Personne ne prétendra que la technique d’automatisation est un secteur ennuyeux. Car que de choses n’ont-elles pas changé ces dernières années ! Des jumeaux numériques partout où l’on regarde, des processus de maintenance guidés par la réalité augmentée et des machines intelligentes qui voient, sentent et goûtent. Les possibilités offertes actuellement par la technique d’automatisation sont fascinantes. Mais elles seraient encore plus fascinantes si des systèmes de commande propriétaires n’empêchaient pas les potentiels de l’industrie 4.0 de se développer davantage.
Le groupe technologique Schneider Electric et le constructeur de machines allemand GEA ont démontré ensemble qu’il est possible de faire autrement et que le potentiel d’une approche indépendante de l’automatisation est énorme. La preuve de concept récemment mise en œuvre porte sur la modularisation de l’industrie des processus, le MTP (Module Type Package) et une approche de l’automatisation fondamentalement indépendante du fabricant – bref, tout ce qui fait battre le cœur des automaticiens.
Industrie des processus avec modules
Lorsqu’il s’agit de réagir de manière flexible à une demande fluctuante, aux souhaits individuels des clients ou à des goulots d’étranglement dans les livraisons, les processus de production modulaires et modifiables sont payants. Différents secteurs de l’industrie de transformation, comme la pharmacie, la bio-pharmacie ou la chimie fine, peuvent également en profiter. Les départements de recherche et de développement des entreprises pharmaceutiques, en particulier, utilisent souvent des « skids » qui doivent être disposés en fonction des besoins pour former de nouveaux procédés pour le développement de médicaments ou de vaccins.
Le Pathfinder Separator de GEA est un skid de ce type pour l’industrie pharmaceutique. Il est parfaitement adapté aux exigences du secteur R&D et est capable de séparer différents liquides les uns des autres ou des matières solides. Il est ainsi possible de séparer et d’isoler les substances actives nécessaires à la fabrication de médicaments à partir de solutions. Pour que les modules Pathfinder puissent à l’avenir être intégrés encore plus facilement et rapidement dans de nouveaux processus, GEA a opté pour une mise en œuvre technique avec Module Type Package.
Dans l’esprit de MTP, il est possible d’intégrer des modules indépendamment du fabricant dans des systèmes de gestion compatibles MTP et de les interconnecter à volonté avec d’autres modules (même d’autres fabricants) au sein d’une couche d’orchestration de processus (Process Orchestration Layer, POL). Pour que cette approche fonctionne, les modules MTP sont accompagnés d’un fichier de description lisible par machine et neutre vis-à-vis des fabricants, conformément à la norme VDI/VDE/NAMUR 2658. Le contenu de ce fichier permet au système de contrôle de saisir immédiatement toutes les caractéristiques essentielles d’un module et de l’intégrer dans un processus avec ses tâches spécifiques. Le travail d’ingénierie et les temps de changement sont ainsi considérablement réduits.
MTP et automatisation indépendante du fabricant
Pour les fabricants de machines comme GEA, qui vendent des installations complètes ainsi que des modules individuels, une approche comme MTP présente logiquement un grand potentiel commercial. Cependant, même si l’idée derrière MTP semble évidente et convaincante, des questions subsistent quant à l’applicabilité de la norme, jusqu’ici provisoire et compliquée. La raison en est que MTP est un concept indépendant des fabricants dans un monde construit de manière propriétaire. En d’autres termes, pour que les différents modules puissent être intégrés dans un POL de manière vraiment indépendante du fabricant, il faut des systèmes de gestion qui permettent cette intégration – et jusqu’à présent, ils sont rares.
La situation est en revanche très différente dans le cadre d’un paradigme d’automatisation indépendant du fabricant et centré sur le logiciel. Celui-ci répond nettement mieux aux exigences de la MTP. Comme le MTP, il prévoit également une abstraction générale du matériel, c’est-à-dire que les commandes et les environnements de programmation correspondants ne sont plus mariés entre eux de manière spécifique au fabricant. Au lieu de cela, la norme CEI 61499 prévoit une couche logicielle totalement indépendante du matériel, au sein de laquelle il est moins nécessaire de coder que de modéliser et de paramétrer. Les applications (fonctions individuelles ou processus mécatroniques complexes) y sont présentées sous forme de modules logiciels (CAT), qui réduisent la complexité réelle de manière judicieuse pour l’ingénieur de projet. Les différents modules (par exemple différents modules MTP) peuvent ensuite être interconnectés en quelques clics de souris pour former des systèmes ou des séquences entières. Un outil d’ingénierie basé sur la norme CEI 61499, comme EcoStruxure Automation Expert de Schneider Electric, est donc un pendant idéal pour le concept MTP indépendant du fabricant.
EcoStruxure Automation Expert : Outil d’ingénierie et système de contrôle des processus
Dans le cadre de la preuve de concept réalisée conjointement par GEA et Schneider Electric, l’EcoStruxure Automation Expert a été utilisé de deux manières.
- au niveau du module pour l’automatisation du séparateur lui-même : Les vannes, pompes, entraînements et débitmètres ont pu être assemblés et orchestrés dans le logiciel avant même qu’une pièce de matériel ne soit installée. L’application ainsi modélisée peut maintenant être librement distribuée sur des composants matériels de n’importe quel fabricant – elle peut donc être copiée et portée.
- au niveau de la gestion des processus pour l’intégration et l’orchestration des modules MTP : EcoStruxure Automation Expert est plus qu’un « simple » outil d’ingénierie, car les séquences automatisées peuvent également être exécutées directement à partir de l’environnement logiciel. En ce sens, l’outil constitue une solution à la problématique du système de contrôle existant dans le cas du MTP. EcoStruxure Automation Expert est simplement installé sur le même serveur qu’un système SCADA ou MES existant et les modules MTP (y compris les modules tiers d’autres fabricants) peuvent être combinés sous forme de modules logiciels prédéfinis pour former l’application ou la séquence souhaitée. Il n’est alors plus nécessaire de disposer de systèmes de contrôle spéciaux compatibles MTP.
Comme l’a montré le projet mené par GEA et Schneider Electric, une approche de l’automatisation indépendante du fabricant et centrée sur le logiciel offre des conditions idéales pour la mise en œuvre du MTP. Parallèlement, les énormes avantages d’une ingénierie moins sujette aux erreurs et plus rapide ont pu être testés dans la pratique : Tous les composants matériels sont en principe interopérables entre eux et les structures de programme une fois créées peuvent être portées par copier-coller sur d’autres réalités matérielles. Loin d’être une simple théorie scientifique, l’automatisation indépendante du fabricant est donc une option prête à être commercialisée – avec un potentiel pour l’ingénierie, pour une industrie de processus plus modulaire et, surtout, pour l’émergence de possibilités commerciales entièrement nouvelles.
Découvrez ici de manière interactive l’industrie du futur : https://demo.se.app/ecostruxure-automation-expert/
En savoir plus sur EcoStruxure Automation Expert : https://www.se.com/fr/fr/product-range/23643079-ecostruxure-automation-expert/?parent-subcategory-id=45564116&filter=business-1-industrial-automation-and-control#overview
Plus d’informations sur l’automatisation indépendante du fabricant : https://universalautomation.org/
Article traduit de l’allemand : https://blog.se.com/de/solution-insights/2022/05/20/proof-of-concept-fuer-ein-neues-automatisierungsparadigma-gea-und-schneider-electric/
Ajouter un commentaire