C'est quoi l'industrie 4.0 ?

L'industrie 4.0 qu'est ce que cela implique ? Certaines normalisations, certains concepts acceptés par tous et quoi encore ? Des protocoles de communication communs. Venez, on va trouver la réponse.
 

L'industrie 4.0 une révolution

Bien sûr, on parle d'IoT mais aussi beaucoup de blabla sur le dessin on voit que l'industrie 4.0 se sont les machines qui discutent entre elles soit à l'intérieur de l'usine mais cela peut être aussi d'usine à usine.

Pour nos amis anglais notons qu'ils appellent cela la smart factories. Pour la standardisations et les normalisation il s'agit du standard "OPC UA" particulièrement adapté aux communications entre machines.

Autres protocoles IEC 62264 (intégration des systèmes entreprise-contrôle)
IEC 61512 (conception et la spécification des systèmes de contrôle des procédés de fabrication batch)

Pour la communication entre eux des objets de l'industrie 4.0, on parle de technologie RFID. OPC UA sert de protocole de communication.

La prochaine norme 5G vise à répondre à l'industrie 4.0.

Protocole OPC UA

Il important que les équipements puissent communiquer et fonctionner en bonne intelligence quelque soit le fabricant, dans l'usine 4.0, il ne faut pas de format propriétaire mais un protocole ouvert unifié et Open Source.

OPCUA permet de dispatcher des commandes grâce à l'exécution de méthodes et permet de spécifier des événement et de recevoir des notifications.

L'OPC UA a été implémenté dans différents langage de programmation C++, C#, Java. L'OPC UA implémente le design pattern de l'observer qui permet de s'abonner à des notifications. Il implémente également le classique Client/Serveur.

Lorsqu'un appareil est compatible OPCUA il suffit de la connecté sur le réseau Ethernet de l'usine et il est immédiatement opérationnel sans autre manipulation à effectuer.

OPC Unified Architecture

Implémentations en langage C++

C'est quoi OpenCL ? Langage de programmation Open Computing Language.

Ce n'est pas tous les jours que l'on découvre un nouveau langage de programmation alors quant on me parle d'OpenCL, je m'empresse d'aller voir ce que c'est que ce nouveau langage de programmation.

Le langage OpenCL c'est comme du C

OpenCL ou Open Computing Language, c'est la combinaison d'une API et d'un langage de programmation dérivé du C et comme son nom l'indique "open" c'est un standard ouvert, open source (quoi que Apple en dépose une marque ...). Ce langage informatique est conçu pour programmer des systèmes parallèles hétérogènes comprenant un CPU multi-cœur et un GPU, il est créé en juin 2008.

Le langage OpenCL est à l'intersection des mondes CPU parallèles et GPU programmables.

Initialement conçu par Apple pour collaborer avec AMD, Intel et Nvidia autrement dit tout le monde.
AMD décide de supporter OpenCL et DirectX 11

OpenCL 1.1 est publiée en juin 2010 par le Khronos Group

Xilinx

On retrouve OpenCL dans la programmation de Xilinx (FPGA) Circuit Logique Programmable associé à l'IDE Eclipse :

Xilinx - Familiar Embedded C/C++/OpenCL Application Development Experience

Xilinx - SoC

SDSoC Environment Demo

SoC : Single or Dual-core
MPSoC : Dual or Quad-core
RFSoC : Quad-core ARM

Les dernières news sur toutes ces technos concernant le Langage OpenCL :

LinuxGizmos - 16nm Zynq SoC mixes Cortex-A53, FPGA, Cortex-R5

Xilinx - Zynq UltraScale+ MPSoC Product Advantages

Microsoft DirectX

C'est quoi Microsoft DirectX 11, j'en parle souvent avec la librairie OpenGL, en disant que si le langage C++ existe encore c'est parce que de telles librairies existent et ne sont pas traduites dans d'autres langages. car le langage C++ est la manière la plus efficace pour adresser c'est librairies.

