Intégration de solution blockchain dans un système global de traçabilité d’une usine opérationnelle

L’industrie 4.0 implique des changements majeurs dans la gestion des processus de fabrication. L’Internet des objets et le cloud computing permettent des interactions en ligne entre des tiers, tels que des clients et des fournisseurs, avec le système de traçabilité d’une usine.

La blockchain industrielle offre un paradigme qui permet de mettre en place un registre infalsifiable de transactions impliquant plusieurs partenaires, individuellement libres d’y inscrire des actions et de vérifier les actions des autres de manière ad hoc. En ce sens, elle permet de mettre en place une traçabilité fiable, transparente et directement vérifiable par chaque partenaire (fournisseur/usine, usine/sous-traitant, usine-client, etc). A l’ère des usines connectées, elle constitue une solution qui peut être mise en œuvre entre le système d’information de l’usine et les différents partenaires pour automatiser la gestion de la traçabilité. Néanmoins, le système global de traçabilité de l’usine peut comporter des composantes internes avec des implications fortes sur la confidentialité et dont le lien avec la traçabilité n’incombe qu’à l’usine et pas à ses partenaires. Dans ce contexte, la transparence apportée se ferait au détriment de la confidentialité des données. De plus, les évaluations proposées sur la blockchain portent en général sur ses performances en tant que technologie, plutôt que sur son impact global sur le système industriel, ce qui peut être un frein à son adoption.

Ce travail de thèse vise à développer une architecture et proposer des évolutions des systèmes de traçabilité pour permettre l’intégration d’une solution blockchain destinée à garantir la traçabilité entre l’usine et les partenaires sans qu’il n’y ait compromission de la confidentialité au motif de la transparence.

Dans un premier temps, un état des lieux de l’usine sera présentée sous l’angle de la cybersécurité avec pour contribution une division de l’usine sous forme de périmètres en vue d’aboutir à une synthèse de bonnes pratiques adaptées à chaque périmètre en matière de sécurité informatique. Ensuite, nous définissons une approche de traçabilité centrée sur le produit soulignant l’implication des partenaires ainsi qu’une catégorisation des données selon leur criticité, ce qui permet de gérer leur accès et leur stockage au niveau des différents partenaires ainsi que dans l’infrastructure de l’usine. La présentation de l’architecture blockchain viendra dans un troisième temps avec une implémentation via la plateforme Multichain ainsi qu’une discussion sur la consommation en termes énergétique mais également en termes de stockage de la blockchain. Enfin, une modélisation à évènement discret pouvant être adaptée à n’importe quelle usine de production industrielle est également proposée afin d’analyser l’impact d’une solution blockchain sur une usine opérationnelle en fonction de différentes métriques telles que les besoins en capacité de stockage, la consommation d’énergie et l’impact environnemental.

Mots-clés : traçabilité; blockchain; usine 4.0; big data; sécurité; simulation.

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