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CETSIS'2005, Nancy, 25-27 octobre 2005 TELMA Plate-forme d’intégration de télém

CETSIS'2005, Nancy, 25-27 octobre 2005 TELMA Plate-forme d’intégration de télémaintenance pour l’enseignement et la recherche E. Levrat1, B. Salzemann2, F. Clanché2, J.Y. Bron2 1 Centre de Recherche en Automatique de Nancy, UMR CNRS 7039, Faculté des Sciences BP 239 54500 Vandoeuvre les Nancy, eric.levrat@cran.uhp-nancy.fr 2 Pôle AIP-PRIMECA Lorraine, Atelier Inter-établissements de Productique Lorrain 745 rue du Jardin Botanique 54600 Villers Lès Nancy, bruno.salzemann@aipl.uhp-nancy.fr, fabien.clanche@aipl.uhp-nancy.fr, jean-yves.bron@aipl.uhp-nancy.fr RESUME Dans cet article nous présentons la plate-forme pédagogique et de recherche TELMA dont l’objectif est de supporter les enseignements de la maintenance et d’illustrer l’apport des nouvelles technologies de l’information dans le processus de maintenance et les nouvelles architectures qui en découlent. Cette plateforme est utilisable en local et à distance. La partie opérative de la plate-forme simule un processus de production semi-continu, répandu dans l’industrie. La plate-forme est pilotée par des composants communiquant par réseau de terrain (Ethernet industriel), ouverts vers le niveau Entreprise (Ethernet AIPL et Intranet) et son environnement (Ethernet). La plate-forme est capable de générer un ensemble de défaillances qui viennent nuire au fonctionnement « normal ». Le système d’information de maintenance de la plate-forme est basé sur le progiciel CASIP (MAO) et sur la GMAO Empacix. Il s’agit également d’une plate-forme d’expérimentation support à des recherches développées dans le cadre d’un projet de recherche du CRAN. Mots clés : Plate-forme expérimentale, Maintenance, Télémaintenance, E-maintenance, Maintenance prévisionnelle, enseignement à distance. 1 INTRODUCTION Autrefois isolée et focalisée sur une vision locale de son action, la maintenance doit s’ouvrir aux autres processus de l’entreprise et coopérer avec eux, afin de contribuer efficacement à une amélioration de la performance globale [3]. Afin de permettre l’échange d’informations entre les différents processus impliqués dans la fabrication d’un produit, les systèmes de production ont évolué vers des architectures intégrées basées sur l’utilisation de l’informatique. Il convient donc d’intégrer la maintenance dans le Système d’Information global de l’entreprise afin de faciliter les échanges et la communication avec les autres processus. Le développement d’un processus de maintenance moderne consiste donc à adapter les architectures classiques de maintenance à la distribution de certains traitements au plus près de l’équipement, et à fournir un accès distant au Système d’Information de maintenance à chaque acteur du Maintien en Conditions Opérationnelles (maintenance distribuée). L’entreprise peut (doit) faire appel aux TIC, aux nouveaux supports de communication multimédia, à des nouvelles générations d’interfaces homme-machine. Ainsi de nouvelles disciplines ont vu le jour : e-manufacturing, e-logistique, e-business, e-maintenance... partagant un objectif commun : réduire les inefficacités, les temps morts et les arrêts de production en faisant remonter de façon cohérente les informations pertinentes de terrain jusqu’au niveau entreprise. En 2001, plusieurs formations ont exprimé le besoin de disposer d’une plate forme adaptée au développement d’enseignements dans le domaine de la maintenance, et plus spécifiquement dans l’apport des nouvelles technologies de l’information et de la communication dans le développement de nouvelles architectures de Maintenance. Ce besoin n’a fait que se renforcer avec la volonté de proposer dans l’offre Licence et Master de l’Université H. Poincaré Nancy 1 des parcours intégrant la maintenance et qui demandent des plate-formes de travail, où les étudiants puissent aborder ces organisations et se rendre compte des problèmes posés par ces technologies. L’objectif visé par ce projet était donc de mettre à disposition de l’enseignement, une plate-forme d’expérimentation en relation avec les nouveaux besoins exprimés par les entreprises, dans les domaines de la maintenance et de la sûreté de fonctionnement, liés au développement des nouvelles technologies de l’information et de la communication (télésurveillance, télémaintenance et e-maintenance). Cette plate-forme devait répondre à un certain nombre de contraintes pour une utilisation dans un contexte pédagogique. Elle devait être représentative d’une réalité industrielle afin qu’elle soit crédible dans ses modes de défaillances et leurs conséquences, elle devait être simple afin que son fonctionnement soit compréhensible des étudiants, elle devait être fiable et disponible 24h/24h sans un personnel technique présent, afin d’être accessible à distance. De plus, elle ne devait pas être dangereuse pour les utilisateurs ou les personnes évoluant dans son environnement. Les différentes possibilités d’utilisation de la plate- forme, le flux d’étudiants potentiellement intéressés, ainsi que la multiplicité des aspects à étudier (conception, exploitation) et la contrainte d’accès distant nous ont imposé de déployer cette plate-forme J3eA - Vol. 5 - Hors série N°2 (2006) DOI: 10.1051/j3ea:2006047 CETSIS'2005, Nancy, 25-27 octobre 2005 sur plusieurs sites pédagogiques, en adoptant des points de vues d’utilisation complémentaires. Les