le lecteur, lui aussi équipé d’une technologie RFID. Les composants permettent à la fois de lire et de répondre aux signaux. Cette technologie permet une lecture simultanée d’un grand nombre d’objets, et présente l’avantage d’être très précise, chaque objet étant couplé à une puce unique qui lui est dédiée. La RFID est largement utilisée dans des secteurs industriels très exigeants comme la défense, l’aéronautique, le transport, la santé, l’énergie.

Pour qu’un système RFID puisse suivre des actifs avec succès, il doit rassembler les éléments suivants :

  • Un lecteur : un émetteur-récepteur avec un décodeur pour interpréter les données
  • Un transpondeur (ou tag) : l’étiquette RFID qui a été programmé avec des informations spécifiques.
  • Une antenne : sert à l’émission de signal du lecteur et à la réception de la réponse envoyée par un ou plusieurs transpondeurs.

Cette technologie se décline en trois versions :

  • La RFID passive : la RFID passive fonctionne en lecture seule puisque la puce ne possède pas de batterie et doit être déplacée vers le lecteur pour être lue. Un puissant signal électromagnétique lui est alors envoyé, ce qui permet d’activer la puce RFID et de lire les informations qu’elle contient.
  • La RFID active : la RFID active fonctionne avec une source d’énergie (telle qu’une petite pile ou une batterie), ce qui permet de lire la carte à plus grande distance. Cette technique est principalement utilisée pour la traçabilité de véhicules ou pour la traçabilité logistique.
  • La RFID semi-passive : tout comme la RFID active, la RFID semi-passive est alimentée par une source d’énergie. Cependant, la batterie alimente la puce RFID à des intervalles de temps réguliers. Celle-ci n’envoie pas de signal. Cette technologie s’avère utile pour la traçabilité alimentaire, notamment pour enregistrer des variations de température durant le transport.

La fréquence est la caractéristique qui permet d’établir la communication entre la puce et l’antenne. Les puces se différencient en grande partie par la fréquence de fonctionnement et la distance de lecture.

Trois types de fréquences sont utilisés pour les puces RFID :

  • Basse fréquence (125Khz) (LF)
  • Haute (13,56 Mhz) (HF)
  • Très haute fréquence (UHF).

La LF/HF est à privilégier pour des applications de lectures et écritures de gros volumes de données à courte distance de façon sélective. L’UHF sera quant à elle privilégiée pour des lectures et écritures sur de longues distances.

Objets connectés et internet des objets

L’Internet des Objets (IoT) est un concept technologique qui consiste à connecter des objets physiques à internet, afin de générer des données liées à ces objets et à leur utilisation.
Le principe de base de l’IoT est de doter les objets physiques de systèmes qui leur permettent de « communiquer » via internet, en utilisant des protocoles de communication standardisés tels que le Wi-Fi, le Bluetooth, le NFC, l’UHF, etc.

Ces objets deviennent dès lors « connectés ». Ils émettent alors des nombreuses données qui peuvent être utilisées pour surveiller l’état de l’objet, fournir des informations sur sa localisation, son environnement, ou pour déclencher des actions en fonction de certaines conditions. Ces données peuvent ensuite être collectées et analysées à des fins d’optimisation, de prévision, de personnalisation et d’amélioration, par exemple.

Plateforme IoT

Avec l’émergence des installations d’objets connectés, apparaît la nécessité d’intégrer et de consolider l’information recueillie. C’est le rôle de la plateforme IoT.

Une plateforme IoT est un ensemble de logiciels et de services qui permet de gérer et de connecter des objets à Internet. Ces plateformes sont conçues pour faciliter le déploiement et la gestion des objets connectés.

Elles proposent des fonctionnalités de collecte, d’analyse et de visualisation des données générées par ces objets en temps réel.
Elles apportent une grande valeur ajoutée, car elles permettent aux organisations qui les utilisent d’automatiser des processus, d’optimiser des opérations et de fournir des données nécessaires à la prise de décision.

On trouve 3 types principaux de plateformes IoT : les plateformes Cloud, les plateformes de développement et les plateformes « sur étagère ».
Les plateformes Cloud sont ouvertes et proposent des blocs fonctionnels à partir desquels l’utilisateur, avec l’aide d’un développeur, peut créer des fonctions complètes.

Les plateformes de développement dédiées aux objets connectés permettent aux intégrateurs techniques de rapidement développer les solutions IoT.

Les plateformes IoT « sur étagère », proposées par les fournisseurs des produits, offrent des solutions clé en main pour les opérationnels et facilement implantables, mais peuvent parfois se révéler peu personnalisables et peu flexibles. On peut néanmoins y ajouter des plug-ins pour les adapter à un client final qui aurait des besoins spécifiques.

Sources

  1. A systematic review of RFID applications and diffusion: key areas and public policy issues – Journal of Open Innovation: Technology, Market, and Complexity – 2015
  2. Who will win the IoT Platform Wars? – BCG – Juin 2017
    https://www.bcg.com/publications/2017/technology-industries-technology-digital-who-will-win-the-iot-platform-wars
  3. Les technologies RFID – Techno Sans Frontière – Janvier Février 2015
  4. The current state of RFID – Teknologisk Institute – 2016
  5. Winning in IoP : It’s all about the business processes – BCG – Janvier 2017
    https://www.bcg.com/publications/2017/hardware-software-energy-environment-winning-in-iot-all-about-winning-processes