Mast re Professionnel en Optimisation et Modernisation de lEntreprise (MOME)
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Chapitre II : Les nouvelles technologies pour
lindustrie 4.0
Introduction : Le chapitre 2 donnera une explication approfondie des
nouvelles technologies mergentes et de leur impact dans les usines
intelligentes SMART FACTORY .
Section I : Standardisation et normalisation
Section II : Technologies des usines du futur Smart Factory
Section III : Usage IoT pour lindustrie 4.0 Smart Sensor
Section IV : Infrastructure r seau de communication
Section V : Syst me de collecte et traitement des donn es Manufacturing
Ex cution System MES
Section VI : Intelligence Artificielle pour laide la d cision dans lindustrie 4.0
Section VII : Interfaces homme-machine dans l'industrie 4.0
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Section I : Standardisation et normalisation
Les machines intelligentes doivent pouvoir se connecter facilement les unes aux autres.
Pour ce faire, une des missions de lAlliance pour lIndustrie du futur, lassociation lanc e
par Emmanuel Macron en mai 2015, consiste d finir les standards de lusine du futur et les
pousser au niveau international.
C t allemand, la communaut dindustriels charg e du programme Industrie 4.0 a
annonc son choix dun standard pour les communications entre quipements.
Cest le standard OPC UA qui appara t dans larchitecture de r f rence d finie par
le consortium de l'Alliance de Recherche de Science et d'industrie. OPC UA est un protocole de
communication universel et s curis , particuli rement adapt la communication entre
machines. Il peut tre appliqu nimporte quel support physique (c ble, liaison sans fil ou
autres), nimporte quel syst me dexploitation, et il peut tre install aussi bien sur une machine
forte capacit de calcul que sur un petit objet connect .
Une de ses particularit s est que les donn es ne sont pas seulement chang es, il est
galement possible de d finir des mod les de donn es et permettre ainsi plusieurs machines
de salerter les unes les autres, de sentraider, en dautres termes dapporter de lintelligence
dans les changes.
Le seul point faible de cette technologie est le fait quelle soit tr s peu r pandue en
France, contrairement lAllemagne et aux tats-Unis.
Les applications utilisant lOPC UA dans lhexagone se limitent des projets
dinfrastructures dans
le domaine de
l nergie, comme
le syst me de mesure de
la radioactivit sur le territoire ou encore le FUTUR SMART GRID de distribution de gaz de
GrDF.
Deux normes structurent et hi rarchisent les fonctions au sein du processus de
production, IEC
62264 (Int gration
des
syst mes
entreprise-contr le)
et IEC
61512 (conception et la sp cification des syst mes de contr le des proc d s de
fabrication batch). Plusieurs chelons sont ajout s, comme le FIELD DEVICE , qui situe les
appareils de terrain intelligent, l chelon PRODUCT , puisque les objets sont aussi
communicants, et l chelon CONNECTED WORLD , afin denglober les sous-traitants, les
bureaux d tudes et jusquaux clients. Une norme constitue un socle de d part pour le cycle de
vie, IEC 62890. Toutefois cette norme n'est pas tout fait finalis e car elle doit tre
compl t e. ISO 15531-44 "Information modelling for shop floor data acquisition" propose
une structure et une s mantique normalis es pour l'accueil en base de donn es des v nements
provenant de la ligne de fabrication.
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Le contexte technique principal de l'Industrie 4.0 est l'introduction de technologies d'Internet dans
l'industrie. Les objets dune cha ne de montage contiennent des informations sous forme de
param tres de production. Les objets peuvent communiquer entre eux via la technologie RFID et
indiquent dans quelle variante ils se trouvent et demandent tre trait s avec la m thode
appropri e. Lusine de production repr sente lassociation de la technologie des syst mes
de pointe avec un syst me de gestion des ordres et de pilotage de la production optimis
(SAP Cloud, SAP ERP, SAP Manufacturing Execution et SAP Manufacturing Integration
and Intelligence), OPC UA sert de protocole de communication.
