Asset Administration Shell – la clé de l’Industrie 4.0 : comment l’AAS est déjà utilisable dans la pratique

Pourquoi l’Asset Administration Shell devient particulièrement importante aujourd’hui

C’est un terme complexe, mais d’une grande importance : l’Asset Administration Shell est considérée comme un élément central de l’Industrie 4.0. Dans cette « coque d’administration », comme elle est souvent traduite, de nombreuses entreprises voient la base d’une interopérabilité continue, d’interfaces standardisées et d’un échange efficace de données entre les systèmes informatiques.

Dans la pratique, un écart subsiste toutefois souvent : la vision est claire, mais la disponibilité généralisée de structures AAS fournies par les fabricants n’est pas encore une réalité dans de nombreux cas.

Asset Administration Shell : de l’idée à la mise en œuvre opérationnelle

De quoi s’agit-il ? L’Asset Administration Shell (AAS) est le représentant numérique d’un « asset » physique ou logique. Un asset peut être une machine, une installation, un composant ou un produit. Ceux-ci doivent être représentés de manière numérique et univoque tout au long de leur cycle de vie.

Ainsi, l’Administration Shell devient une sorte de « dossier numérique de machine » : données, propriétés, fonctions, états, documents et significations sémantiques sont décrits de manière standardisée dans le temps et mis à disposition à travers différents systèmes.

AAS et Verwaltungsschale – deux termes, un même concept

Dans l’industrie germanophone, l’AAS est souvent appelée « Verwaltungsschale ». Il s’agit du même concept fondamental : une structure numérique standardisée qui décrit un asset sous la forme d’un modèle de données uniforme et normalisé.

Cette définition est essentielle : elle constitue la base permettant à différents systèmes logiciels de communiquer de manière cohérente et standardisée au sujet de chaque asset. Sans informations uniformes pour chaque asset, des silos de données, des solutions isolées et des frictions inutiles apparaissent dans les environnements de production.

Jumeaux numériques et AAS : quel est le lien ?

L’AAS est souvent considérée comme un « facilitateur » pour les jumeaux numériques : elle fournit une représentation structurée d’un asset et soutient ainsi la création et l’utilisation de concepts de jumeaux numériques dans la pratique.

Il est important de noter que les jumeaux numériques ne reposent pas uniquement sur de grandes quantités de données, mais sur un modèle de données sémantiquement propre et standardisé. C’est précisément ce que fournit l’AAS.

Pourquoi la standardisation est si précieuse

Le monde réel de la production est hétérogène : dans une usine, de nombreux assets très différents travaillent côte à côte, tels que des machines, des capteurs, des lignes de production, des outils ou des composants logiciels.

Sans standardisation des données d’assets, plusieurs problèmes apparaissent :

• formats de données non uniformes
• terminologies différentes
• manque de comparabilité
• efforts d’intégration élevés
• multiplication des silos de données dans les systèmes informatiques

Le concept AAS intervient précisément à ce niveau : il permet des structures d’information standardisées, des sous-modèles et une sémantique des données cohérente.

L’interopérabilité est essentielle

Dans la pratique, les données doivent être réunies à partir de nombreuses sources : MES, ERP, systèmes de maintenance, applications d’IA, composants Edge et services cloud.

Un véritable échange de données n’est possible que si les interfaces, les modèles de données et la sémantique sont compatibles. C’est exactement le cœur de l’idée de l’AAS.

VDMA et IDTA – les organisations impliquées

Plusieurs organisations travaillent au développement d’un standard AAS. Parmi elles figurent le VDMA, l’association allemande des constructeurs de machines et d’équipements, ainsi que l’Industrial Digital Twin Association (IDTA). Elles font progresser la standardisation autour de l’AAS.

Dans de nombreuses entreprises, ces organisations sont considérées comme des références importantes lorsqu’il s’agit de standardisation, de description structurée des assets et d’interopérabilité dans le contexte industriel.

Une compréhension et une normalisation communes de l’AAS sont essentielles : ce n’est qu’ainsi que l’AAS pourra être utilisée dans différents secteurs et devenir réellement la clé centrale de l’Industrie 4.0 grâce à une intégration évolutive et un échange de données fiable entre les systèmes.

Mise en œuvre aujourd’hui : l’écart entre vision et réalité

De nombreux fabricants travaillent déjà sur des structures AAS. Cependant, dans la pratique, leur disponibilité reste souvent fragmentée. Les entreprises ont pourtant besoin dès aujourd’hui de solutions pour connecter numériquement machines et assets et rendre les données exploitables.

Il faut donc une approche qui :

• soutient les concepts AAS,
• soit immédiatement opérationnelle,
• puisse évoluer de manière économiquement viable,
• prépare la transition vers les AAS fournies par les fabricants.

Asset Administration : gestion des données industrielles orientée vers des données exploitables

Un concept AAS devrait être intégré dans une stratégie de gestion des données industrielles (Industrial Data Management). Celle-ci vise à générer et orchestrer des données utilisables dans de nombreux systèmes et créant une réelle valeur ajoutée.

Les aspects clés de cette gestion des données – ou de l’Asset Administration – sont :

• connexion numérique rapide et structurée des assets,
• modèle de données sémantique pour la transparence et la comparabilité,
• données et infrastructure de données unifiées (Unified Name Space / Unified Data Layer),
• orchestration des données,
• conformité des données pour assurer la traçabilité des modifications.

