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e-production : les deux visages

"Webiser" son usine c'est avoir en vue la mise en place d'un système d'information de production intégré à celui de l'entreprise. Mais pas seulement. Les technologies Web visent aussi le travail collaboratif. Une offre déjà fournie d'outils et de services

C'est un peu la jungle. Comme toutes les offres liées à Internet, celle que l'on regroupe sous le chapeau d'"e-manufacturing" a une tendance certaine à l'exubérance, voire la luxuriance. Ça pousse très vite. Ça part dans tous les sens.

Il est toutefois possible d'y voir un peu plus clair en regroupant l'offre de produits et de services en deux grandes familles. D'abord celle des grands automaticiens qui tous tentent de redonner une nouvelle jeunesse au CIM et revoient profondément leurs architectures dans ce sens.

Vient ensuite l'offre que l'on peut regrouper sous le terme de "travail collaboratif", traduction de collaborative manufacturing. Le "net" est synonyme de partage de données, donc de travail collaboratif. Celui-ci peut se faire à différents niveaux.

1. e-production : la mutation des automatismes
Chez Rockwell, on parle de complete automation. Chez ABB Automation, il est question d'Industrial IT, avec IT pour Information Technology. Chez Schneider Electric, on l'appelle transparent factory. Prenez ces trois termes. Traduisez-les en français. Mettez-les à la suite. Vous aurez tout compris des objectifs actuels des grands fournisseurs de systèmes d'automatisation.

Ils ambitionnent désormais d'offrir les outils pour parvenir à une "automatisation totale", via l'"utilisation industrielle des technologies de l'information" qui rendra l'"usine transparente". Tout est dit.

Bref, il est question pour eux de fournir l'infrastructure d'un système d'information qui se superpose à leur offre d'automatisme et s'intègre à l'informatique d'entreprise, jusqu'à l'ERP et, via l'ERP aux applications d'e-business.

Un remake du CIM ? Oui. Mais les technologies informatiques liées au Web rendent cette ambition légitime. La première, et peut-être la plus importante de ces technologies, a l'air d'une vieille lune : Ethernet. Outre le fait que, hors de la production, ce réseau local est déjà la norme dans les entreprises, Ethernet est doué d'une grande vertu : il utilise le protocole TCP/IP. Et IP signifie Internet Protocol. Finis les réseaux propriétaires.

Ethernet s'impose comme le média de choix pour la communication dans les ateliers. Il deviendra ainsi le support physique de... l'Intranet de l'usine. ABB Automation comme Schneider sont extrêmement clairs sur ce point : " Ethernet a vocation à devenir le réseau privilégié à tous les niveaux de la production, y compris le plus bas, celui des capteurs et actionneurs ", disent aussi bien Éric Nonnon responsable NTIC de Schneider, qu'Éric Lemaire directeur du département produits de contrôle d'ABB Automation France. Et, parmi d'autres, ces deux constructeurs offrent déjà la connexion Ethernet sur la plupart de leurs produits, en particuliers les automates programmables. Ils ne sont pas les seuls à miser sur ce réseau.

L'ARC Advisory Group, cabinet américain spécialiste de l'automatisation, affirme qu'Ethernet " s'imposera dans les ateliers à partir de 2003 et qu'il y sera omniprésent en 2006. " Cela explique l'alliance, il y a quelques mois, de General Electric et Cisco au sein d'une entreprise commune - GE Cisco Industrial systems - pour promouvoir, et installer, Ethernet dans les usines. Ou encore la focalisation d'une entreprise comme Lantronix. Elle offre des coupleurs Ethernet destinés à raccorder tout type d'équipements d'automatisme au réseau Ethernet, même s'ils ne sont dotés que des bons vieux ports série.

Des serveurs Web sur chaque équipement

Ethernet, c'est bien. Ce n'est que le début vers la mise en place d'un système d'information. Seconde étape : doter les automatismes de serveurs Web. C'est assez simple à réaliser. Et c'est ce qui va permettre d'avoir accès très simplement - c'est-à-dire depuis un browser installé sur le réseau, ou à distance via Internet - aux données de tous les équipements imaginables.

Schneider, par exemple, a déjà bien engagé cette démarche. Ses automates des séries Quantum et Premium ainsi que des variateurs de vitesse peuvent devenir de tels serveurs Web. Et Eric Nonnon n'en fait pas un mystère. À terme ce seront tous les équipements qui se verront dotés de cette capacité. Jusqu'à l'automate bas de gamme.

À ce stade de "Webisation", on dispose d'émetteurs de données et de moyens d'y accéder. Que manque-t-il pour avoir un système d'information ? La capacité de distribuer des données pertinentes au bon moment au bon endroit pour y subir les bons traitements. Ici c'est la technologie objet qui est mise à l'oeuvre. Et c'est Microsoft qui touche le jackpot puisque c'est OPC (Ole for Process Control, offre basée sur la technologie objet COM/DCOM de Microsoft), qui est de mise.

