Marc Engel : “Grâce à OPC-UA, la standardisation de l’Industrie 4.0 est en marche”

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Au fur et à mesure que le secteur industriel se développe, sa transformation numérique s’accompagne d’équipements de services et d’actifs numériques. Pour accompagner cette transition, la nécessité de standardiser et de rendre ces équipements interopérables est évidente. L’OPC-UA travaille dans ce sens en regroupant de nombreux professionnels. Explications avec Marc Engel, Directeur d’Agileo Automation et membre de la Commission Industrie du Futur de Numeum.

La transformation numérique de l’industrie et de ses équipements matériels s’accompagne d’une nécessaire standardisation et interopérabilité de ces derniers. Pour ce faire, la Fondation OPC travaille à permettre aux systèmes de communiquer entre eux. Marc Engel, représentant de le numéro à la fondation et directeur deAutomatisation agile explique l’approche de l’organisation.

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Quels sont les enjeux liés à l’OPC-UA ?

marc ange : L’Fondation OPC est une organisation internationale de droit américain qui compte actuellement plus de 850 membres. Les membres ont différentes typologies. Il s’agit de fournisseurs de composants d’automatisation, d’utilisateurs finaux, d’intégrateurs, de centres de recherche, d’éditeurs de logiciels, de plateformes de cloud computing ou encore d’universités. Ils travaillent tous à l’élaboration de normes permettant aux systèmes industriels de communiquer entre eux mais aussi d’être interopérables.

En bref, OPC-UA est une architecture de communication résolument multiplateforme et orientée services qui fonctionne aussi bien sur Windows et Linux que sur des contrôleurs logiques programmables ou des microcontrôleurs. Depuis 2015, les spécifications sont publiques et depuis 2016, les implémentations de référence avec les codes sources sont disponibles gratuitement avec des licences d’utilisation.

La force de la norme réside dans le fait qu’elle est suivie partout dans le monde, en Europe ou même en Chine. Et ce, dans de nombreux domaines industriels. En France, de grandes entreprises telles que L’Oréal, BEL ou EDF, pour n’en citer que quelques-unes, sont membres de la Fondation OPC.

Un point fort à adopter est qu’OPC-UA est déjà implémenté par de nombreux fabricants d’automates programmables et constitue le meilleur moyen de faire communiquer ces systèmes multimarques.

marc ange : OPC-UA dispose d’un métamodèle très puissant capable de modéliser des informations pour tous types de systèmes industriels, tant matériels que logiciels. Pour ce faire, des acteurs d’une partie de la chaîne de valeur, parfois concurrents, se réunissent en groupes de travail et définissent ensemble un modèle d’information pour leur domaine. Ce modèle d’information il deviendra dans un Spécification supplémentaire donc un complément au standard OPC-UA.

nombreux Spécifications supplémentaires Ils existent à ce jour soit pour des systèmes très spécifiques comme un robot ou une machine d’usinage, mais aussi pour des systèmes plus abstraits comme les machines outils en général (OPC UA pour MachineTools) ou Asset Administration Shell avec des complémentarités entre modèles abstraits et modèles concrets. Pour un robot, par exemple, la spécification supplémentaire ” Architecture OPC unifiée pour la robotique Il permet d’approcher des robots de différentes marques et de différentes structures pour connaître leur structure (cartésien, SCARA, articulé, etc.) ou leur modèle, mais aussi de suivre leur fonctionnement : quelle tâche est en cours d’exécution, quelle est la température du moteur.

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Par conséquent, OPC-UA représente un langage commun pour les systèmes industriels, quels que soient les fabricants, les utilisateurs finaux, les typologies d’industrie, les objectifs de mise en œuvre et les niveaux de la pyramide d’automatisation, du capteur au cloud. C’est un élément essentiel de l’Industrie 4.0 et il est également recommandé dans le modèle d’architecture de référence. RAMI4.0.

Qu’en est-il de l’adoption de normes ?

Le travail de spécification est donc important. Mais la question de l’adoption des normes doit également être abordée. Actuellement, de nombreuses approches ont été exploitées par le bas, ciblant des systèmes et des sous-systèmes tels que des actionneurs, des pompes ou des robots. Cependant, les praticiens se rendent compte aujourd’hui que, dans la perspective d’une généralisation de l’OPC-UA dans une usine, une approche dite « top-down » est nécessaire et complémentaire.

