Selon IoT Analytics, l'un des principaux fournisseurs mondiaux d'informations sur les marchés et de renseignements commerciaux stratégiques pour l'Internet des objets (IoT), le marché des passerelles IoT industrielles s'est considérablement accéléré de 2021 à 2022, avec une croissance de ~14,7 % pour atteindre 860 millions de dollars (38 % de l'ensemble du marché des passerelles IoT).
CITATIONS CLÉS:
Knud Lasse Lueth, PDG d'IoT Analytics, commente :
“Les passerelles IoT industrielles sont essentielles pour connecter les systèmes existants aux technologies modernes. Elles jouent également un rôle important pour soutenir la migration des applications de fabrication vers le cloud. À l'avenir, je m'attends également à ce qu'un certain nombre de petites applications s'assoient directement sur les passerelles IIoT, en tirant parti de la technologie de conteneurisation, d'un stockage et d'un calcul plus puissants et, dans certains cas, même de puces d'IA pour l'inférence ML.”
Kalpesh Baviskar, analyste chez IoT Analytics, ajoute que :
“Les passerelles IoT se sont imposées comme une solution très rentable pour déployer des systèmes IoT dotés de multiples capteurs. Elles jouent un rôle crucial dans la connexion des équipements existants et des appareils qui n'étaient pas connectés auparavant.”
“Ces dernières années, nous avons assisté à l'intégration de processeurs hautes performances et de puces d'IA dans les passerelles IoT, les transformant ainsi en passerelles IoT de périphérie. Ces passerelles de périphérie peuvent effectuer le traitement et l'analyse des données en local, ce qui réduit considérablement la quantité de données devant être envoyées dans le cloud. Cela peut permettre de réaliser d'importantes économies et d'améliorer les performances des applications IoT.”
POINTS CLÉS:
- Selon le rapport sur le marché des passerelles IoT 2023-2027, le marché de 0,9 Md$. marché des passerelles IoT industrielles (IIoT). a connu une croissance accélérée entre 2021 et 2022, qui devrait se poursuivre grâce à plusieurs vents arrière favorables.
- Passerelles IIoT permettent la convergence de l'informatique et de l'OT en partageant de manière sécurisée et efficace les données entre l'équipement OT au niveau du sol et l'équipement informatique ou le cloud – avec une mise en œuvre faisant généralement partie de l'une des quatre architectures plus larges de l'IoT.
- Il existe plusieurs avancées en matière de passerelles IIoT, par exemple dans les domaines de la sécurité, de l'informatique de bord et du stockage.
Le rôle vital des passerelles IoT industrielles pour faire le lien entre l'informatique et l'OT.
Passerelles IIoT : Marché et rôle
Le marché des passerelles IoT industrielles s'est considérablement accéléré de 2021 à 2022, augmentant de ~14,7 % pour atteindre 860 millions de dollars (38 % du marché global des passerelles IoT), et nous prévoyons une croissance continue au moins jusqu'en 2027. Les facteurs à l'origine de cette croissance sont notamment les suivants :
- Connecter les non connectés. De nombreuses entreprises équipent leurs anciens équipements de capteurs et de contrôleurs, et utilisent des passerelles IIoT pour effectuer les transformations de protocole et de données nécessaires et transférer les données vers un point de terminaison informatique.
- Les applications logicielles sont en train de migrer. Les entreprises dotées d'équipements connectés déplacent certaines applications clés vers le cloud, les passerelles IIoT s'imposant comme le principal point nodal pour le flux d'informations entrant et sortant des locaux industriels. Certaines applications sont également désormais exécutées localement sur la passerelle elle-même.
- Du matériel plus puissant. De nouvelles passerelles améliorées avec des processeurs multicœurs intégrés, des chipsets d'IA et des éléments sécurisés permettent un traitement et une transmission des données plus rapides et plus sûrs (vers un point de terminaison informatique ou le cloud).
Ces facteurs reflètent notre évaluation selon laquelle les passerelles IIoT deviennent le point de jonction de la convergence IT et OT.
Remarque : lorsque nous parlons de passerelles IIoT, nous faisons référence à du matériel (durci) qui connecte des capteurs, des appareils IIoT et des équipements industriels à des serveurs dans le cloud ou sur site, ou à des automates/IPC fonctionnant sur des réseaux industriels distincts. Pour une définition exacte, reporte-toi à notre rapport.
