Comment réussir votre processus de développement de solution IOT ?

algré le nombre important des études effectuées à ce sujet, encourageant l’insertion de l’IOT dans les processus industriels, les processus de développement de solution IOT font apparaître de nouveaux niveaux de complexités et de confusions.

Dans cet article, nous allons démystifier l’ensemble des complexités qui peuvent apparaître lors du développement de solutions IOT et proposer “une marche à suivre” pour réussir ce processus.

1. Les obstacles dans le processus de développement IOT

Le développement d’une solution IOT consiste à proposer une solution complète de bout en bout (ou end-to-end), en tenant compte de toutes ses “couches” superposées (Hardware, protocole de communication, IOT cloud, applications de visualisation…).

Mais la difficulté actuelle – que nous avons déjà entamé dans l’article “Pourquoi n’y a-t-il pas de distributeurs IOT ?” – est que peu d’entreprise peuvent affronter ce défi vu la complexité des différentes couches qui composent une solution IOT.

Toute solution IOT se compose de 4 couches superposées et une couche de sécurité transversale croisant les autres couches :

2. Les obstacles liés au Hardware

On distingue à ce niveau deux types de hardware : le “simple” et le “smart”.

On parle de hardware simple quand on ajoute un microcontrôleur à l’objet final (capteurs, actuateur…) pour créer une connectivité simple sans pouvoir analyser les données avant de les transférer au système Cloud. Ce type de device permet de générer et transférer des données ou encore effectuer une action instantanée spécifique.

Généralement, les ressources au niveau de ce device sont limitées, les coûts matériels sont faibles, la connectivité simple et basique, avec une sécurité de base et une gestion réduite voire nulle.

Le smart hardware est équipé de Microprocesseurs et de systèmes d’exploitation (Operating system OS), permettant d’analyser les données collectées, effectuer des calculs locaux et prendre des décisions en temps réel. En somme, il optimise la sécurité, facilite la gestion, l’interopérabilité, assure la fiabilité des solutions et réduit les coûts. Dans la plupart des cas, les smart hardwares compatibles avec le Cloud, sont équipés d’une interface utilisateur.

Afin de transformer un hardware simple en smart, il suffit d’attacher sa sortie à un protocole de communication local (Edge gateway ou passerelle), pour faciliter la communication des données collectées (Edge) vers le système Cloud.

3. La complexité du protocole de communication réseau

C’est la couche reliant les données générées par les devices connectées aux systèmes cloud tout en assurant le lien entre ces objets finaux et les antennes réseaux. Elle permet d’activer la communication vers le monde extérieur à travers différents réseaux de connectivité. Nous distinguons trois types de réseaux :

• Les protocoles locaux ou les LAN (Low Area Network) comme Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth…
• Les réseaux cellulaires longue distance comme GSM, 3G, 4G…
• Les réseaux non cellulaires longues portées ou les LPWAN (Low Power Wide Area Network) comme sigfox, LoRaWAN…

4. Les différents Services Cloud

Cette couche permet de générer des aperçus sur les données transmises à travers différentes plateformes applicatives Cloud. Par exemple :

• Pour le service stockage et base de données : Azure SQL, Azure DocumentDB…
• Pour le service surveillance et gestion d’appareils : Azure IoT Hub…
• Pour le traitement des événements et l’analyse des données : Azure Stream Analytics, Azure HDInsight Spark/Storm
• Pour les analyses avancées et prédictives : Azure Machine Learning, Cortana Intelligence Suite…

5. Les applications

Cette couche permet de connecter et améliorer les aperçus de la couche précédente et de les intégrer dans l’écosystème grâce à des nouvelles plateformes applicatives et services connectés comme :

• Office et Power BI (Business Intelligence) pour la visualisation des données.
• Dynamics 365, Azure logics apps pour l’intégration des données dans le système de l’entreprise.
• Visual studio, Xamarin, ou d’autres environnement de développement pour la création des applications de gestion.

6.  Les couches croisées de sécurité

Comme nous l’avons indiqué dans l’article “Comment sécuriser votre système IOT ?”, le sujet de sécurisation des données IOT est d’une importance cruciale. Pour chaque couche constituant la solution, il faut une base solide de sécurité permettant le transfert des données d’une couche à l’autre en tout confidentialité.

Pour la première couche “Hardware”, il est recommandé de protéger le matériel et les micrologiciels internes (attestation firmware).

