Focus 3 | 16

Un monde régi par les logiciels

Les très grandes puissances de calcul boostent les services à valeur ajoutée numériques

Propulsés par des puissances de calcul phénoménales, les logiciels sont en plein boom. L’intelligence artificielle et les machines apprenantes deviennent monnaie courante dans de nombreuses applications. Cette tendance n’a pas échappé à ABB qui propose des solutions logicielles permettant d’améliorer la productivité, la fiabilité et l’efficacité.

Ce qui semblait bien lointain il y a encore quelques années est aujourd’hui non seulement possible, mais même une réalité du quotidien grâce à des logiciels adaptés. La médecine moderne et les sciences naturelles utilisent les logiciels de manière inédite, les moteurs de recherche sont plus puissants que jamais, les robots deviennent des partenaires collaboratifs et les voitures roulent seules.

Le numérique a rattrapé le réel

Des entreprises comme Alphabet, le nouveau nom du groupe Google, et Facebook investissent des centaines de millions de dollars pour la recherche dans le domaine de l’intelligence artificielle. Leurs efforts sont prometteurs. Aujourd’hui, les machines apprenantes qui sont basées sur des réseaux neuronaux font d’énormes progrès. Début mars, le Süddeutsche Zeitung affirme que l’intelligence artificielle est en pleine maturation. Avec leurs algorithmes, les machines apprenantes sont en mesure de recommander des livres, des achats et même le partenaire idéal. Même si les résultats générés par certaines de ces machines sont surprenants, ce n’est qu’une étape intermédiaire. De nombreux chercheurs sont convaincus qu’il ne faudrait pas attendre bien longtemps avant que les machines deviennent plus malignes que les Hommes.

«Nous vivons dans un monde tellement imprégné par les logiciels que le monde réel se fait déborder par le monde numérique», indique Andreas Dengel, directeur du centre de recherches allemand spécialisé dans l’intelligence artificielle à Kaiserlautern (cf. interview). L’extraordinaire essor de ces marchés est alimenté par de très grandes puissances de calcul, de solides structures de communication et d’importants volumes de données.

Aujourd’hui, presque tous les équipements techniques exigent un logiciel performant pour permettre l’interaction entre les composants du système. Alors qu’il y a 20 ans, les voitures étaient presque exclusivement constituées de composants mécaniques et électriques, elles roulent aujourd’hui équipées d’un système informatique. Les logiciels améliorent la productivité, la fiabilité et l’efficacité. Il est important de noter que les différentes solutions logicielles doivent être compatibles et pouvoir communiquer entre elles. L’intelligence est impossible sans une coopération et une interconnexion efficaces.

Intégrés au matériel

Pour ABB, les logiciels sont un segment d’activité important dans lequel l’entreprise investit de plus en plus de compétences. On distingue les logiciels intégrés, les logiciels système et les logiciels d’entreprise.

Les logiciels intégrés sont un élément constitutif de produits matériels comme les robots, les équipements de protection ou les installations de distribution. Les logiciels système sont par ex. des systèmes d’automatisation et d’intégration comme le 800xA ou Symphony Plus. Les logiciels d’entreprise servent quant à eux à des fins plus générales comme la planification des ressources, la gestion des stocks ou l’approvisionnement.

FASA est l’avenir

Sur le segment des systèmes d’automatisation, ABB a réalisé une étude de faisabilité concernant la plateforme FASA (Future Automation System Architecture) dont les résultats seront intégrés aux futurs systèmes de commande. «Nous avons étudié trois aspects importants: la sécurité avec le ‹Security by Design›, l’évolutivité d’une chaîne de production d’une configuration simple à une configuration complexe, et la reconfiguration possible en cours de fonctionnement», explique Michael Wahler, Group Leader Software Systems au centre de recherche du groupe ABB à Dättwil en Suisse.

Chaque processus de développement logiciel exige d’abord d’investir dans une puissante architecture logicielle. Sinon, la maintenance sera excessivement coûteuse. En général, la complexité des logiciels augmente plus vite que la complexité d’autres tâches de développement techniques, ce qui explique son rôle grandissant dans le développement des produits. «Du fait de l’hétérogénéité des appareils et des applications concernés, l’industrie 4.0 en particulier devient un véritable défi sur le plan logiciel», a déclaré Michael Wahler. «Presque tous les produits incorporent des logiciels. Aujourd’hui, les logiciels des équipements de commande d’une simple sous-station contiennent des millions de lignes de code. La complexité de ces équipements rattrape donc celle de puissants systèmes de commande comme le 800xA qui visualise le fonctionnement de centrales complètes.»

« Nous avons étudié trois aspects importants: la sécurité avec le ‹Security by Design›, l’évolutivité d’une chaîne de production et la reconfiguration possible en cours de fonctionnement. »

L’analyse des données optimise les processus

L’analyse des données est une grande tendance d’avenir chez les logiciels. Dans ce domaine, ABB observe de plus en plus le parc dans son ensemble, autrement dit toutes les installations ou tous les équipements d’une entreprise. «Le client souhaite pouvoir s’appuyer sur l’analyse des données des processus et des équipements pour en déduire des mesures concrètes», explique Roland Weiss, Global Research Area Manager pour les logiciels chez ABB. «L’objectif est double: la prévention et l’optimisation.» Concernant la prévention, le but est d’éviter les temps de défaillance et les opérations de maintenance inutiles. «La minimisation des risques est souvent un bon tremplin d’entrée dans le thème du cloud et du big data pour les entreprises», indique Roland Weiss.

