L’examen de cas d’utilisation spécifiques et d’architectures de sécurité permet de comprendre comment une « pensée ambitieuse » peut également devenir une réalité dans l’industrie des procédés, et pourquoi le moment est venu de commencer.
Que signifie le « X » dans GAIA-X, Manufacturing-X et Process-X ? Initialement, l’accent était probablement mis sur « eXchange », l’idée de partage d’informations. Cependant, compte tenu de la baisse de 20 % de la production qu’a connue l’industrie chimique allemande depuis 2021, une autre interprétation serait plus plausible : le « X » pourrait représenter l’industrie technologique de la Silicon Valley, et plus précisément la vision ambitieuse et novatrice d’une ampleur décuplée.
Ce sont là des propos grandiloquents qui semblent ignorer totalement les réalités techniques et financières. Pourtant, il y a des raisons d'être optimiste : des décennies de collaboration intense entre de nombreux acteurs majeurs (utilisateurs, fabricants et organismes de normalisation) ont permis l'intégration de plus en plus automatisée des dispositifs, systèmes, procédés et applications, tant au sein des processus industriels fondamentaux qu'en dehors, jetant ainsi les bases d'une véritable révolution numérique dans l'industrie des procédés.
sert de base à l'échange sécurisé de données OT/IT.
Introduite en 2016 et développée en continu depuis, elle permet aux applications informatiques d'accéder en toute sécurité aux données des systèmes de contrôle de processus – au cœur de la production chimique, pétrochimique et pharmaceutique – sans compromettre l'intégrité de ces systèmes. La NOA distingue le domaine traditionnel de l'automatisation d'un nouveau domaine de surveillance et d'optimisation (M+O), plus étroitement lié à l'univers de l'informatique et de l'Internet des objets (IoT).
Un élément central est l'utilisation du PA-DIM (Process Automation Device Information Model) comme implémentation du modèle d'information NOA. Il permet une description sémantiquement normalisée des données les plus importantes provenant des appareils de terrain basés sur OPC UA, ce qui représente une avancée majeure pour l'interopérabilité et résulte d'une collaboration entre le groupe FDT, le groupe FieldComm, l'ISA 100 WCI, NAMUR, ODVA, la Fondation OPC, PROFIBUS et PROFINET International, VDMA et ZVEI.
NOA pour les installations nouvelles et existantes :
NOA permet deux choses : dans les nouvelles installations (greenfield), qui s’appuient de plus en plus sur des technologies modernes telles que l’approche MTP (Module Type Package) et les appareils de terrain APL basés sur Ethernet, l’échange de volumes importants de données peut être considérablement accéléré et étendu au domaine M+O (Machines et Exploitation). Dans les installations existantes (brownfield), les données de processus peuvent être extraites facilement et de manière fiable de l’automatisation centrale et ainsi utilisées pour des applications de surveillance et d’optimisation en dehors des systèmes de contrôle de processus. Dans le cadre d’un projet pilote mené au parc industriel de Höchst, une installation existante est actuellement modernisée pour être conforme à la norme NOA grâce à des appareils de terrain 4-20 mA capables de transmettre des données en externe via le canal NOA avec un minimum d’efforts, via HART, PROFIBUS et une passerelle NOA. Ce projet s’inscrit dans le cadre du projet de mise en œuvre de NOA en cours, une collaboration entre NAMUR et ZVEI. Les résultats seront présentés lors de l’assemblée générale de NAMUR en novembre 2025.
Processus X : Collaboration numérique automatisée entre entreprises
Si la NOA accélère aujourd’hui la transformation numérique au sein d’une entreprise manufacturière, que pourrait-on accomplir si les entreprises de toute la chaîne d’approvisionnement pouvaient collaborer numériquement de manière automatisée ?
ZVEI a présenté un exemple novateur lors de la Foire de Hanovre de cette année : le cas d’usage « Production de vapeur prédictive » de l’initiative Process-X de NAMUR. Grâce à une mise en réseau intelligente des entreprises énergétiques, de l’exploitant du parc industriel et des différents utilisateurs de chaleur de procédé, l’énergie disponible peut être ajustée en amont aux besoins en chaleur de procédé. Cela permet de réduire les émissions de CO2 et les coûts.
Les salles de données offrent un environnement fiable et constituent le fondement de la collaboration numérique entre entreprises. Elles permettent aux entreprises de partager des informations de manière sécurisée, confidentielle et standardisée, tout en conservant la maîtrise totale de leurs données. Ainsi, les données ne sont pas stockées de manière centralisée dans le cloud, mais échangées directement entre les entreprises, sans qu'elles aient à développer elles-mêmes l'infrastructure nécessaire. Les premiers fournisseurs de salles de données ont consolidé leurs pratiques, comme Cofinity-X pour l'initiative Catena-X dans l'industrie automobile. Cependant, même sans fournisseur de salle de données consolidé, les entreprises de l'industrie de transformation peuvent et doivent créer les conditions d'un échange de données automatisé en interne. Outre l'architecture NOA (Network of Architecture), cela peut se faire grâce à une infrastructure d'interface de gestion avec paramétrage sémantique.