Chez Schneider par exemple, l'automate, associé aux éléments qu'il contrôle est considéré comme une "entité machine" à laquelle est associé un "objet" au sens informatique du terme. C'est au sein de cet objet que sont définies les données pertinentes et l'usage qui peut en être fait, où et par qui.

Chez ABB Automation l'approche, baptisée Aspect Objects, est similaire. À chaque équipement est associé un objet informatique auquel sont liées une multitude de données, y compris des plans Autocad, leur destination et les traitements qu'elles peuvent subir.

Mine de rien, ce schéma, qui permettra d'intégrer les données de production au reste du système d'information des entreprises a une autre conséquence : il va bouleverser profondément l'architecture des systèmes d'automatisation. Éric Nonnon, de Schneider, explique par exemple qu'il en résulte une approche radicalement différente de celle du CIM : " Avec le CIM, dit-il, il était toujours question de remonter l'information à un niveau supérieur. Ici, les services seront distribués au plus bas niveau de l'architecture. La plupart des traitements se feront là où est saisie l'information. Seule une petite partie des données sera utilisée dans les couches supérieures du système d'information d'entreprise.

" Autre conséquence, la distribution de la fonction supervision. " Avec ces objets, souligne Eric Nonnon, plus besoin de disposer d'un poste de contrôle omnipotent. Les fonctions de surveillance, diagnostic, réglage, conduite... pourront être réparties sur de multiples postes - des PC voire de simples "clients légers" -, dotés d'un browser ".

Un pont entre e-business et e-manufacturing

Éric Lemaire relève un autre sérieux impact de ces technologies sur le monde des automatismes : le métier de fournisseur de système d'automatisation, comme celui d'intégrateur sera profondément transformé.

Demain en effet, concevoir un système d'automatisation reviendra pour bonne partie à définir le rôle et le comportement de tous ces "objets", autrement dit à définir précisément quelles informations doivent être traitées, à quel endroit, par qui et comment. Puisque ces objets sont réutilisables et que chaque type d'industrie n'a pas précisément les mêmes besoins, cela conduit à une verticalisation des rôles. Les fournisseurs et intégrateurs seront amenés à définir, fournir et mettre en oeuvre les objets correspondant à des applications orientées "métier". Et c'est d'ailleurs ce qui explique l'orientation en ce sens prise par ABB.

Ce changement de métier des "automaticiens" va bien plus loin encore. Ils s'estiment les mieux placés pour faire le pont entre l'e- manufacturing et l'e-business. Un lien qui s'effectue en remontant, via les "objets", les données de fabrication vers l'ERP pour les exploiter ensuite dans le cadre du CRM ou de la Supply Chain.

ABB est fort avancé dans le domaine. Il a acquis l'an dernier la majorité de Skyva, entreprise spécialisée dans le développement de programmes Java pour exploiter les données de l'ERP dans les applications e-business. Il travaille à intégrer ce savoir-faire à son offre automatisme.

D'autres suivent des voies différentes vers le même but. Invensys en rachetant Baan, le fameux éditeur d'ERP et de SCM (Supply Chain Management) ; Honeywell et Siemens en passant des partenariats avec i2, grand spécialiste du SCM ; d'autres, comme Rockwell en multipliant les initiatives e-business ou, comme Yogogawa, en investissant lourdement (500 millions de dollars) sur les technologies de l'information.

2. e-production = "collaborative manufacturing"
Les solutions des fabricants de système d'automatisation, c'est une chose. Il existe également de nombreux éditeurs qui commencent à proposer des logiciels basés sur les technologies Web et voués à l'univers de la production.

Tous exploitent peu ou prou la caractéristique clé d'Internet : la facilité à partager des données. Elle conduit tout naturellement à permettre à différents intervenants de travailler en commun sur les mêmes données. En français on parle de travail collaboratif. Collaborative manufacturing, dit-on outre-Atlantique pour faire le pendant au collaborative engineering, le travail collaboratif côté conception (voir notamment à ce propos les articles du n° 824 d'Industries et Techniques, pages 42 et 49).

Le travail collaboratif se justifie, en production comme ailleurs, par l'intérêt qu'il y a à faire travailler ensemble les différents intervenants d'un projet. Une autre raison milite en faveur de son développement : la montée en puissance de l'outsourcing (externalisation de la production). Confier l'intégralité de la fabrication de ses produits à un sous-traitant est aujourd'hui une pratique banale dans l'industrie high-tech. Si l'on en croit les spécialistes, le phénomène ne restera pas circonscrit à cette seule industrie.

