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RÉSUMÉ
Les systèmes industriels sont constitués d’une succession de traitements qui aboutissent à l’exécution d’actions en temps réel sur des machines. Cet article débute par une présentation de la conduite de ces systèmes, au travers d’une analyse du contexte actuel. Un paragraphe est ensuite consacré à l’étude de l’automatisation de ce pilotage précis, permettant une réactivité plus élaborée. L’automatisation intégrée est également analysée, avec sa proposition d'une coordination multi-objectifs. Une étude des capacités de réactivité et des outils de conduite terminent l'article.
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Éric NIEL : Professeur d’Automatique à l’INSA de Lyon
INTRODUCTION
La nouvelle rubrique liée à la Conduite des systèmes industriels est accessible à tous les ingénieurs de conception et d’exploitation des systèmes de production, sans qu’ils soient pour cela des spécialistes en automatisation ou en systèmes d’information. S’il demeure vrai que les exigences formulées pour une automatisation accrue des systèmes de production restent fortement associées aux apports de l’informatique industrielle, ce n’est plus l’élément majeur. Les réponses attendues se situent davantage dans la mise en œuvre de moyens de réactivité et de pilotage, que cela soit du fait de l’évolution concurrentielle des entreprises ou d’une complexité galopante des systèmes pas totalement toujours maîtrisée.
Il s’agit alors d’initier et de valider un esprit d’intégration des méthodologies, des moyens et des outils de conception de systèmes automatisés réactifs. Cette démarche bouleverse l’objet de l’automatisation ici encore dénommée automation (science de l’automatisation). La rubrique « Conduite des systèmes industriels » a pour vocation de structurer une connaissance actuelle de l’évolution de l’automation en décrivant le contexte scientifique et technique de la thématique et en renvoyant systématiquement aux références essentielles.
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Automatisation intégrée pour une coordination multi-objectifsArticle inclus dans l'offre
"Conception et Production"
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2. De l’automatisation vers une automatisation intégrée
La conduite concerne ainsi la mise en œuvre de la réactivité dans le cadre du pilotage temps réel. Afin de circonscrire pleinement les atouts attendus de la réactivité des systèmes industriels actuels, il est nécessaire de considérer la réactivité comme un ensemble de fonctions ne constituant plus seulement une succession de niveaux hiérarchiques fermée (subordination) mais une coopération entre fonctions de type clients-serveurs. Les réalisations OPC (Ordonnancement, Pilotage, Coordination) en sont un exemple. Cette coopération s’efforce de mettre en œuvre les moyens disponibles engagés à chaque niveau de décision pour permettre de résoudre localement les problèmes posés sans remettre en cause l’objectif global.
Pour déterminer correctement ces décisions, la conduite doit être informée du suivi d’exécution (liens vers le niveau 1), mais elle doit également tenir compte des objectifs fixés au niveau supérieur (niveau 3 CIM). Les systèmes d’information de type MES (Manufacturing Execution System) ont pour vocation de répondre à ces interactions entre le bas-niveau (exécutif) et le haut-niveau (ERP).
Les actions réflexes, tactiques et/ou stratégiques liées à l’ampleur des reconfigurations envisagées apparaissent selon l’échelle de temps considérée et le pouvoir décisionnel courant. Dans cette structure réactive, on peut considérer que la supervision représente les moyens fonctionnels de la conduite, qui dans de nombreux cas industriels font appel aux opérateurs humains considérés alors comme de véritables pilotes de ligne.
On retiendra que la reconfiguration ne s’envisage que si le système possède, à l’instant courant, la flexibilité nécessaire telle que la mise en exploitation de ressources nouvelles où l’accession à des ressources redondantes reste possible. Elle s’applique également en fonction de la valeur des indicateurs de performance appropriés aux niveaux considérés (performances de production de type TRS – taux de rendement synthétique – mais aussi de sûreté). La répartition fonctionnelle du pilotage s’appuiera ainsi de façon naturelle sur un découpage cognitif et temporel lié à la fréquence et à la portée significative des événements à traiter (en termes de criticité fonctionnelle voire de risque).
La prise en considération des moyens complexes d’information nécessaires...
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