Administration
Shell (AAS) a été développée et continue d'être développée comme jumeau numérique, ou interface de gestion numérique, pour les actifs industriels. Ce développement s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre la plateforme Industrie 4.0 et de nombreux instituts de recherche, partenaires industriels et organismes de normalisation. L'Industrial Digital Twin Association (IDTA) coordonne la description de l'AAS et la création de sous-modèles garantissant l'interopérabilité des données pour des cas d'usage spécifiques. À titre d'exemple, citons le sous-modèle ZVEI « Plaque signalétique numérique pour équipements industriels », également utilisé dans le projet KI-sy Twin.
Le système de gestion des actifs (AAS) est un référentiel numérique contenant toutes les informations pertinentes relatives à un actif, organisé en sous-modèles. Modulaire et lisible par machine, il repose sur des sous-modèles standardisés. À l'instar du modèle d'information NOA PA-DIM, il utilise des identifiants sémantiques tels que IEC CDD (Common Data Dictionary) ou eCl@ss pour décrire les données de manière unique et prend en charge des formats établis comme JSON, XML et OPC UA. Il est ainsi idéal pour extraire en toute sécurité des données auparavant présentes dans des systèmes de contrôle de processus, mais inaccessibles de l'extérieur sans effort considérable (par exemple, les données de la pyramide d'automatisation NOA), et pour les échanger ensuite entre entreprises via l'AAS, sans traduction ni mappage manuel des données.
Le projet KI-sy Twin : une communication complète entre l’appareil de terrain et le cloud.
Dans le cadre du projet KI-sy Twin, l’institut Fraunhofer IFF et l’IOSB-INA, en collaboration avec des partenaires industriels, créent un nouveau démonstrateur mobile pour la numérisation. Le matériel industriel réel de ce démonstrateur (voir photo) est associé à des modèles d’apprentissage automatique, à la technologie AAS et à la technologie des espaces de données au sein d’un système similaire à celui d’une production. L’AAS constitue l’interface principale.
Les informations provenant des capteurs industriels et des appareils de terrain faisant partie du système de contrôle, ainsi que celles des nouveaux capteurs, sont converties au format PA-DIM et affectées à l'AAS via une passerelle NOA. Pour les composants où cette opération ne peut être automatisée, ou à des fins de comparaison, des AAS de composants sont créées à l'aide de modèles de langage étendus (LLM). Ces derniers servent également à définir l'architecture de l'installation comme AAS. Tous les composants sont intégrés de manière sécurisée à un pare-feu Moxa certifié conforme à la norme IEC 62443. L'architecture de l'installation de démonstration repose sur le concept de sécurité NOA.
Les systèmes liés à la production, tels que CAE, ERP et Datahub, sont connectés à cette image numérique. En cas de modification de l'AAS, par exemple suite au remplacement d'un appareil, ces systèmes sont notifiés. Ils déterminent alors le niveau d'intervention de l'utilisateur requis ou si les modifications peuvent être appliquées automatiquement. Sven Schiffner, de l'Institut Fraunhofer pour l'exploitation et l'automatisation des usines (IFF) de Magdebourg, explique : « Grâce aux implémentations prévues dans le cadre du projet, il est facile d'utiliser des outils numériques, même dans les usines existantes. Les opérateurs peuvent ainsi déployer plus efficacement leurs précieuses ressources humaines et collecter plus facilement des données supplémentaires en intégrant de nouveaux capteurs. Nous créons un langage commun à tous les systèmes : l'AAS. » Lors de la réunion générale de NAMUR en novembre 2025, les participants au projet présenteront les défis rencontrés et les bonnes pratiques, et prodigueront de précieux conseils pour des projets similaires. Le démonstrateur sera présenté à cette occasion, et les participants auront la possibilité de le tester.
La sécurité comme catalyseur :
Un concept de sécurité bien conçu est indispensable à la transformation numérique de l’industrie des procédés. Avant l’avènement de l’automatisation réseau (NOA), l’ouverture de la pyramide d’automatisation était impensable. Grâce à un concept de sécurité robuste pour la NOA et à l’intégration des services d’automatisation (AAS), la coopération numérique entre entreprises via des espaces de données peut devenir une réalité, sans risques incalculables pour la production.
Conclusion et perspectives :
L’association de technologies telles que l’analyse des données normalisées (NOA), l’analyse d’absorption atomique (AAS) et les modèles d’information normalisés constitue le socle technique et sémantique d’une numérisation à grande échelle de l’industrie des procédés. Elle permet de réduire les émissions de CO2, de diminuer la consommation d’énergie et de préserver les ressources, tout en répondant intelligemment aux exigences réglementaires. Elle offre également aux employés une plateforme d’échange automatisé de données, de connaissances et d’innovations, susceptible d’accroître significativement la productivité.
Il s’agit d’une opportunité historique pour l’industrie allemande des procédés, de la chimie et la pétrochimie à l’industrie pharmaceutique et agroalimentaire. En Europe, et plus particulièrement en Allemagne, un écosystème d’associations, d’instituts de recherche et d’entreprises, ainsi qu’un réseau d’experts, déploient des efforts considérables pour développer conjointement de nouvelles normes et technologies qui deviendront des références mondiales. La normalisation et sa mise en œuvre nécessitent encore davantage d’innovation. C’est pourquoi le rapport économique du VCI pour 2030 est attendu avec impatience.
