Industrie

La norme IEC 61499 est-elle le chaînon manquant pour l’industrie 4.0 ?

Industrie 4.0 alimentée par IEC

L’avenir de l’automatisation industrielle est grand ouvert. Qu’est-ce qui nous retient ?

Imaginez un avenir où les organisations industrielles prospèrent en s’adaptant avec agilité à des conditions de marché en constante évolution, tant du côté de l’offre que de la demande. Dans ce monde, les nouveaux modèles commerciaux sont rendus possibles par une plateforme ouverte et non propriétaire qui offre un contrôle holistique basé sur la gestion en temps réel des objectifs commerciaux. Les opérations et les processus fondamentaux sont intégrés dans un système commercial, d’automatisation et de contrôle sans faille qui orchestre les chaînes d’approvisionnement, les systèmes commerciaux, les opérations, la production, la logistique et le service à la clientèle. Des technologies d’automatisation industrielle innovantes permettent d’améliorer les opérations par étapes. Il en résulte une livraison plus rapide, des coûts réduits et, au final, des temps de cycle plus courts pour la livraison des produits aux consommateurs.

Qu’est-ce qui nous empêche de libérer le véritable pouvoir de la numérisation et d’atteindre ce nouveau niveau d’innovation, une efficacité sans précédent et une plus grande souplesse ? Les contraintes sont plus historiques et psychologiques que techniques.

Une explosion de capteurs intelligents à très faible coût et de plates-formes informatiques ouvertes simplifie déjà la connectivité et le contrôle des systèmes et pourrait permettre l’utilisation de l’apprentissage machine et de l’intelligence artificielle. En fait, l’intelligence peut désormais être répartie entre les ressources logicielles dans le nuage, à la périphérie et intégrée dans les contrôleurs et les appareils de terrain.

Les progrès technologiques et le développement de normes ouvertes se combinent également pour permettre aux fabricants de se moderniser sans avoir à supporter des coûts élevés de remplacement des systèmes centraux ou à perturber les opérations en cours.

Cependant, de nombreux fabricants ne sont pas en mesure d’obtenir de tels avantages en raison de leur attachement et de leur dépendance à l’égard des systèmes d’automatisation propriétaires hérités du passé.

Des systèmes d’automatisation propriétaires hérités à une plate-forme ouverte de « plug and produce »

Comme la plupart des grands fournisseurs de systèmes d’automatisation proposent aujourd’hui des systèmes propriétaires aux utilisateurs finaux, leurs clients sont « enfermés » dans des technologies spécifiques. Pour nombre de ces utilisateurs finaux, la migration vers un autre fournisseur de PLC/DCS est très difficile du point de vue du retour sur investissement.

Cependant, les approches propriétaires limitent l’accès à l’innovation, augmentent le coût total de possession et limitent la capacité des entreprises manufacturières à adopter les avancées du monde informatique. À long terme, les usines entravent leur capacité à évoluer rapidement et à établir rapidement des avantages sur le marché.

Mais il n’est plus nécessaire qu’il en soit ainsi. Selon Bill Lydon, rédacteur en chef d’Automation.com, les opérations de fabrication ou de production de la prochaine génération devraient être centrées sur une architecture open source commune. Cette architecture suivrait le modèle de l’Internet et de l’informatique d’entreprise basé sur des normes ouvertes. L’automatisation industrielle est en réalité un cas d’utilisation de l’informatique qui n’a pas encore atteint un degré de maturité suffisant pour adopter ces concepts. Consultez le site web du World Wide Web Consortium (W3C) pour avoir une idée de la portée des normes dans l’industrie informatique. Les systèmes d’automatisation industrielle ne devraient être qu’une plate-forme ouverte, interopérable et multi-fournisseurs pour mettre en œuvre de nouveaux modèles de fabrication et de production.

« Certaines entreprises de fabrication et de production essaient de forcer une transformation évolutive en apportant des changements progressifs, en conservant les processus existants et en préservant les actifs existants », explique M. Lydon. « L’accent est mis sur l’exploitation des nouvelles technologies pour les perfectionner afin de générer des économies et des améliorations opérationnelles. Ces ajustements incrémentiels ne conduisent pas à des changements profonds des processus et des modèles d’entreprise ».