Comment les passerelles IIoT connectent les mondes de l'informatique et de l'OT.
De nombreuses entreprises conservent des équipements hérités qui ne sont pas dotés de capteurs ou de dispositifs de contrôle. Même si l'équipement hérité possède des capteurs ou des contrôleurs qui se connectent localement, par exemple à une interface homme-machine ou à un panel PC dans l'atelier, il peut ne pas offrir d'options de connectivité ou utiliser des protocoles de messagerie que l'équipement final (comme un serveur informatique ou un cloud) utilise. Pendant ce temps, les entreprises qui possèdent des équipements compatibles avec l'IdO peuvent souhaiter déplacer les données hors site (par exemple, vers un équipement informatique distant ou le cloud) ou améliorer le calcul des données locales pour des réponses automatisées avant de transmettre les données.
Dans des cas comme ceux-ci, les passerelles IIoT peuvent se connecter à des capteurs autonomes ou intégrés – soit sans fil, soit câblés par l'intermédiaire de maîtres de modules d'E/S – pour transmettre des données à des serveurs informatiques ou dans le cloud. Comme décrit ci-dessous, elles s'intègrent dans de nombreuses architectures que l'on retrouve dans les solutions IoT industrielles.
Passerelles IIoT au sein des architectures IoT
Qu'une entreprise construise ou achète une solution IoT, celle-ci s'alignera sur une architecture IoT pour collecter et transmettre les données au point final. Alors qu'une architecture directe de capteur à nuage ne nécessite pas l'utilisation d'une passerelle IIoT, les passerelles IIoT sont couramment présentes dans 4 types généraux d'architectures IoT.
1. Capteurs/appareils vers automate/IPC vers passerelle IIoT vers le cloud.
Dans les environnements industriels dotés de matériel d'automatisation existant, l'architecture capteurs/appareils vers PLC/IPC vers passerelle IIoT vers le cloud est très courante. Les capteurs ou actionneurs de terrain sont connectés à des maîtres de modules d'E/S. Ces maîtres de modules d'E/S transmettent des données à l'automate ou à l'IPC sur site. L'automate ou l'IPC est ensuite connecté à la passerelle IIoT, qui sert de pont entre l'automate ou l'IPC et le cloud.
Cette architecture peut être très puissante mais aussi potentiellement dangereuse. La passerelle IIoT peut techniquement être configurée pour accéder à distance à l'ensemble de l'architecture qui se trouve sous l'automate/IPC. Si cette configuration permet à n'importe quelle donnée de circuler entre IT et OT et donc à tous les cas d'utilisation imaginables, elle présente également la plus grande surface d'attaque potentielle (potentiellement l'ensemble de l'installation), par exemple en cas d'architecture de sécurité mal configurée.
2. Capteur vers modules E/S vers passerelles IoT vers le cloud.
Dans l'architecture capteur vers maître de module E/S vers passerelles IoT vers le cloud, de simples capteurs se connectent à des maîtres de module E/S. Le maître du module d'E/S utilise ensuite des normes de connectivité filaire ou sans fil pour transférer les données vers les passerelles IIoT, en contournant tout automate ou IPC. Cette architecture s'avère très efficace dans les scénarios où plusieurs capteurs sont disposés en grappes – le maître de module E/S fait office de nœud central pour chaque grappe de capteurs, recueillant et transmettant efficacement les données au cloud via une passerelle IIoT.
3. Capteurs dans les appareils vers la passerelle IIoT vers le cloud.
Dans l'architecture capteurs dans les appareils vers passerelle IoT vers le cloud, les appareils équipés d'un seul ou de plusieurs capteurs embarqués sont connectés directement à la passerelle IIoT. Cette architecture est souvent déployée lorsque des appareils IoT non autonomes sont utilisés (c'est-à-dire des appareils qui ne peuvent pas se connecter à Internet par eux-mêmes).
4. Capteurs vers passerelle IoT vers le cloud
Dans l'architecture capteurs vers passerelle IoT vers le cloud, les passerelles IIoT permettent d'établir des connexions entre les capteurs et les serveurs cloud directement. Cette architecture peut par exemple se retrouver lors de l'installation a posteriori de capteurs spécifiques sur un bien (par exemple, pour la surveillance de l'état) avec la volonté de contourner tous les autres réseaux existants (pour ne pas interférer avec eux et créer un nouveau risque de sécurité).