En raison du large champ d'application de l'Industrie 4.0, les participants l'initiative ont
ressenti le besoin de structurer la discussion autour des cas d'utilisation et des normes. Inspir
par le Smart Grid Architec-ture Model (SGAM), qui a t con u des fins similaires bien
qu'un domaine d'application, les commissions Industrie 4.0 ont convenu de d finir le Mod le
d'Architecture de R f rence pour l'Industrie 4.0 (RAMI 4.0). Ce mod le a t publi sous le
nom IEC-PAS-63088, qui est une pr norme publique approuv e par la majorit des intervenants
groupe, mais pas encore finalis . Il agr ge diff rents points de vue sur le th me de l'Industrie 4.0
et doit permettre des discussions bien circonscrites autour de certains cas d'utilisation et normes.
La figure 1 montre le mod le tridimensionnel couvrant les couches (aspects informatiques et
commerciaux), le cycle de vie de la production et le flux de valeur, ainsi que les niveaux
hi rarchiques de l'usine.
Figure 1 : Mod le d'architecture de r f rence pour Industrie 4.0 ( RAMI 4.0)
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Les couches couvrent diff rents aspects des entit s dans le monde de l'Industrie 4.0. Alors que de
nombreuses discussions autour de l'Industrie 4.0 portent sur des aspects li s l'information et la
communication, les aspects fonctionnels et les aspects commerciaux peuvent galement subir des
changements importants. Globalement, RAMI 4.0 d finit les couches suivantes :
" Couche m tier : Cette couche concerne les mod les conomiques de l'Industrie 4.0, assure
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l'int grit desIndustrie 4.0 fonctionne dans la cha ne de valeur et examine les conditions l gales et
r glementaires.
" Couche fonctionnelle : l'int gration de diff rents actifs dans une usine ou une usine de l'Industrie
4.0 peut n cessitent une formalisation de leur fonctionnalit . Cela peut permettre aux algorithmes
de les composer dynamiquement pour une production plus flexible. La fonctionnalit peut tre
simple (par exemple, mesurant une valeur de capteur) ou complexes (par exemple, les capacit s de
production d'un segment d'usine).
" Couche d'information : chaque entit doit fournir des informations sur elle-m me dans des
formats lisibles par machine et ventuellement standardis s. Les informations peuvent tre stock es
sur le l'appareil lui-m me ou sur l'infrastructure informatique associ e. Au moment de l'ex cution,
les informations peuvent inclure traitement des v nements, tandis qu'au moment de l'ing nierie,
les informations peuvent inclure la conception et donn es de construction. Int grit de l'information,
acc s l'information via des services et moyens de la recherche d'informations est galement
abord e sur cette couche.
" Couche de communication : Industrie 4.0 n cessite des protocoles appropri s pour communiquer
les informations et les fonctions des actifs entre eux. Sur cette couche, existant et de nouvelles
normes de communication sont discut es. Les aspects importants sont appropri s le respect de
propri t s sp cifiques de qualit de service, ainsi que l'assurance de la confidentialit via le cryptage.
La communication s' tend de l'interaction dure en temps r el de bas niveau entre les appareils
proximit , la connectivit de pointe aux syst mes de cloud computing, jusqu' la communication de
cloud cloud. Les cas d'utilisation et les normes de communication sans fil sont galement
concern s. Une technologie de mise en Suvre candidate pour le la couche de communication est
Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA, CEI 62541).
" Couche d'int gration : Cette couche est concern e par le d fi d'amener les machines, robots,
produits et entit s virtuelles dans le monde informatique. Cela peut aller de l'utilisation de QR codes
pour identifier les entit s sans capacit s de communication actives. Les tiquettes RFID peuvent tre
utilis pour fournir aux syst mes informatiques un moyen d'acc der un appareil. Des capteurs
suppl mentaires peuvent tre utilis pour extraire des informations sur les actifs ou les produits et
tisser ces informations dans syst mes optimisant la production. De plus, les interfaces homme-
machine peuvent tre utilis par les op rateurs humains pour ajouter des informations via
l'interpr tation et les int grer dans les syst mes informatiques.
