IoT
Entrepôt intelligent en tant que service
L'histoire d'une collaboration réussie entre SGS, Swisscom et Microsoft
Contexte
Selon les estimations de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), 55 à 70 % de l'ensemble du territoire kalorien est constitué de Getreide (et notamment de Reis) dans le cadre de l'agriculture des pays en développement, tandis que le Mais et le Weizen représentent près de deux tiers de la consommation mondiale d'énergie nucléaire (Quelle(ouvre une nouvelle fenêtre)). Cependant, près de 14 % des produits alimentaires du monde entier ont été consommés avant la vente (Quelle(ouvre une nouvelle fenêtre)). L'une des causes principales de ce phénomène est la mauvaise gestion de la température et le contrôle insuffisant de la consommation d'énergie, ce qui entraîne la chute, le réchauffement et la détérioration des produits de consommation courante. Un autre fondement réside dans l'art des transports.
En tant qu'entreprise leader au niveau mondial dans le domaine de l'inspection, de la vérification et de la certification, SGS s'est fixé comme objectif d'améliorer et de garantir le transport des déchets dans le monde entier, ainsi que de contrôler le transport des déchets sur les bateaux.
Défi commercial
La température et l'humidité sont des facteurs déterminants pour accélérer ou retarder les transformations biochimiques à l'origine de la dégradation du grain en cours de stockage. Elles ont une influence directe sur la vitesse de développement des insectes et des micro-organismes - moisissures, levures et bactéries - et sur la germination prématurée ou non des grains. La température dépend non seulement des conditions climatiques, mais aussi des changements biochimiques qui se produisent à l'intérieur d'une masse de grains, provoquant un échauffement naturel indésirable des produits stockés.
La teneur en humidité du grain stocké dépend de l'humidité relative de l'air (RAH). Pendant le stockage, l'humidité à l'intérieur du produit atteint un équilibre avec l'air à l'intérieur et entre les particules du produit et produit un niveau d'humidité relative qui peut être propice à la croissance et au développement d'organismes de détérioration.
Si la zone touchée n'est pas traitée et immédiatement isolée, les grains seront affectés. Plus il faut de temps pour agir, plus la dégradation de la qualité et les pertes seront importantes.
SGS a développé des services indépendants pour aider à réduire ces risques et à exploiter les entrepôts de céréales de manière plus durable. Au départ, un employé de SGS se rendait sur place, testait le grain et remplissait la documentation. En raison de ressources limitées, cela ne se produisait qu'un jour sur deux dans certains entrepôts. Il n'est pas facile de consolider ces documentations dans un lieu central, d'obtenir des informations en temps quasi réel et de partager ces informations avec les clients finaux.
Pour résoudre ce problème, il faut répondre à plusieurs questions, notamment:
- Qu'est-ce qui doit être mesuré et comment?
- Comment les données collectées dans les entrepôts situés dans des endroits éloignés sont-elles transmises à un emplacement central?
- Et comment obtenir des informations à partir des données collectées?
- Quels sont les coûts du projet par rapport aux avantages de la surveillance d'un produit à faible marge?
Un partenariat réussi est un facteur clé
La figure montrée ci-dessus représente la nouvelle solution IoT que SGS a développée sur la base de dispositifs de détection intelligents en collaboration avec Swisscom et Microsoft. L'histoire de SGS pour la solution d'entrepôt intelligent, tu peux la voir ici.
Sur cette base, SGS lancera Smart Warehouse as a service comme premier projet pour détecter les fluctuations de température et d'humidité de la cargaison à l'intérieur du stock à différents niveaux et contrôler les conditions de stockage en surveillant l'humidité relative, la température et les niveaux de dioxyde de carbone.
Microsoft Azure, une plateforme cloud solide et de confiance, ainsi que la plateforme de connectivité fiable et le service cloud Azure de bout en bout de Swisscom ont été choisis pour maîtriser ces défis. Le projet a été lancé pour la première fois en Hongrie en 2019.