Selon M. Lydon, les processus de fabrication et de production transformateurs, associés aux changements de modèles commerciaux et rendus possibles par les évolutions technologiques, permettront d’accélérer la position concurrentielle et d’obtenir un retour sur investissement important.

Lydon préconise de prendre toutes les mesures nécessaires pour permettre un contrôle holistique de l’automatisation, basé sur des objectifs de gestion commerciale en temps réel avec des architectures multi-fournisseurs ouvertes. Pour obtenir un véritable « plug&play », nous avons besoin d’un profil industriel standard unique pour ajouter des appareils aux systèmes d’automatisation, quel que soit le protocole natif. C’est une réalité dans l’industrie informatique actuelle où l’ajout de périphériques tels que les imprimantes, les scanners, les appareils photo et les lecteurs externes est devenu une évidence. Pourquoi ne pouvons-nous pas faire de même avec les systèmes d’automatisation ?

Les normes sont essentielles

Dans ce nouvel environnement, M. Lydon note que les normes sont extrêmement importantes pour l’interopérabilité entre les fournisseurs et les interfaces transparentes de la chaîne d’approvisionnement au client, en passant par la fabrication et la production. La norme de programmation la plus large pour l’automatisation et le contrôle industriels est aujourd’hui la IEC 61131-3. Grâce à la structure des tâches d’une implémentation complète de la IEC 61131, il est possible de réaliser une logique cyclique, d’état et pilotée par les événements. L’organisation PLCopen a apporté des améliorations significatives à la norme IEC 61131, notamment l’OPC UA pour les communications d’entreprise, les appels de procédure à distance et les modèles de communication de données normalisés de contrôleur à contrôleur. Un autre développement est la norme internationale IEC 61499 qui s’appuie sur les fonctions de la IEC 61131 et qui définit un modèle générique pour les systèmes de contrôle distribués. La IEC 61499 présente un modèle piloté par les événements construit autour de blocs fonctionnels.

Le gros problème, indépendamment de la norme de programmation, y compris la IEC 61131 et la IEC 61499, est le fait que les fournisseurs traditionnels n’ont jamais pleinement adopté les mises en œuvre ouvertes avec portabilité du code et des fonctions.

Le projet open source 4diac de la Fondation Eclipse, qui encourage le développement de la norme IEC 61499, pourrait être un pas dans la bonne direction s’il est adopté par les fournisseurs d’automatisation traditionnels.

Adoption de la norme IEC 61499

Schneider pense que la réponse à la question de M. Lydon pourrait se trouver dans l’adoption de la norme IEC 61499, qui a été développée à l’origine à la fin des années 90 et au début des années 2000. En raison des contraintes technologiques de l’époque, la norme n’a pas été largement déployée. Mais aujourd’hui, compte tenu de l’évolution de la technologie, la norme IEC 61499 résout le problème de la portabilité, de la configurabilité et de l’interopérabilité entre les fournisseurs et, en même temps, de l’indépendance logicielle et matérielle. En outre, en prenant en compte et en combinant des mécanismes basés sur le balayage et sur les événements, la norme permet aux systèmes d’automatisation d’adopter facilement les meilleures pratiques du monde informatique et de s’interfacer aisément avec les systèmes d’entreprise. En outre, la capacité de réutiliser les systèmes existants grâce à un emballage compatible avec la norme IEC 61499 est en cours de développement.

Des organisations telles que l’Open Process Automation Forum (OPAF) et la User Association of Automation Technology in Process Industries (NAMUR) sont des groupes d’utilisateurs finaux qui plaident en faveur de changements dans le paradigme des systèmes d’automatisation propriétaires existants. Avec la norme IEC 61499 et l’intérêt des principaux fournisseurs d’automatisation tels que Schneider Electric pour l’adoption de plates-formes de systèmes d’automatisation ouverts, de nombreux ingrédients sont en place pour aider à remodeler l’horizon des systèmes d’automatisation industrielle.

Rejoignez-nous et les experts en automatisation industrielle pour poursuivre la discussion sur la suppression des obstacles à la transformation numérique le 1er juillet à l’occasion des Journées mondiales de l’IIoT.


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