" Couche d'actifs : enfin, la couche d'actifs comprend des composants physiques, tels que des robots,
machine, tuyaux, moteurs, v hicules autoguid s, mais aussi tres humains. Les atouts peut
n cessiter des changements physiques dans certains sc narios de l'Industrie 4.0, par exemple, l'ajout
de mobilit certaines machines ou de nouveaux robots imitant les mouvements humains. Les
humains peuvent tre quip de dispositifs de r alit augment e pour une interaction plus
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sophistiqu e avec le monde physique. Dans les sc narios Industrie 4.0, qui combinent des actifs de
diff rents fournisseurs, de nouvelles interfaces mat rielles physiques entre les actifs peuvent tre
n cessaires
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Enfin, RAMI 4.0 prend en compte diff rents niveaux hi rarchiques d'usine pour d finir la port e des
discussions. Ces les niveaux hi rarchiques sont d riv s de la CEI 62264/ISA-95 et de la CEI 61512 et
incluent les niveaux suivants :
" Produit : par exemple, les produits compatibles IoT.
" Appareil de terrain : par exemple, capteurs intelligents Industrie 4.0.
" Dispositif de contr le : par exemple, les automates programmables.
" Station : par exemple, la station de bouchage dans une remplisseuse de bouteilles.
" Poste de travail : par exemple, un b timent ou un segment d'usine pour un traitement par lots.
" Entreprise : par exemple, une entreprise de production de boissons.
"Monde
dapprovisionnement participantes.
connect : par exemple, une plate-forme
cloud pour diff rentes
cha nes
Le produit, l'appareil de terrain et le monde connect ont t ajout s dans le mod le
RAMI 4.0en raison de leur importance dans l'Industrie 4.0, tandis que les autres niveaux
hi rarchiques ont t directement sorti des normes respectives.
Dans ce cas, RAMI 4.0 assure que toutes les tapes du cycle de vie et tous les niveaux
hi rarchiques soient correctement pris en compte.
Figure 2 : RAMI 4.0 en action : d composer la couche de communication et identifier des protocoles de
communication standardis s pour diff rentes tapes du cycle de vie et niveaux hi rarchiques
Bien qu'utile pour le travail en comit dans Industrie 4.0, RAMI 4.0 a galement suscit des critiques,
car il ne fournit pas de directives sur la fa on de cr er des actifs et des produits Industrie 4.0. De plus,
la plupart des comit s concentrent leurs discussions sur la communication et couche d'information,
rendant les autres couches moins pertinentes.
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Section II : Technologies des usines du futur Smart
Factory
Beaucoup d'entreprises r fl chissent actuellement leur transformation digitale, en
tudiant la mani re dont la num risation de l' conomie pourrait modifier leurs
produits, leurs march s, leurs logistiques et bien s r, leurs mani res de produire.
Suivant cette r flexion, le mouvement Industrie 4.0 prend de plus en plus
dimportance et pas seulement pour les constructeurs (de machines). Au cours des
derni res ann es, de nombreuses technologies ont merg et pourraient changer
radicalement les m thodes de fabrication.
Les technologies le plus prometteuses sont les suivantes :
a. LInternet des Objets (IoT) qui m nera de nouveaux produits & services
b. Limpression 3D et lefficacit nerg tique qui apportent de nouveaux modes de
Fabrication
c. La r alit augment e et les robots collaboratifs, ou cobots, pour am liorer la
Productivit des op rateurs
d. Les unit s de production reconfigurables, les syst mes cyber-physiques (CPS),
Lidentification radiofr quence (RFID), le r seau industriel pour acc l rer et s curiser
le flux de fabrication.
e. Le Big Data industriel pour am liorer l'efficacit des usines
f. La simulation dune usine virtuelle, La capitalisation des donn es de production
pour am liorer le flux et ling nierie de conception
Figure 3 : Usine intelligente en industrie Automobile
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Architecture de fabrication actuelle
La figure suivante illustre lorganisation actuelle des activit s en atelier. Nous
avons superpos les principaux blocs de construction dun point de vue architectural
logique
Figure 4 : Vue simplifi e dune usine bas e sur MES, PLC et SCADA.