Progrès dans les capacités des passerelles IIoT
À mesure que les passerelles IIoT sont devenues plus courantes dans les solutions IIoT, elles sont devenues capables d'offrir davantage à leurs utilisateurs. En général, les passerelles IIoT proposent 8 fonctions clés :
- Traduction de protocole
- Gestion des données
- Gestion des périphériques
- Calcul
- Communication
- Gestion des ressources
- Gestion de la sécurité
- Gestion de la qualité de service
En tant que Marché des passerelles IIoT s'est développé, ces fonctions ont progressé. Voici quelques exemples d'avancées.
“Un nombre croissant de clients [are] exigent des fabricants une preuve du niveau de sécurité de leurs équipements IoT industriels. “
Gestion de la sécurité
Alors que le nombre d'appareils connectés continue d'augmenter, le risque de cyberattaques et d'accès non autorisés devient plus important. Cela est particulièrement vrai pour les entreprises qui cherchent à connecter des équipements d'usine à des serveurs informatiques ou cloud externes. Heureusement, pour faire face à ces risques, les fournisseurs de passerelles IIoT intègrent de manière proactive des fonctions de sécurité dans leurs produits et adhèrent aux réglementations et normes spécifiques à l'industrie, ce qui permet à la surveillance et au contrôle OT de résider en toute sécurité derrière des couches de politiques et de contrôles d'accès.
Une série notable de normes est la CEI 62443, approuvée en 2021, qui ordonne à tous les produits certifiés CEI 62443 d'adhérer à des exigences spécifiques de développement de produits dès les premières étapes de la conception. Cette série de normes est devenue une exigence technique obligatoire dans de nombreux pays, et selon Pascal LeRay, responsable de la cybersécurité chez Bureau Veritas, ” un nombre croissant de clients[…] [are] exigeant des fabricants une preuve du niveau de sécurité de leurs équipements IoT industriels. “
Lors de nos recherches, les entreprises de passerelles IIoT ont noté l'importance d'intégrer des normes de sécurité dans leurs produits. Le PDG de Teltronic, Juan Ferro, a déclaré ce qui suit . “l'irruption soudaine de la cybersécurité dans l'industrie a été interprétée par Teltronic comme une opportunité d'améliorer à la fois la sécurité et l'environnement. [our] produits et les processus associés,” , ajoutant que l'adoption préventive de normes de sécurité les plaçait en tête des autres entreprises de leur secteur.
Parallèlement aux normes, les passerelles IIoT intègrent de plus en plus la sécurité matérielle, en utilisant des éléments sécurisés intégrés soit au sein des processeurs, soit sur le PCB/modules en tant que modules de plateforme de confiance (par exemple, TPM 2.0). La passerelle IoT A1 d'Ultratronik intègre l'élément sécurisé EdgeLock SE051 de NXP, et la série RELIAGATE 10-14 d'Eurotech maintient les certifications IEC 62443-4-1, -4-2 et PSA niveau 1 et dispose d'un chipset de sécurité TPM 2.0-OPTIGA TPM SLM 9670 d'Infineon Technologies.
“Les millisecondes de latence [between] d'un robot industriel et de nombreux systèmes en temps réel peuvent faire la différence entre un risque de sécurité et une chaîne de montage productive.”
Calcul
Les passerelles IoT en général ont eu tendance à augmenter leur puissance de traitement. Dans les solutions industrielles, cela a aidé les entreprises à déplacer le traitement des données et le calcul vers la périphérie de la solution – plus près du point de collecte des données – ce qui leur permet d'économiser de la bande passante et de la puissance de communication et de libérer leurs serveurs informatiques et cloud pour gérer d'autres tâches. En outre, on observe une tendance à l'intégration de puces d'IA dans certaines passerelles IoT afin de faciliter l'informatique en périphérie. Un exemple notable est la passerelle d'analyse vidéo IoT AIOT-AVID d'AAEON, qui intègre l'unité de traitement de la vision (VPU) Myriad X d'Intel.
La capacité de traiter et d'automatiser les données en temps réel peut signifier beaucoup pour les résultats financiers d'une entreprise, comme l'a déclaré un vice-président principal, “Les millisecondes de latence [between] d'un robot industriel et de nombreux systèmes en temps réel peuvent faire la différence entre un risque de sécurité et une chaîne de montage productive.”