De nombreuses entreprises souhaitent collecter des données après la numérisation de leurs installations. Tout est pensé globalement dans la stratégie de digitalisation elle-même et on voit de plus en plus d’utilisateurs finaux (industriels de l’automobile, de l’agroalimentaire, de la cosmétique, etc.) s’impliquer dans le processus de spécification, ce qui augmentera sans doute son adoption. . En effet, ces usines commencent à exiger que les machines qu’elles acquièrent soient « Industry 4.0 Ready » et donc capables de supporter OPC-UA et les modèles d’information nécessaires à leurs besoins.

marc ange : Nous assistons actuellement à une rencontre entre le monde industriel et le monde numérique. Je dirais même que les deux s’inspirent mutuellement. La norme OPC-UA progresse naturellement. OPC-UA est composé de concepts informatiques dans une approche représentationnelle très similaire aux langages orientés objet. OPC-UA est un concept 100% numérique pour le monde industriel ! D’autant plus que ces mouvements accompagnent le développement deinternet des objets et des besoins croissants en termes de connectivité des capteurs à la plateforme de collecte de données dans le cloud.

La norme est appliquée au quotidien dans une usine. Il permet de faire le lien entre l’informatique et leTechnologie d’exploitation. De ce lien découle la nécessité d’établir la connectivité du système dans une logique 4.0. Tout cela doit s’accompagner d’une obligation native d’être robuste en termes de cybersécurité et d’authentification. À ce stade, OPC-UA a pris en compte ce besoin dès les premières étapes de sa spécification.

C’est pourquoi les entreprises numériques, ainsi que les éditeurs, doivent s’attaquer de front à la question de la normalisation dans le développement de leur système. Il appartient à cet écosystème de devenir un véritable acteur de ce processus. Surtout parce que la standardisation permet de réduire les coûts d’intégration dans la mesure où les systèmes seront plus facilement connectables. Il faut donc réfléchir à la proposition de valeur du futur en tenant compte de cette nouvelle norme.

Enfin, l’OPC-UA a le mérite de se focaliser sur les enjeux de demain. Notamment en termes de transformation écologique. En interconnectant mieux les machines, il devient plus facile de suivre, par exemple, la consommation d’énergie des systèmes. Ces collectes de données sont effectuées de manière fiable. Ceci contribue à la mise en œuvre de la réduction de l’énergie consommée. Par conséquent, un équipement standardisé peut être mis plus facilement en mode veille lorsqu’il n’est pas utilisé.

Quelles sont les futures actions mises en place ?

marc ange : Nous sommes au début du déploiement d’OPC-UA dans les usines utilisant toute sa puissance de modélisation de l’information. Cette utilisation génère des retours d’expérience importants. Lors des derniers OPC Days, plusieurs utilisateurs finaux ont partagé leurs expériences. Renault, notamment, a introduit déploiement dans 17 usines dans plus de 3 300 équipements et 1 million de points de mesure.

Pour l’instant, les usines ont tendance à définir leur propre modèle d’information, en s’inspirant parfois de spécifications complémentaires existantes. Mais cela n’a pas d’échelle. C’est pourquoi nous encourageons l’enrichissement des architectures de référence. Ils permettent d’œuvrer à l’interopérabilité à grande échelle.

Vers une étiquette 4.0 ?

L’introduction d’un label 4.0 pour les systèmes industriels est une bonne chose. Actuellement, la démarche européenne vise à définir une architecture de référence contenant des recommandations fortes pour l’utilisation d’OPC-UA. La tendance à l’œuvre est donc de s’orienter vers une étiquette conforme à cette architecture.

Enfin, un grand projet consiste à travailler sur la boucle de rétroaction ou, en d’autres termes, l’amélioration continue pour tirer le meilleur parti de cette architecture de collecte de données. De quoi s’agit-il ? Des analyses sont effectuées sur les données collectées à l’aide d’algorithmes classiques tels que le SPC (Statistical Process Control) ou plus avancés basés notamment sur l’intelligence artificielle et le machine learning. Les résultats de ces analyses permettront de modifier ou d’affiner certains paramètres de procédé de l’usine au niveau opérationnel.

Cela suppose donc un retour sur l’OT depuis le TI. Cela pose des problèmes de cybersécurité et de collaboration entre flux de données et flux de contrôle. Pratiquement tout est à faire dans ce domaine et Design pattern l’architecture doit être remise à sa place. Là encore, le numérique a sa place et sa légitimité pour participer à ces travaux.

Olivier Robillard

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