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Figure 5 : La feuille de route en quatre tapes pour passer lusine 4.0
Extension de lusine gr ce aux capacit s dIBM : Vue
densemble de larchitecture
Dans la plupart des cas, de nouveaux instruments peuvent tre n cessaires (p. ex.
capteurs acoustiques sur les robots ou tiquettes RFID sur l quipement). Pour
r soudre ce probl me dint gration, la meilleure pratique consiste associer la
technologie dint gration des dispositifs de p riph rie/passerelle de diff rents
fournisseurs.
Le mod le darchitecture retenu d crit ci-dessous propose Donc une solution bas e sur
trois niveaux :
Niveau de la p riph rie
Au niveau de linstallation, de lusine ou de latelier
Au niveau de lentreprise ou du back-end
Au niveau de lusine, la pratique consiste mettre en place dans chaque usine
un bus de service, souvent appel bus de service dusine (PSB), pour g rer les
activit s locales et la connectivit avec lenvironnement physique (par
exemple, PLC, SCADA, Skid, OPC, p riph rie).
En plus du bus de service, nous recommandons le d ploiement dune
technologie logicielle danalyse int gr e au niveau de la p riph rie. Les p riph ries
physiques sont des bo tiers (passerelles, concentrateurs, bo tiers de connectivit , etc.)
qui permettent de connecter le r seau TO au r seau informatique et de transformer les
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signaux et v nements mis par le PLC/SCADA en donn es num riques s curis es
visibles sur le r seau informatique.
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Figure 6 : Extension de lusine gr ce aux capacit s dIBM : Vue densemble de
larchitecture.
Au niveau de lentreprise, des applications propres lentreprise ou
lindustrie seront d ploy es pour divers besoins (p. ex. gestion des actifs, gestion de la
maintenance, contr le de lefficacit globale de l quipement et maintenance
pr dictive). Certaines applications peuvent n cessiter linstallation d l ments locaux
de leur solution au niveau de latelier.
Linfrastructure permettant de prendre en charge ces applications peut tre
renforc e par une combinaison de diff rents mod les de cloud et dinformatique locale
dans un mod le hybride. Le niveau dhybridation doit tre d termin tr s rapidement
dans le projet.
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Le niveau dhybridation est g n ralement consid r comme un compromis
et un quilibre entre les contraintes de lentreprise, les consid rations relatives la
gestion et lexploitation, les exigences li es la latence et aux performances, et les
contraintes de confidentialit des donn es, sans parler des co ts (co ts de conservation
des donn es)
Dans son article Manufacturing Letters 1 (2013) 3841, J. Lee et al. ont
d crit la Pr diction dans le cadre du syst me de fabrication l'aide de l'analyse
pr dictive Watchdog Agent.
Figure 7 : Pr diction dans le cadre du syst me de fabrication
l'aide de l'analyse pr dictive Watchdog Agent.
Figure 8 : Mod le cyber-physique pour un syst me de fabrication pr dictif am lior .
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Avec Industrie 4.0, l'objectif est de rendre la construction d'usines adaptables techniquement et
conomiquement r alisable. Ceci est souhait pour deux raisons : permettre une r action plus rapide
au changement situations de march et g n rent un meilleur retour sur investissement dans les
actifs du produit. En augmentant la demande du march r compensera les fabricants qui peuvent
augmenter leur production rapidement, et tre capable de r duire le volume de production avec une
demande en baisse r duit consid rablement risque op rationnel ; pour les nouveaux produits ou les
variantes de produits, le d lai de mise sur le march est un facteur concurrentiel cl avantage.
Un exemple est la production du capteur ABB-tacteo KNX pour l'automatisation de locaux fabriqu
par Busch-Jaeger Elektro GmbH illustr la Figure 9. Cet atelier de production se compose de
stations de machines modulaires qui s'auto-d crivent l'aide des informations OPC UA mod les et
sont orchestr s par ABB Ability Operation Management Zenon.
Pour augmenter le volume de production, les machines existantes peuvent tre dupliqu es, et les les
ressources de production sont ensuite d couvertes et int gr es dans l'orchestration de la production
Figure 9 : 5ABB-tacteo KNX production workshopexample of an adaptable factory
with order-controlled lot-size one production.
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DOBOT
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DOBOT a lanc la derni re solution ducative de Dobot CR5 + Syst mes de vision + Poste de
travail Siemens PLC + Int gration m cano- lectrique + Double cran tactile intelligent pour la
d monstration d'une exp rience de simulation en direct !