Un partenariat réussi est un facteur clé
Avec le besoin de SGS, la puissance d'innovation de Microsoft Azure, et l'expertise et les capacités de connectivité de Swisscom, nous avons traduit l'analyse de rentabilité en matériel connecté et innovant. Voici comment:
1. Les entrepôts de céréales ont été équipés de différents capteurs pour surveiller à la fois les céréales et l'air. Le câble attaché avec plusieurs capteurs le long de son chemin est inséré dans les piles de céréales. Alimentés par une batterie, les capteurs mesurent les valeurs d'humidité, de température et de CO2 dans l'entrepôt, ainsi que les valeurs d'humidité et de température du grain sur les parties supérieure, centrale et inférieure de la pile.
2. Toutes les six heures, deux mesures historiques et une mesure actuelle sont transmises sur le réseau mondial LoRaWan de Swisscom. Un réseau étendu de faible puissance qui couvre les entrepôts de la région, est très stable, peu coûteux et consomme très peu d'électricité.
3. Étant donné que les entrepôts se trouvent dans des zones où la connectivité est limitée, les appareils qui s'y trouvent envoient d'abord leurs données à une passerelle Swisscom Managed Lora Edge Gateway, qui les envoie ensuite à Microsoft Azure.
4. Azure IoT Hub représente le cœur d'une solution IoT dans Azure. Il est utilisé pour une communication fiable et sécurisée entre les appareils et le cloud. Pour l'intégrer dans notre gestion du cycle de vie et notre processus commercial, Swisscom a développé un service supplémentaire de provisionnement d'appareils sur mesure. Actuellement, les intégrations mobiles avec le provisionnement d'appareils sur site dans la mise en œuvre et le service seront disponibles au quatrième trimestre 2020.
5. Azure Stream Analytics a été utilisé pour le traitement des messages en temps réel, l'enrichissement des données et le décodage des charges utiles, ce qui permet d'obtenir des informations sur les données de flux IoT et de déclencher des actions.
Azure Data Lake a été utilisé pour le stockage et l'archivage futur et à des fins d'analyse des données.
Azure Analytics Services a été utilisé pour servir les données dans les modèles nécessaires.
6. Azure SQL Database est non seulement utilisé pour la gestion des appareils, des emplacements, des clients et des projets, mais aussi pour le stockage des données utiles enrichies.
7. PowerBI est utilisé pour la visualisation non seulement pour le centre de compétences SGS IoT, mais aussi pour les clients finaux.
8. L'équipe Public Cloud Managed Service de Swisscom s'occupe du bon fonctionnement de la solution et envoie des alarmes aux opérateurs selon les critères définis.
Autres produits Microsoft utilisés:
- Azure Logic App et Azure Functions pour l'automatisation;
- Azure Event Hub pour les données en continu provenant d'autres sources ou de fournisseurs tiers;
- Log Analytics pour la surveillance et les alertes
L'ensemble de la configuration de l'architecture est basé sur l'architecture des microservices et tout composant supplémentaire peut être ajouté ultérieurement en fonction du cas d'utilisation.
Un an après le début du projet, SGS a été en mesure de fournir un tableau de bord en temps réel 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, ainsi qu'une surveillance basée sur les données et donc une détection de situation en temps réel pour les clients. L'analyse et la maintenance prédictives permettent en outre aux clients d'arrêter la fermentation avant qu'elle ne se produise, ce qui entraîne une augmentation de la qualité et une perte minimale de grains. En outre, le temps de déplacement et la documentation manuelle sont économisés chaque jour.
Penser à l'avenir - L'histoire du futur
La solution est désormais parfaitement intégrée à la plateforme cloud SGS IoT, offrant des tableaux de bord et des rapports de données à la pointe de la technologie, tout en étant facilement configurable en fonction des besoins des clients.