Une telle gestion des données ne reste pas théorique : elle devient une base opérationnelle pour une création de valeur accrue.

L’AAS comme base du passeport numérique produit

Un futur domaine d’application important du concept AAS est le passeport numérique produit. Celui-ci nécessite que les données relatives aux produits et aux assets soient disponibles de manière structurée.

L’AAS peut jouer un rôle clé, car elle fournit un schéma standardisé pour représenter des informations sur les composants, leur origine, leurs propriétés et leur cycle de vie.

Les thèmes liés à la durabilité, comme l’empreinte carbone des produits (Product Carbon Footprint), deviennent également de plus en plus importants pour les entreprises industrielles. Pour répondre aux exigences réglementaires et de conformité, elles ont besoin d’une transparence totale sur les produits, les processus et les ressources.

Outils et systèmes : ce dont les entreprises ont réellement besoin pour l’AAS

Pour utiliser efficacement l’AAS, les entreprises ont besoin d’outils combinant connexion opérationnelle et gestion centralisée. Cela inclut :

• des templates structurés
• des sous-modèles modulaires
• des bibliothèques centralisées
• des concepts de versionnement et de déploiement
• des interfaces cohérentes vers MES, ERP, maintenance et IA

Ainsi, l’AAS ne peut pas seulement être décrite, mais également mise en œuvre efficacement.

L’AAS dans la pratique : une approche locale

Une approche pragmatique consiste à implémenter les concepts AAS localement afin qu’ils puissent être utilisés dans les opérations quotidiennes. Cela signifie :

• interprétation sémantique des données au plus près de la machine,
• structures de données standardisées pour des intégrations évolutives,
• gestion centralisée des templates et des sous-modèles,
• logique conforme à l’AAS pour intégrer les AAS de fabricants externes.

Grâce à ces éléments, les entreprises peuvent déjà exploiter les avantages de l’AAS aujourd’hui, sans attendre une disponibilité généralisée des solutions proposées par les fabricants.

AAS avec la solution AC4DC

La solution AC4DC de FORCAM ENISCO prend en charge les Asset Administration Shell fournies par les fabricants et propose également des variantes utilisables localement et immédiatement opérationnelles. AC4DC se compose d’un Gateway pour la connexion opérationnelle des machines et d’un Control Center pour la gestion centralisée des assets et des bibliothèques, comparable à un serveur AAS local.

Grâce à son concept basé sur des templates et des sous-modèles modulaires, AC4DC permet une grande réutilisabilité, une intégration simple de bibliothèques externes et la compatibilité avec les structures AAS. AC4DC propose ainsi dès aujourd’hui une approche locale et immédiatement exploitable qui rend les concepts de l’AAS utilisables dans la pratique. La solution comble l’écart jusqu’à ce que les AAS fournies par les fabricants soient largement disponibles.

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Sous-modèles et sous-structures : la modularité comme facteur de succès

Les sous-modèles sont un élément central de l’AAS. Ils permettent de représenter de manière modulaire des domaines fonctionnels spécifiques, par exemple :

• logiques de signal et interprétation sémantique,
• définitions d’événements et de messages pour les systèmes consommateurs,
• structures pour l’intégration de MES, ERP, maintenance ou IA,
• autres composants selon le cas d’usage.

Les sous-modèles modulaires augmentent la réutilisabilité et réduisent considérablement les efforts d’intégration.

Évoluer rapidement : pourquoi les templates font la différence

Les concepts basés sur des templates permettent une mise à l’échelle rapide sur de nombreuses machines. Lorsque les templates peuvent être importés et réutilisés, cela permet :

• une intégration plus rapide,
• une standardisation plus élevée,
• moins de travail manuel,
• une communication plus claire entre les systèmes,
• des coûts de connexion réduits.

Ainsi, les approches AAS deviennent économiquement viables, même lorsque de grands parcs de machines doivent être connectés dans différents environnements de production.

Communication via des interfaces : l’AAS comme espace de données sémantique

Un avantage majeur de l’AAS est la possibilité de créer un espace de données sémantique (Unified Data Space). Les données y sont disponibles avec leur signification précise et peuvent être trouvées immédiatement pour des applications en temps réel.

Cela réduit les malentendus entre les systèmes et favorise une véritable interopérabilité. En particulier dans les environnements informatiques hétérogènes, c’est un facteur décisif pour éliminer les silos de données.

Avantages pour les fabricants et les exploitants d’installations

Pour les fabricants de machines et d’installations, l’AAS offre la possibilité de fournir des informations sur les assets de manière standardisée. Pour les exploitants, elle constitue une base permettant d’intégrer rapidement ces informations.

Au total, cela crée plusieurs avantages clés :

• meilleure comparabilité des machines,
• mise en service plus rapide,
• plus grande transparence sur l’état des installations,
• analyses et optimisations améliorées,
• compatibilité à long terme pour les futures solutions numériques.

Analyse, optimisation et conformité : ce que l’AAS permet également

Lorsque les données sont collectées et mises à disposition de manière standardisée, de nouvelles possibilités apparaissent :

• optimisation des processus et de l’utilisation des ressources,
• traçabilité des modifications pour la conformité,
• meilleure documentation sur le cycle de vie des assets.

Ainsi, l’AAS devient la base d’une production plus efficace et d’une gestion fiable des données ainsi que d’une bonne gouvernance des données.