Figure 10 : Solution ducative de Dobot CR5
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Section III : Usage IoT pour lindustrie 4.0 Smart Sensor
Les capteurs jouent un r le crucial dans l'automatisation d'usine en rendant le syst me
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intellectuel. Diff rents types de capteurs sont disponible selon l'ad quation et les applications ;
certains d'entre eux sont produits en masse et disponibles sur le march co ts abordables.
Les types de capteurs standard disponibles sont les capteurs de position, les capteurs de
pression, les capteurs de d bit, les capteurs de temp rature et les capteurs de force. Ils sont utilis s
dans de nombreux secteurs, tels que le sport automobile, le m dical, l'industrie, l'a rospatiale,
l'agriculture et la vie quotidienne. L'objectif de l'Industrie 4.0 est d'augmenter l'efficacit gr ce
l'automatisation.
Les capteurs sont des composants essentiels de l'Industrie 4.0, permettant plusieurs
transitions telles que des changements de positions, de longueur, hauteur, externe et dislocations
dans les installations de production industrielle d tecter, mesurer, analyser, et trait . Les usines
intelligentes am lioreront galement la durabilit en suivant la production en temps r el et le
contr le automatis syst mes r duiront les co ts potentiels de maintenance de l'usine.
On constate galement que la num risation peut am liorer la mobilit de la production, qui donne
aux entreprises de fabrication de pointe un avantage concurrentiel. Cette partie discute les capteurs
et leurs diff rents types, ainsi que des capacit s de fabrication importantes. Le travail pas pas , les
Blocs et Services Qualit des Capteurs lors de la mise en Suvre dans l'Industrie 4.0 sont labor s de
mani re sch matique.
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Enfin, nous avons identifi treize applications significatives des capteurs pour l'Industrie 4.0.
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L'industrie 4.0 offre une excellente opportunit pour le d veloppement du march des capteurs
travers le monde. Dans l'Industrie 4.0, les capteurs profitez de taux d'acceptation plus lev s et
b n ficiez d'une connexion, d'un change de donn es et dun logistique enti rement activ
l'int gration. Dans les ann es venir, les installations de capteurs pourraient se d velopper dans la
lignes et cha nes d'approvisionnement
gestion des processus,
num riques.
la production automatis e
Figure 11 : Plusieurs capacit s de capteurs pour le domaine de l'industrie 4.0
L'essor r cent des syst mes de capteurs dans l'industrie met en valeur leurs capacit s
exceptionnelles. Plusieurs appareils et syst mes et permettent diverses machines de communiquer
pour suivre les syst mes et l' quipement dans chaque installation. La combinaison de la puissance de
calcul locale et l'Internet des objets (IoT) a rendu les capteurs ordinaires en capteurs intelligents de
telle sorte que les donn es mesur es soient calcul es localement dans un module capteur de
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Fig. 2.Several capabilities of sensors for industry 4.0 domain.
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mani re complexe. Les capteurs ont devenu incroyablement compacts et tr s portables avec leur
extension capacit e telles qu'elles peuvent tre connect es des endroits difficiles d'acc s et
dispositifs potentiellement dangereux, qui transforment les dispositifs en in-intellectuels de haute
technologie.
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Les capteurs jouent un r le essentiel dans la production depuis des ann es, mais jusqu'
r cemment, des probl mes tels que le bruit de la machine, la diminution du signal et la dynamique
de r action est rest e principalement limit e.
Afin dapporter une valeur ajout e optimale aux processus intelligents de la prochaine d cennie, les
concepts de production de l'industrie 4.0 du futur devraient s'appuyer sur technologie de capteur
mergente, big data, cloud computing, intelligence artificielle, robotique intelligente, vannes
intelligentes et contr le intelligent automatis .
Figure 12 : Diff rents capteur utilis dans lindustrie 4.0
Cette quatri me r volution est synonyme d'usine intelligente, de fabrication bas e sur le cloud,
d'usine potentielle, de production intelligente et la fabrication automatis e. Les capteurs intelligents
changent la fa on dont les fabricants capturent et communiquent les donn es, en particulier
lorsqu'elles sont associ es l'IoT.