sites choisis sont l’Atelier Inter établissement de Productique Lorrain AIPL (centre de ressources en Génie Mécanique et Productique) et l’Atelier d’Electronique et d’Automatique ATELA (centre de ressource en Génie Electrique et Informatique Industrielle). fig 1 : Implantation de la plate-forme TELMA Le poste situé dans les locaux de l’Atelier Inter établissement de Productique Lorrain a pour vocation d’illustrer l’efficacité des organisations modernes et les nouveaux outils de maintenance (maintenance préventive prévisionnelle, nouvelles technologies de l’information, surveillance, pronostic, …) sur la sécurité, la disponibilité, les coûts et la qualité de fabrication d’un système de production. Une vue système est privilégiée, avec comme problématique connexe, l’intégration de la maintenance dans l’entreprise (verticale et horizontale), mais également l’intégration de technologies. Ce poste est accessible à distance par le Web à tout moment, il fonctionne 24h/24h et 7jours/7 sans personnel spécialisé, ni encadrement à proximité. Le second poste dans les locaux d’ATELA permet d’avoir une vue technologique de la plate-forme et sert de support pédagogique localement ou à distance à l’étude et la manipulation pratique (configuration, paramétrage, programmation, test, …) des différents composants de l’architecture matérielle de la plate- forme (automate avec serveur Web intégré, variateur de vitesse avec serveur Web intégré, réseau industriel, serveur de données OPC, …). Ce poste sert également à la réalisation de tâches de maintenance corrective ou préventive (test, contrôle, visite, diagnostic, …). Dans chaque site, on peut télé-travailler sur un poste miroir distant. Enfin comme on peut le voir dans la figure ci- dessus, un poste similaire a été développé sur le site de l’AIP-PRIMECA Pays de la Loire dans le cadre de l’Institut Ouvert du réseau AIP PRIMECA [4]. Un second objectif visé par ce projet est l’utilisation de la plate-forme dans le cadre de la recherche (projets du CRAN) pour produire des données de fonctionnement réelles, simuler des modes de défaillance et des lois de dégradation du matériel en temps limité, développer et tester des algorithmes de surveillance, de diagnostic et de pronostic/aide à la décision, in situ et à distance, développer et tester des politiques de maintenance. La plate-forme TELMA est le support à des travaux réalisés dans le cadre du Groupe de Travail MACOD (Modélisation et optimisation de la MAintenance COopérative Distribuée) du Pôle STP du GDR MACS, Elle est également impliquée dans un programme intégrée de la communauté européenne DYNAMITE ( Dynamic Decision in Maintenance FP6-IST-NMP-2- 017498) Dans cet article, après avoir présenté les nouvelles orientations de la maintenance, nous détaillons les différentes composantes de l’architecture technique de la plate-forme, l’architecture de communication. Nous présentons également la génération de défaillances. Nous détaillons ensuite l’architecture de maintenance retenue. Enfin nous donnons des illustrations des travaux pratiques développés sur la plate forme durant cette année. 2 LES NOUVELLES ARCHITECTURES DE MAINTENANCE La maintenance a fortement évolué durant les 10 dernières années, et le développement des TIC a fortement influencé cette évolution. On parle aujourd’hui de télémaintenance, télésurveillance voire de e-maintenance. La télémaintenance est définie comme la maintenance d'une unité fonctionnelle, assurée par télécommunication directe entre cette unité et un centre spécialisé. La télémaintenance s'impose progressivement pour toutes les machines ou les chaînes de production pilotées par un microprocesseur qui concentre toutes les informations provenant des multiples capteurs nécessaires au contrôle du processus. L’organe de commande à microprocesseur peut être facilement interrogé à distance. Il est également possible depuis le point de contrôle de modifier les paramètres de réglage ainsi que les programmes qui le pilotent. Depuis l’émergence d’Internet les concepts de la Télémaintenance ont évolué pour aboutir à la e-Maintenance [1]. La Télémaintenance est un concept de récupération de données à distance ou de prise de contrôle à distance (éphémère), alors que la e-Maintenance est un concept lié au principe de web-services, de coopération et de partage des connaissances. Ainsi, la e-Maintenance intègre le principe de base de la Télémaintenance en lui associant un principe fort de Coopération au niveau des informations mais aussi des hommes, des services (Ingénierie, Exploitation, Maintenance, Sûreté, Achats, Comptabilité…), des sociétés (Client / fournisseur, Inter fournisseurs, Inter clients) [2]. L'apport de la e- Maintenance est la délocalisation des tâches, la surveillance peut être éloignée de l'installation, l’expert de diagnostic n'a plus besoin de se rendre sur place, la connaissance est distribuée, le dépannage peut être effectué à distance. CETSIS'2005, Nancy, 25-27 octobre 2005 3 L’ARCHITECTURE TECHNIQUE DE LA PLATE-FORME TELMA Les principes généraux de conception et réalisation de la plate-forme TELMA ont profité de l’expérience acquise dans les travaux précédents sur le développement et la construction de la plate forme IMS du CRAN [3] 3.1 La partie opérative La partie opérative de la plate forme simule un processus de uploads/Industriel/ telma-plate-forme-d-x27-integration-de-telemaintenance-pour-l-x27-enseignement-et-la-recherche.pdf