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Introduction et objectifs du cours

Cadre général des protocoles industriels et enjeux d’interopérabilité pour IT/OT

Fondamentaux des protocoles: modèles, cas d’usage et limites

OPC UA pour l’IT/OT: modélisation d’information et sécurité intégrée

Modbus (RTU/TCP): simplicité et contraintes d’un protocole héritage

MQTT orienté événements: publication/abonnement pour l’atelier connecté

API industrielles (REST/GraphQL): contrat et versionnage au service de l’intégration

Normalisation et gouvernance des données

Standardiser les modèles: dictionnaire commun, mapping de tags et qualité de données

Sélection par environnement: critères techniques et opérationnels

Intégration ERP↔MES: cas pratique tailles, couleurs et OF

Conception de l’API ERP↔MES: contrat, mapping et flux métier

Tests d’intégration, latence et fiabilité: validation bout‑en‑bout

Standardiser et faire dialoguer OPC UA, Modbus, MQTT et des API industrielles est devenu stratégique pour connecter ateliers et systèmes d’information. Ce cours pragmatique vous guide de bout en bout: compréhension des modèles, critères de choix par environnement (IT/OT), normalisation des données et validation de l’interopérabilité. Vous découvrirez comment modéliser l’information avec OPC UA, moderniser un parc Modbus hérité, concevoir une architecture événementielle avec MQTT et exposer des contrats d’API robustes (REST/GraphQL) pour relier ERP, MES et équipements. Nous couvrons les dimensions clés: latence, fiabilité, sécurité (TLS, certificats, ACL, OAuth2/JWT), gouvernance (noms, espaces de noms, schémas de topics), ainsi que les coûts et la maturité des solutions. Un cas pratique d’intégration ERP↔MES autour des tailles, couleurs et ordres de fabrication ancre les concepts dans un scénario réel, avec plan de tests, mesures de performances et mécanismes de résilience. À l’issue, vous saurez sélectionner le bon protocole par contexte, cartographier tags et registres vers des modèles communs, établir des SLA et valider la qualité et la traçabilité des données. Idéal pour transformer progressivement votre atelier en système interopérable, sécurisé et évolutif.

Protocoles et interopérabilité: standardiser OPC UA, Modbus, MQTT, API

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            <p>La convergence IT/OT impose aujourd’hui de standardiser la communication de la donnée industrielle, depuis les capteurs jusqu’aux applications d’entreprise. Ce cours propose un cadre opérationnel pour comprendre et orchestrer les protocoles clés — OPC UA, Modbus (RTU/TCP), MQTT et les API REST/GraphQL — en tenant compte des zones ISA‑95/ISA‑99, des contraintes d’atelier et des exigences SI. Nous positionnons l’interopérabilité digitale comme la capacité à partager des données fiables, contextualisées et sécurisées avec un minimum de couplage, en optimisant latence, fiabilité, sécurité et évolutivité. L’objectif est de donner aux équipes IT/OT et aux intégrateurs les principes et outils pour sélectionner le bon protocole selon l’environnement, modéliser et mapper correctement les données (tags, registres, topics, ressources d’API) et valider la performance de bout en bout.</p>

<p>La première partie établit les fondamentaux de chaque protocole. Nous détaillons OPC UA (client/serveur et PubSub), son modèle d’information (nœuds, types, événements) et sa sécurité (X.509, sessions chiffrées), en illustrant les gains pour la normalisation multi‑fournisseurs et la supervision temps réel. Nous analysons Modbus comme protocole héritage à faible sémantique — trames, registres, coils — en explicitant ses limites (sécurité, adressage) et les stratégies de modernisation via des passerelles vers OPC UA/MQTT. Nous couvrons MQTT orienté événements (broker, topics, QoS, messages retenus), les schémas de topics et payloads (JSON/Avro/Protobuf), ainsi que TLS et ACL. Enfin, nous formalisons l’approche API industrielles (REST/GraphQL) par le contrat OpenAPI, la gestion de versions, l’idempotence et la sécurité OAuth2/JWT, en expliquant comment les API s’articulent avec OPC UA et MQTT.</p>

<p>La deuxième partie traite de la normalisation et de la gouvernance des données. Nous construisons un dictionnaire commun pour les objets métier (articles, tailles, couleurs, ordres de fabrication) aligné sur ISA‑95/PackML, puis déclinons les stratégies de nommage et d’espaces de noms (OPC UA), la conception d’un schéma de topics (MQTT) et le mapping entre registres Modbus et variables publiées via OPC UA ou API. La qualité de données est adressée sous l’angle de la complétude, de la fraîcheur, de la traçabilité et de l’horodatage. Des critères de sélection par environnement — jitter, bande passante, disponibilité, SLA de latence/fiabilité, segmentation réseau, certificats, coûts et maturité — alimentent des matrices d’aide à la décision pour choisir entre OPC UA, Modbus, MQTT ou API.</p>

<p>La dernière partie met en pratique l’intégration ERP↔MES autour d’un cas concret “tailles, couleurs et OF”. Nous définissons un contrat d’API couvrant les ressources /articles, /tailles, /couleurs, /of, /stocks et /qualité, les règles de gouvernance (ERP maître des référentiels, MES maître de l’exécution) et une stratégie d’événements via webhooks ou MQTT pour la mise à jour des statuts d’OF. Un plan de tests d’intégration valide l’ensemble: spécifications OpenAPI, simulation MQTT, émulation Modbus, jeux de données réalistes et cas d’erreurs. Nous mesurons la latence par corrélation horodatée et budget temps par maillon, et nous renforçons la résilience avec retries, idempotence, files de messages et circuit breakers. L’observabilité est assurée par des logs corrélés, des métriques et du traçage distribué. À l’issue du cours, les participants disposeront d’un ensemble de pratiques et d’artefacts pour industrialiser l’interopérabilité et standardiser durablement leurs échanges de données.</p>
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