Une telle organisation impose le recours au partage des données. Premier exemple d'outil voué au collaborative manufacturing : Tecnomatix. L'entreprise israélienne bien connue pour ses outils d'IPAO (Ingénierie de process assistée par ordinateur) propose depuis quelques mois une intéressante solution baptisée eMPower pour la définition des process de fabrication. L'ensemble des logiciels qui composent eMPower se propose d'aider à créer de A à Z un processus de fabrication, de modéliser les relations entre les différentes opérations de production, de définir leurs séquences, les travaux effectués à chaque étape et les ressources à mettre en oeuvre.

Cette "CAO de process", à laquelle participent toutes les parties prenantes qui partagent une base de données commune, donne naissance à un eBOP (electronic Bill of process ou nomenclature électronique) partageable via le réseau, qui décrit le procédé de fabrication.

Au coeur de l'offre, un serveur Web (e-manufacturing server). Les utilisateurs y accèdent via un portail (eM-Portal). Intérêt de cette solution technologique : " Le système est déployable très rapidement sur des postes banalisés et tous les utilisateurs disposent de la même interface connue, le browser ", témoigne Jean-Bernard Hentz, d'EADS, l'un des premiers utilisateurs du système.

Contrôle à distance facilité

La solution de Tecnomatix ne restera pas longtemps isolée. Dassault Systèmes travaille sur un produit très similaire, Delmia. Intégré au logiciel de CFAO Catia V5, il devrait voir le jour dans quelques mois.

Une autre facette du collaborative manufacturing est illustrée par Agile Software (récemment repris par Ariba), avec son logiciel Agile Anywhere. Cette fois, on est en plein dans la problématique de l'outsourcing de la fabrication. Agile Software est à l'origine un éditeur de logiciel de gestion des données techniques.

Très vite il a saisi l'opportunité de webiser son logiciel et d'exploiter la facilité de communication d'Internet pour le transformer en outil de partage des données. Agile Anywhere permet ainsi de partager les données produit entre un donneur d'ordre qui le conçoit et le sous-traitant qui le fabrique.

Un de ses atouts principaux : grâce au Web, il est possible de répercuter très rapidement - et à coup sûr - toutes les modifications intervenant dans la conception du produit au niveau de la fabrication. Conçu initialement pour l'industrie électronique, Agile Anywhere y trouve aujourd'hui l'essentiel de ses applications (Voir à ce propos l'exemple de Philips dans Industries et Techniques n° 821, page 170). Cela ne saurait durer. Déjà le logiciel a trouvé un autre champ d'application dans l'industrie de l'habillement, qui partage avec l'électronique la caractéristique de faire appel à de nombreux sous-traitants pour la fabrication.

Autre exemple, connexe au précédent, le logiciel de Datasweep. Il s'agit a priori d'un classique logiciel de suivi de fabrication. Un MES (Manufacturing Execution System). Pas si classique que cela toutefois, puisqu'il fonctionne en temps réel, est conçu pour Internet, donc accessible via un browser, et permet de filtrer les données à diffuser.

Grâce à cette webisation, un donneur d'ordres peut jeter un oeil, quand bon lui semble, sur la progression de sa production, vérifier les rendements, l'état de ses stocks et de ses en-cours, quel que soit l'endroit dans le monde où est réalisée la fabrication de ses produits. Un autre aspect important du travail collaboratif se trouve dans la commande et/ou la maintenance à distance d'une machine ou d'une installation.

Deux exemples illustrent cette tendance. Le premier se trouve chez un fabricant de machines-outils américain, WMTS pour Wisconsin Machine-tool systems. Il a, avec Bosch, équipé les commandes numériques de ses tours d'une connexion sans fil à Internet.

Partage des données en mode ASP

Grâce aux logiciels DRM d'eMation, il rapatrie chez lui toutes les données concernant le fonctionnement de cette machine et en émule, sur place, le fonctionnement. D'où la possibilité d'effectuer une télémaintenance.

La motivation ? Dans un premier temps, il s'agit avant tout pour le constructeur lui-même d'économiser sur les frais de maintenance tout en améliorant son service après-vente. " La maintenance des machines nous coûte environ 5 % du prix d'achat. Or, très souvent, nous sommes amenés à envoyer un technicien sur un site alors que le problème pourrait être réglé très simplement à distance ", explique Patrick Cherone Pdg de WMTS. WMTS va livrer d'ici peu ses premières machines wébisées "à un constructeur automobile américain".

Mais le patron de WMTS voit plus loin. " À terme, dit-il, notre objectif est de fournir un service complet à l'entreprise utilisatrice. Une machine-outil génère en effet un nombre considérable de données qui ne sont pas exploitées. En les rapatriant et en les étudiant, nous serions capables de révéler à nos clients un grand nombre d'informations utiles sur leur production. " IndustrialEvolution.com fournit, dans le domaine du process cette fois, une autre illustration du partage des données, celle des applications hébergées en mode ASP (Application Service Provider ou accès distant à des programmes d'application). Une pratique qui, selon ARC Advisory Group, est appelée à se développer.