En termes de besoin de capteurs dans l'industrie 4.0, et pour mettre en place un r seau int gr et
intelligent qui volue vers une production intelligente. Les capteurs peuvent capturer et analyser les
lauto-optimisation est possible pour
donn es pour prendre des d cisions efficaces, et
l'automatisation dans les lignes de production.
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Fig. 4.Different Sensors serving for Industry 4.0.7
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Section IV : Infrastructure r seau de communication
La communication joue un r le cl dans l'activation des syst mes et des technologies de
l'industrie 4.0. Ainsi, l'exigence de communication dans l'industrie 4.0 est centr e sur de multiples
facteurs tels que la fiabilit , la latence, la long vit des p riph riques de communication.
La plupart des p riph riques d'une usine sont actuellement connect s en fonction d'une
infrastructure filaire. Cependant, les solutions sans fil jouent de plus en plus un r le compl mentaire
aux solutions filaires. Les facteurs qui acc l rent l'adoption du sans-fil comprennent la facilit de
d ploiement et l' volutivit , en particulier pour une tr s grande zone de couverture.
Les solutions sans fil conviennent galement aux endroits difficiles d'acc s et aux endroits
loign s4. Les r seaux sans fil industriels sont la technologie cl permettant le d ploiement de
l'industrie 4.0. Ils pr sentent de nombreux avantages, notamment la flexibilit , le faible co t, la
facilit de d ploiement. Les r seaux sans fil peuvent offrir, un acc s facile aux services internet haut
d bit, en utilisant des t l phones mobiles, des ordinateurs portables ou d'autres appareils mobiles
(tablettes). Dans le domaine industriel, les quipements sans fil fonctionnent dans un environnement
difficile en raison de la poussi re, des vibrations, de la chaleur, de divers obstacles et d'une
temp rature et d'une humidit plus lev es.
Figure 13 : ZigBee Vs Other Wireless Solutions
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mesure que de plus en plus de r seaux sans fil sont appliqu s et que des appareils
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mobiles sont ajout s aux r seaux, la communication entre les quipements est un d fi. Les
quipements non seulement collectent, fusionnent et transmettent des donn es, mais se
d placent galement de mani re ind pendante.
Les quipements sans fil en mouvement (trajets multiples), l'environnement industriel
difficile et aux multiples signaux sans fil existants, peuvent introduire plus d'interf rences.
Une seule norme sans fil ne sera pas en mesure de r pondre toutes les exigences de
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l' re de l'industrie 4.0. Ainsi, une combinaison de diff rentes technologies sera n cessaire pour
fournir un r seau efficace. Des protocoles industriels tels que WirelessHART, ISA 100
peuvent tre utilis s et g rer des probl mes d'interf rence Wifi d'une mani re bien meilleure.
Avec le d veloppement des r seaux sans fil industriels (IWN), de plus en plus
d'entreprises et d'alliances ont investi dans ces domaines. De nombreuses architectures et
protocoles industriels ont t propos s, notamment Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, RFID et d'autres
protocoles propri taires.
De plus, dans l'industrie 4.0, les quipements sans fil doivent tre plus intelligents, plus
flexibles et plus mobiles que les quipements de r seaux sans fil traditionnels. En cons quence,
tout d'abord, les quipements industriels sans fil doivent tre mont s sur des modules plus
puissants tels que les processeurs, la m moire, les radiofr quences, l' nergie et les composants
m caniques. Deuxi mement, les quipements sans fil doivent effectuer une vari t de fonctions,
telles que le relais des informations, des communications et des param tres de d tection.
Figure 14 : R seaux des lectrovannes connect s un moniteur de contr le - WireLess
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La performance en temps r el est un facteur important pour la qualit de service
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industrielle. Les communications entre les quipements sans fil n cessitent une faible latence
pour am liorer la productivit . Dans un environnement industriel, le syst me de communication
est plus sensible la latence, en particulier pour les syst mes d'automatisation, de contr le de
processus et de fabrication.