Concernant la deuxième couche “communication”, il vaut mieux posséder un système de communication basé sur le chiffrement E2E (de Bout en Bout) où seules les personnes concernées peuvent lire les messages échangés.

Au niveau de la troisième couche “Cloud Services”, une gestion de confidentialité est une option primordiale. Dans ce cas, vous pouvez utiliser des plateformes comme Key Vault, pour protéger les clés de cryptage et les secrets utilisés par les services et les applications cloud.

Pour les applications de visualisation et d’analyses, il faut au moins gérer les identités et les accès aux applications. Cette action est très pertinente dans la couche Application, mais peut également être applicable sur toutes les autres couches.

Il s’avère évident que l’architecture technique des solutions IoT varient considérablement selon le segment de marché, et plus particulièrement selon le cas d’utilisation. Chaque composant nécessite des compétences et un niveau de maitrise particulier pour assurer le bon fonctionnement dans son propre domaine, sans oublier les autres compétences requises – dont nous avons déjà parlé dans l’article “Pourquoi n’y a-t-il pas de distributeurs IOT ?” – pour proposer une solution end-to-end réussie.

De ce fait, il n’existe pas d’approche unique pour développer les solutions IoT complètes. Néanmoins, nous vous proposons ici une méthodologie cohérente qui peut vous aiguiller pour que vos projets IOT aboutissent et éviter certains problèmes récurrents.

7. Le développement d’une solution IOT en 5 phases

Afin de tirer le maximum de profits de vos projets IOT, nous vous recommandons de suivre le processus en 5 étapes ci-dessous lors du développement de vos solutions.

•  Développement de votre business case (analyse de rentabilité de votre projet)

En général, vous désignez une équipe inter-fonctionnelle et approuvée par les dirigeants de vos secteurs d’activités pour gérer cette phase. Cela peut passer pour un processus assez simple, mais la plupart des entreprises ne réussissent pas à dépasser cette phase, soit à cause du manque de collaboration entre les disciplines concernées, ou bien à cause d’un manque de concentration sur les avantages et les fonctionnalités potentiels de la solution.

•  Construction, achat et évaluation des fournisseurs

Après avoir encadré votre projet IOT, définir son contexte général et bien identifier ses use cases est déterminant avant de commencer la fabrication. Les entreprises hésitent souvent entre construire la solution en interne, ou bien chercher en externe un partenaire de solution. La plupart des entreprises décident d’ailleurs de faire un peu des deux, avec l’expertise interne et le support technologique externe. Ce qui peut engendrer des coûts importants.

• Le Proof of concept ( POC)

La phase PoC est conçue pour valider quelques points clés de votre solution, mais pas tous les détails. La meilleure pratique consiste simplement à commencer avec 1-5 scénarios ou fonctionnalités que vous jugez critiques pour l’entreprise client. Il est important de « penser grand », mais commencer à petite échelle pendant le PoC, ce qui permet aux entreprises d’expérimenter rapidement et de continuer à faire des itérations. L’obtention d’un PoC en moins d’un an peut être cruciale pour soutenir la direction du projet IOT au plus haut niveau.

• Le lancement initial du projet

Une fois le concept éprouvé, il est temps de faire évoluer les scénarios et de faire en sorte que la solution IoT puisse intégrer le marché. Un grand défi à ce stade consiste à former les employés à utiliser le système et à se préparer aux changements organisationnels que le nouveau processus exigera.

•  Le déploiement commercial

Dans cette étape, lorsque la solution est déployée sur une grande échelle (on parle ici de milliers de devices), la facilité de gestion et la flexibilité de l’ensemble du système deviennent un aspect clé du succès global. Un changement organisationnel et la mise en œuvre de nouveaux processus sont également importants pour amener les utilisateurs du système à adhérer aux avantages de la solution.

 EN RÉSUMÉ 

• Lors de la conception de votre solution IoT, il faut prendre en compte 15 composants dans les 5 couches constitutives du projet : hardware, devices, communication, services cloud, applications et sécurité.
• Le développement de solutions IoT nécessite un cadre structuré en 5 phases :  Développement de votre business case, Réalisation de la solution, Proof of Concept, Lancement initial du projet, Déploiement commercial.

Nous examinerons dans nos prochains articles, chaque phase du processus de développement de la solution IoT, en mettant l’accent sur les scénarios industriels et de fabrication les plus critiques dans ce processus.

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