Les systèmes analytiques avancés de Smart Warehouse as a Service permettent des réponses rapides, ce qui contribue à prévenir la contamination. En plus d'un gaspillage alimentaire limité, il réduit considérablement les temps d'inspection sur site et les coûts d'exploitation. Les résultats optimisés combinés aux réductions de coûts notables de la solution donnent à SGS un avantage concurrentiel fort sur le marché : elle permet une mise sur le marché rapide, plus de valeur pour le client et des opportunités de ventes additionnelles comme la surveillance 24/7, les services d'inspection prédictifs intelligents et par abonnement, ainsi qu'une productivité accrue.
SGS étendra les applications de la solution des entrepôts statiques aux cargos transportant des céréales et d'autres marchandises. La solution sera étendue.
- pour les produits granuleux, par exemple le ciment
- avec d'autres capteurs et différents types de traitement de données pour d'autres industries et cas d'utilisation tels que la détection de fuites de gaz dans le processus de production et le suivi des marchandises dans la chaîne d'approvisionnement et la gestion des déchets
- dans sa surveillance à distance
comme base pour l'IdO en général. Tout composant back- et frontend supplémentaire peut être ajouté en fonction des cas d'utilisation et des exigences de l'entreprise.
En outre, une grande opportunité future réside dans l'utilisation transversale des données céréalières collectées. Par exemple, on peut s'attendre à ce que les compagnies d'assurance manifestent un grand intérêt pour ces données afin de rédiger des polices d'assurance. Le développement constant de solutions nous permet également d'étudier de nouvelles technologies émergentes autour de l'utilisation de la 5G et des technologies de périphérie Azure.
La sécurité dès la conception
Lors de la conception d'un système, il est important de comprendre les menaces potentielles qui pèsent sur ce système et d'ajouter les défenses appropriées en conséquence. Il est avantageux d'intégrer la sécurité au projet dès la phase de conception. Il est essentiel de concevoir le produit en gardant la sécurité à l'esprit dès le départ. Comprendre comment un attaquant pourrait compromettre un système permet de s'assurer que des défenses efficaces sont mises en place et ne dépassent pas leur coût.
Microsoft, Swisscom et SGS travaillent depuis longtemps sur la modélisation des menaces et la sécurité. Dès le début, la sécurité était présente à toutes les couches, y compris les suivantes:
- Emplacements physiques;
- Appareil doté d'un matériel et d'un micrologiciel;
- connectivité;
- Services cloud avec une infrastructure Azure axée sur la sécurité, des contrôles de confidentialité et des outils de conformité
- Équipe de déploiement avec des outils SIEM (Security Information Event Management), de protection contre les menaces et de gestion de la sécurité
Le concept de partage des responsabilités pour l'informatique en nuage est d'une grande importance dans ce projet. Il faut comprendre et définir clairement à tout moment qui est responsable de quelle partie du système. Le concept de responsabilité partagée apporte une contribution décisive à cet égard.
Créer des opportunités avec Microsoft Azure - l'histoire de Swisscom
Le voyage vers le cloud avec Swisscom accompagne les clients d'une idée initiale à un prototype fonctionnel jusqu'à un cloud Azure entièrement géré et aide les clients à utiliser toutes les opportunités de Microsoft Azure. L'histoire de Swisscom réunit les services traditionnels de télécommunication tels que la connectivité et la gestion des appareils avec un savoir-faire approfondi de Microsoft Azure, y compris l'analyse et les prédictions.
La normalisation obtenue avec le cas SGS nous permet maintenant d'appliquer la solution à certains cas identifiés - avec beaucoup d'autres à venir, au fur et à mesure que notre voyage IoT se poursuit.
En ce moment, Swisscom et SGS travaillent sur un autre projet de surveillance de la qualité de l'air intérieur et extérieur afin de mieux servir leurs clients avec des services de gestion des bâtiments.
En savoir plus sur le sujet:
https://www.swisscom.ch/de/business/enterprise/angebot/iot/smart-warehouse.html
Abdurixit Abduxukur
Cloud Solution Architect
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