Librairies Microsoft Windows

Developpez.net - Affichage des résultats du sondage: Quels API 3D préférez vous ?

Wikipédia - Comparison of OpenGL and Direct3D

C'est donc des librairies de fonctions qui permettent de dessiner sur l'écran ...

Direct3D : est un sous-ensemble de DirectX une librairie graphique pour dessiner en 3D

DirectX : ensemble de librairies, n'adresse pas seulement les graphismes mais aussi le son, la mise en réseau et le multimédia.

DirectX est sur Intel tandis qu'OpenGL est sur AMD. DirectX ne fonctionne que sous Windows et X
Box. Si vous avez besoin de développer pour plus que Windows OpenGL est la solution.

C'est quoi le Deep Learning ?

Il faut que je fasse un article pour présenter simplement ce qu'est le Deep Learning (ou apprentissage profond) en quoi on parle également à propos du Deep Learning de l'Intelligence Artificielle.

Il faut commencer par le "neurone formel" avec sa fonction d'activation qui est l'unité élémentaire en en mettant plusieurs on fabrique un "réseaux de neurones artificiels".



Neurone avec fonction d'activation à seuil

On parle de "Perceptron" à rétroaction. Alors nous les électroniciens on connait bien la "boucle de rétroaction" en prenant une petite partie du signal de sortie on vient corriger l'entrée, elle sert dans l'industrie sous le nom de servomoteur pour stabiliser la vitesse des machine à vapeur.


Boucle de rétroaction

Pour moi la rétroaction c'est "l'apprentissage" dans le sens ou l'on vient corriger ce que l'on a déterminé.

Réseau neuronale à rétroaction

Avec un début d'algorithme :

Règle d'apprentissage du perceptron

Le perceptron de Frank Rosenblatt est très proche de la règle de Hebb, la grande différence étant qu'il tient compte de l'erreur observée en sortie.
Cette fonction est recommandée lorsque la tangente hyperbolique (tanh) est utilisée comme fonction d'activation.

W'(i) = W(i) + Alpha( Y(t)-Y ) * X(i)

avec :
W'(i) = le poids i corrigé
Y(t) = sortie attendue
Y = sortie observée
Alpha = le taux d'apprentissage
X(i) = l'entrée du poids i pour la sortie attendue Y(t)
W(i) = le poids i actuel

C'est trois systèmes sont constitutifs du réseau neuronale a apprentissage, c'est le début du Deep Learning on le conçoit alors presque entièrement quand on arrive au "Perceptron multicouche" :


Perceptron multicouche

Et surtout l'algorithme de rétropropagation présenté sur cette page dont je prends note ici.

Algorithme de rétropropagation

1. Présentation d'un motif d'entraînement au réseau.
2. Comparaison de la sortie du réseau avec la sortie ciblée.
3. Calcul de l'erreur en sortie de chacun des neurones du réseau.
4. Calcul, pour chacun des neurones, de la valeur de sortie qui aurait été correcte.
5. Définition de l'augmentation ou de la diminution nécessaire pour obtenir cette valeur (erreur locale).
6. Ajustement du poids de chaque connexion vers l'erreur locale la plus faible.
7. Attribution d'un blâme à tous les neurones précédents.
8. Recommencer à partir de l'étape 4, sur les neurones précédents en utilisant le blâme comme erreur.

Voilà j'ai fait un tour rapide bien plus rapide qu'en lisant toutes les pages de Wikipédia pour aller directement au but le Deep Learning. Il reste des notions à préciser. ce que je ferais plus tard.

Des cas concrets soit disant mais franchement cet article n'est pas terrible :

Forbes - 10 Amazing Examples Of How Deep Learning AI Is Used In Practice?

Pour aller beaucoup plus loin, je vous conseille mais c'est en anglais :

Deep Learning in Neural Networks: An Overview

Promis, un jour je vous ferai un résumé.

Bon année 2019 !