Gestion des données et des ressources
Le stockage local des données contribue à permettre le traitement des données à la périphérie. De plus, certains cas d'utilisation industrielle peuvent nécessiter le tri et l'analyse des données avant leur transmission à un serveur informatique ou cloud, soit en raison d'une connectivité réseau limitée, soit par souci d'une utilisation plus efficace des équipements informatiques.
La nécessité d'un stockage local des données a conduit à des solutions de mémoire flash eMMC et de SSD sur les passerelles IoT en général. À la mi-2022, Robustel a lancé trois passerelles IIoT basées sur ARM avec différentes tailles DDR et eMMC pour répondre aux besoins des applications. Quelques mois plus tard, Compulab a annoncé son IOT-GATE-RPI4, une passerelle IIoT basée sur Raspberry Pi qui offre jusqu'à 128 Go de mémoire eMMC et des emplacements mPCIe pour l'extension du stockage SSD jusqu'à 256 Go. Parmi les autres exemples, on peut citer la passerelle IIoT de la série AIG-301 de MOXA, dotée de 16 Go de mémoire eMMC, et la passerelle Hirschmann OpEdge-8D de Belden, dotée de 64 Go de mémoire flash SSD.
Gestion des périphériques
Le stockage intégré s'accompagne de la possibilité de conteneuriser les applications pour les déployer sur les passerelles IoT, y compris les logiciels de gestion des appareils. Traditionnellement, le déploiement d'applications sur des passerelles IIoT impliquait de les installer directement sur le système d'exploitation de l'équipement, ce qui présentait des limites en termes d'évolutivité, de flexibilité et de facilité de gestion. Cependant, les entreprises utilisent de plus en plus la conteneurisation comme stratégie de déploiement des applications sur les passerelles IIoT, en proposant des plateformes comme Kubernetes et des runtimes comme Docker. Ces technologies offrent un moyen de créer des environnements d'exécution légers et isolés, appelés conteneurs, dans lesquels les applications peuvent s'exécuter de manière cohérente sur différentes plateformes et dans différents environnements.
De nombreux équipementiers de passerelles construisent également des app stores avec des centaines d'applications prêtes à l'emploi que les utilisateurs finaux peuvent déployer sur leurs passerelles (et dans le cloud), comme le ctrlX store de Bosch Rexroth, l'Industrial Edge Marketplace de Siemens et le WISE-Marketplace d'Advantech.
Principaux avantages des passerelles IIoT
Dans notre analyse de 65 études de cas, nous avons identifié de nombreux avantages des implémentations de passerelles IIoT basées sur divers cas d'utilisation. Voici 3 des principaux avantages cités par les entreprises.
1. Meilleure intégration IT/OT
Il s'agit en effet d'un objectif clé de la mise en œuvre des passerelles IIoT, et notre analyse montre que de nombreuses entreprises ont atteint cet objectif. Un objectif commun de l'intégration IT/OT est la surveillance et la réponse à distance. À titre d'exemple, Vitesco Technologies Italy a utilisé la 4ZeroBox de Zerynth, un système IIoT sur site pour la surveillance en temps réel et la maintenance prédictive. Cette solution a permis à Vitesco de prévoir les dysfonctionnements des vannes pneumatiques 24 heures à l'avance, ce qui a réduit les temps d'arrêt de l'assemblage et augmenté la productivité.
2. Réduction des coûts de main-d'œuvre
Les passerelles IIoT sont souvent déployées à des fins d'automatisation et, à ce titre, peuvent réduire les coûts de main-d'œuvre, les efforts humains et les erreurs humaines. Alors que Vitesco a constaté une réduction de 50 % de ses besoins en main-d'œuvre manuelle grâce à son application 4ZeroBox, le fabricant d'acier colombien Corpacero a réduit les coûts associés à la main-d'œuvre de réparation après s'être associé à Senzary pour déployer les solutions RotaryIQ et InsightsIQ pour la maintenance prédictive et la gestion à distance des machines.
3. Économies d'énergie
Wattics, fournisseur de logiciels d'analyse de la gestion de l'énergie en entreprise, s'est associé à Kontron pour utiliser la KBox A-101 de Kontron comme “nœud de bordure” central pour le logiciel Wattics Sentinel sur le site du client. Elle se connecte au réseau énergétique local et au réseau Sentinel, facilitant la configuration des compteurs, la collecte fiable des données, le prétraitement, la compression et la communication sécurisée.