«L’optimisation des processus de production est cependant un levier encore plus important économiquement parlant. L’identification de problèmes par une comparaison des processus permet d’améliorer la qualité, l’efficacité et finalement la productivité.» En général, ABB intègre les données des systèmes et des appareils à l’analyse et travaille en étroite collaboration avec le client qui fournit ses données de processus pour obtenir les meilleurs résultats possibles. La nouvelle application AlarmInsight dans le système de commande ABB 800xA en est un parfait exemple. Elle utilise l’analyse des données afin de distinguer les événements importants des événements non importants dans la gestion des alarmes et ainsi fournir à l’utilisateur de l’installation uniquement des informations pertinentes.

Simulation basée sur la topologie

Il est possible de réaliser des solutions d’automatisation rapidement et efficacement en s’appuyant sur le principe de l’automatisation de l’automatisation (Automation of Automation, AoA). Pour cela, il est cependant nécessaire d’avoir les documents de planification de l’ingénierie, autrement dit les schémas R&I dans un format électronique exploitable. C’est rarement le cas, ce qui explique l’échec de l’AoA dans la pratique industrielle. «Pour résoudre ce problème, nous créons à partir des données de l’interface utilisateur un modèle topologique de l’installation technique qui est lisible sur ordinateur, puis nous générons des modèles de simulation», explique Mario Hoernicke, Principal Scientist Operations Management au centre de recherche ABB à Ladenburg. Le principal intérêt de ces simulations basées sur la topologie est de permettre la réception en usine par simulation, sans construction physique. Cette innovation est utilisée pour la première fois pour une installation offshore en mer du Nord dont les processus et la commande ont été simulés sur la base de la topologie dans le cadre d’un projet de modernisation.

Günther Oettinger, commissaire à l’économie numérique pour l’UE (g.), et Ulrich Spiesshofer, directeur du groupe ABB découvrent le Lead-Through-Programming sur le robot bi-bras YuMi avec Björn Matthias du centre de recherche ABB à Ladenburg.

Nouvelle solution SCADA Zenon

Les systèmes SCADA surveillent et pilotent les machines et les chaînes de production dans l’automatisation des usines. Ils regroupent aussi des données de production dans un historique central de l’installation. Le système SCADA est un élément de liaison entre l’infrastructure d’exploitation (OT) et l’infrastructure d’information (IT). «La nouvelle gamme de produits zenon SCADA d’ABB nous permet d’optimiser la flexibilité et la sécurité des machines et des chaînes de production de nos clients», indique Christopher Hausmanns, Global Product Manager SCADA chez ABB. «Notre principal axe de travail repose dans l’intégration des entraînements, des commandes, des robots et des panneaux de commande d’ABB.» Les fabricants de machines et les intégrateurs systèmes disposent ainsi d’un outil optimal pour intégrer leurs produits à l’IT de leurs clients et à l’Internet des objets. «De la surveillance locale d’une machine sur un pupitre de commande jusqu’à la commande de la production dans l’usine et l’intégration à des applications cloud, tout est possible», a déclaré Christopher Hausmanns. zenon fournit aussi des outils permettant de gérer l’énergie et établir des rapports, par ex. pour des applications du secteur agroalimentaire.

Le volume de données collectées ou copiées chaque année dans le monde double tous les deux ans. Les équipements qui fonctionnent et communiquent de manière autonome dans l’Internet des objets (IoT) contribuent en grande partie à cet important volume.

Prise en main facile des robots

«Pour les robots, notre objectif est de programmer leurs activités le plus facilement et le plus rapidement possible», explique Marc-André Zingg, directeur de l’unité Robotique d’ABB Suisse. «Cela réduit le délai entre la livraison et l’utilisation dans la production.» Par ex. avec la solution Simplified Robot Programming pour les processus de peinture robotisés le programmeur équipé d’un appareil d’apprentissage portatif montre au robot les mouvements qu’il devra reproduire ultérieurement. Pour ce faire, un logiciel enregistre les mouvements et les convertit en trajectoire pour le robot. Le fonctionnement du Lead-through-Programming, utilisé pour la première fois dans l’industrie par ABB avec le robot bi-bras YuMI, est encore plus direct: l’opérateur dirige le robot physiquement sur le bras, en mode programmation, lui faisant exécuter les mouvements souhaités qui sont enregistrés sous forme de trajectoire. Robot-Studio est quant à lui un système de programmation hors ligne basé sur la CAO qui est particulièrement précis et efficace.

« Pour les robots, notre objectif est de programmer leurs activités le plus facilement et le plus rapidement possible. »

Ekip Connect relie les appareillages de connexion

La solution logicielle Ekip Connect relie les déclencheurs à maximum de courant et d’autres appareillages de connexion intelligents. Leur état de fonctionnement est représenté sur l’Ekip Control Panel, un écran tactile permettant d’activer et de désactiver les appareils et de les surveiller. À l’origine, les disjoncteurs et les barres n’étaient pas intelligents. Mais depuis 10 ans, les logiciels s’en mêlent. Aujourd’hui, les clients souhaitent que même les barres les plus simples, celles qui présentent uniquement des propriétés d’isolement, puissent être commandées sur le Control Panel. Le développement des modules de communication est lui aussi très rapide. Désormais, les équipements d’ABB parlent sept langages de communication. Et ce n’est pas fini: le diagnostic des appareillages de connexion deviendra à l’avenir aussi facile que l’application des fonctions des appareils.

Informations: www.abb.com/enterprise-software

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