Selon ce cabinet, le marché des applications hébergées pour le manufacturing atteindrait... 3,2 milliards de dollars en 2006 ! En attendant, que propose IndustrialEvolution.com ? D'héberger sur un serveur Web, correctement protégé, une copie en temps réel de tous les paramètres de fonctionnement d'une ou de plusieurs usines équipées, en l'occurrence, du logiciel Pi d'OSI Software.

Le nom des logiciels proposés par Industrial Evolution.com sur son serveur - ils s'appellent Anytime ou Anywhere... - disent bien leur ambition : fournir via le seul browser des informations pertinentes pour la conduite d'une unité de production tout le temps, partout, mais aux seules personnes autorisées. Cela ne donne qu'un aperçu de l'irrésistible montée des applications Web. Pour preuve d'ailleurs l'article consacré dans ce numéro à la mutation de la GMAO provoquée par l'arrivée d'Internet (voir page 43). En tout cas, l'effervescence qui règne autour du sujet délivre un message clair. Où que vous soyez et que vous le vouliez ou non, le Web finira pas vous rattraper. Ce n'est qu'une question de temps.

Chez SPR
L'automaticien toujours à portée de Web
Lorsque, comme SPR (Société Picardie Régénération) à Chauny (02), vous êtes racheté et que cela vous conduit à tripler votre production, que faites-vous ? Michel Jonas, directeur de l'usine de régénération de solvant donne la réponse : " nous avons musclé, fiabilisé et automatisé notre outil de production ", dit-il. Bien.

L'usine qui régénère aujourd'hui quelque 14 000 t/an de solvants a été divisée en cinq sous-ensembles (cuverie, évaporateurs, colonne de distillation...). Chacun est piloté par un automate programmable de Schneider. Tous les automates sont reliés entre eux via Fipway.

Deux postes de contrôle permettent de surveiller le tout. Restait un problème, pour cette entreprise de vingt personnes. Comment faire en cas de pépin ? Sa taille ne justifie en effet pas l'embauche d'un automaticien pointu. Un problème ? Internet a apporté la solution. Un automate a été doté d'un serveur Web. Il est relié via Ethernet aux postes de contrôle locaux et via Internet à l'intégrateur (Serelec) qui a réalisé l'installation.

Résultat, en cas de problème le spécialiste de Serelec est capable de prendre la main depuis son poste et d'intervenir sur l'installation, comme s'il était en local. Michel Jonas ne tarit pas d'éloges sur cette solution : " Ce système nous a complètement débloqués. Pour une PME, c'est formidable ! Nous disposons d'un spécialiste uniquement lorsque nous en avons besoin ". Et il envisage sereinement le futur avec une installation qui " du point de vue de la conduite offre le potentiel de traiter 40 000 t/an. "

Chez EADS Airbus
L' A380 inaugure le "collaborative manufacturing"
L'A380, quel enjeu ! Construire ce gros porteur très innovant conduit à la mise en place de solutions tout aussi innovantes. Pour la définition de l'usine de Toulouse où l'avion sera assemblé cela se traduit par l'utilisation des outils eMPower de Tecnomatix. " Nous pratiquions le concurrent engineering entre le BE et la production.

Désormais, avec cet outil, nous faisons de même entre les différents métiers de l'industrialisation ", explique Jean-Bernard Hentz, responsable des outils de CFAO du département système d'informations pour l'industrialisation. L'utilisation de ces logiciels, implantés sur un serveur Web permet à toutes les parties concernées (bâtiment, outillage, processus, flux, calcul de temps...) de travailler sur une base de données commune.

En outre, le système récupère d'un côté les données du BE et de l'autre permet de préparer les données qui seront fournies à l'ERP (SAP en l'occurrence). L'intérêt du Web ? " Le déploiement est extrêmement facile. Il faut au maximum un quart d'heure pour connecter un poste sur l'Intranet. Et tout le monde maîtrise l'utilisation du browser.

" Fort de cet outil de définition des processus de fabrication, Jean-Bernard Hentz pense arriver à optimiser la conception de la chaîne de production et réduire le cycle de fabrication. " Notre objectif : faire bon du premier coup ", lance-t-il.

L'outil est opérationnel depuis mars. Après un an de test et de sensibilisation des acteurs. " Nous avons opté pour un déploiement très pragmatique du produit." Ainsi, l'entreprise n'utilise encore que trois des modules de l'offre. Et pour l'application bâtiment, elle a préféré interfacer son propre logiciel plutôt que d'utiliser celui du fournisseur.
Franck Barnu

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