Perspectives du marché des passerelles IoT
Avec de nombreuses entreprises cherchant soit à moderniser leurs équipements, soit à améliorer leurs solutions IoT, nous avons constaté une solide croissance du marché des passerelles IIoT (TCAC de 8,1 %) entre 2018 et 2022, avec une accélération spécifiquement entre 2021 et 2022. Nous évaluons que cette tendance se poursuivra puisque les cas d'utilisation dans la fabrication et certaines applications continuent d'exiger un traitement en temps réel, une faible latence et un traitement sécurisé des données. De plus, les 5 tendances suivantes, qui sont discutées plus en profondeur dans le rapport sur le marché des passerelles IoT 2023-2027, soutiennent cette évaluation :
1. Les passerelles IoT deviennent plus modulaires, ce qui permet aux fournisseurs de passerelles IIoT d'offrir une gamme d'options et de configurations pour répondre aux besoins des clients et permettre une évolutivité facile.
2. Les passerelles IoT prennent en charge davantage d'options de connectivité sans fil, comme les solutions cellulaires sécurisées avec la technologie eSIM/iSIM, ce qui permet aux passerelles IIoT de gérer plusieurs appareils connectés dans un périmètre d'opérations élargi.
3. Les fournisseurs de passerelles IIoT collaborent pour combiner des solutions matérielles et logicielles, ce qui simplifie les déploiements et réduit les coûts.
4. Le matériel OT commence à se consolider (par exemple, les maîtres des modules d'E/S se déplacent vers les passerelles IIoT).
5. La virtualisation des charges de travail (par exemple, les automates virtuels) permet aux IPC et aux passerelles IIoT d'effectuer des tâches qui étaient auparavant étroitement couplées à d'autres pièces de matériel.
Les passerelles IIoT jouent un rôle central en comblant le fossé entre les anciennes machines et les systèmes modernes, ce qui facilite les rénovations et les installations en friche. Alors que les industries s'efforcent d'obtenir une connectivité mondiale et une gestion centralisée des appareils OT, les passerelles IIoT continueront à jouer un rôle majeur dans l'intégration des opérations sur différents sites.
Ce que cela signifie pour les fournisseurs de passerelles IIoT.
5 questions clés que les vendeurs de passerelles IoT devraient se poser sur la base des conclusions du rapport :
1. Nos passerelles IIoT restent-elles conformes aux normes de sécurité mises à jour ?
2. Nos clients ont-ils besoin de capacités de pointe en matière d'IA en tant qu'offre générale ?
3. Avons-nous exploré les options de stockage local des données pour augmenter les calculs tout en diminuant la latence ?
4. Devrions-nous conteneuriser nos applications IIoT de périphérie ? Et si oui, comment ?
5. Nos solutions générales permettent-elles une intégration transparente des technologies de l'information et des technologies de l'information pour les clients ? Si ce n'est pas le cas, devrions-nous nous concentrer sur des solutions sur mesure pour nos clients ?
Ce que cela signifie pour les adeptes de l'IdO
5 questions clés que les adoptants de l'IdO devraient se poser en se basant sur les conclusions du rapport :
1. Avons-nous évalué les différentes passerelles IIoT disponibles et leur impact potentiel sur notre stratégie IoT globale ?
2. Quelle(s) architecture(s) de l'IdO utilisons-nous ? Une passerelle IIoT peut-elle apporter des améliorations ?
3. Nos passerelles IIoT actuelles répondent-elles aux normes de sécurité en vigueur ? Si ce n'est pas le cas, quelles sont les mises à jour dont nous avons besoin pour respecter ces normes ?
4. Avons-nous évalué les avantages possibles de l'edge computing (par exemple, l'automatisation des contrôles au niveau local en fonction des données) ?
5. Devrions-nous tirer parti du stockage local des données et des applications conteneurisées pour une meilleure gestion des appareils et des mises à jour ?
Tu trouveras plus d'informations dans la nouvelle publication d'IoT Analytics. Rapport sur le marché des passerelles IoT 2023-2027, qui comprend des définitions détaillées des passerelles IoT, des projections de marché, des facteurs d'adoption, un paysage concurrentiel, des tendances notables et des études de cas.