La latence est utilis e dans les syst mes de l'industrie afin de d tecter des param tres
importants tels que la surveillance de l' tat de la machine et de l'environnement de travail ou la
livraison d'instructions de contr le et d'informations en temps r el. Par cons quent, une faible
latence est requise par ces applications. Dans la plupart des cas, cela se fait au d triment de la
consommation d' nergie et d'un co t lev pour atteindre une performance en temps r el.
Figure 15 : Comparaison des Standards Wireless
La prochaine norme 5G vise r pondre l'industrie 4.0 dans le cadre des
exigences M2M (machine to machine). Certains des principaux objectifs de la 5G sera de
r duire la latence de la communication. Une faible latence jouera un r le cl dans les applications
de contr le et de s curit pour l'industrie.
Une connectivit M2M massive n cessitera un point d'acc s pour prendre en charge
des centaines de milliers d'appareils. La maintenance pour une telle connectivit devrait tre tr s
faible. La dur e de vie importante de la batterie pour les interfaces sans fil sera une n cessit . La
fiabilit jouera un r le tr s important dans les exigences industrielles avec les applications de
protection et de contr le de la s curit .
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Section V : Syst me de collecte et traitement des donn es
Manufacturing Execution System MES / Syst me de pilotage
de la production
Le logiciel MES (Manufacturing Execution System) est un logiciel de pilotage de la
production. Cest un syst me dex cution, de gestion et de suivi des productions en cours
dans latelier. Son r le est de superviser machines et op rateurs en fournissant une tra abilit
compl te des informations de fabrication.
Figure 16 : Int gration dun syst me MES pour pilotage de la production
Figure 17 : MES (Manufacturing Execution System)
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Le logiciel MES suit le sch ma Conna tre, Analyser et Am liorer , commun toutes les
d marches dam lioration continue. Le terme MES a t cr par le M.E.S.A et formalis
dans la norme ISA95, au travers de 11 fonctions cl s que doit adresser une solution.
Figure 18 : Illustration des 11 fonctions cl s d'un MES selon la norme ISA95
Figure 19 : Application de la norme ISA95
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Dans les ann es 2000, le d ploiement massif des ERP (Entreprise Ressources
planning) dans lindustrie permettait de planifier et doptimiser la cha ne logistique.
Aujourdhui appara t un besoin compl mentaire : celui dassurer la continuit entre les
donn es de lERP et les op rations en atelier. En effet, pour ne pas perdre dinformations, il
faut une continuit de la cha ne num rique depuis la cr ation de lOrdre de Fabrication (OF)
jusqu lobtention du produit final.
Le logiciel MES cr e le lien num rique manquant entre lERP et latelier. Il est au
cSur de la r volution de lIndustrie 4.0.
Le logiciel MES va jouer le r le de chef dorchestre dans latelier. Interfac avec tous les
moyens de production connect s, le MES guide les activit s de latelier et y r agit
instantan ment. Cest le point central de toutes les donn es dex cution.
Il est charg de transmettre la bonne information au bon moment, aussi bien aux
hommes (instructions de travail, tra abilit demand e, avancement des OF&) quaux
machines (Start/stop, param tres dusinage, statut pi ces&).
Aussi, en capitalisant toutes les donn es de production en temps r el, le MES donne
une vue sur les encours et les rendements des OF. Avec une granularit de lordre de la
minute, le logiciel MES est loutil compl mentaire par excellence de lERP.
Le MES est un puissant outil de pilotage, de gestion et danalyse de la production. Il fournit
imm diatement chacun des acteurs du processus les informations quil attend.
CSur de lIndustrie 4.0, le MES offre une interconnectivit multi sources et multi supports,
base n cessaire la digitalisation des proc d s de fabrication.
A travers cette quatri me r volution industrielle, IoT (Internet of Things), imprimantes 3D et
lunettes de r alit augment e deviennent de nouveaux quipements industriels et non plus de
simples projets de recherche.
En conclusion, le MES participe la transformation num rique des usines en leur
apportant une plus grande agilit dans leur production. De l est n le terme de Smart
Manufacturing : lusine de production intelligente et connect e, o les donn es circulent sans
limite.
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Figure 20 : R partition des activit s et des fonctions entre MES/ERP
Ces derni res ann es, les industriels ont investi lourdement sur le...