Cette série d'articles expose quelques-unes des difficultés auxquelles sont confrontés les industriels pour appliquer les technologies de l’information aux systèmes physiques dans une perspective d’optimisation.
Ce premier article est une introduction sur le M.E.S et nous dédierons 1 post par erreur.
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Bonne lecture
Le sigle M.E.S s’applique de façon générale à l’informatique de support aux opérations industrielles. La transformation de plus en plus rapide des systèmes industriels nécessite une bonne prise en charge de la dimension informationnelle. Cet article expose quelques-unes des difficultés auxquelles sont confrontés les industriels pour appliquer les technologies de l’information aux systèmes physiques dans une perspective d’optimisation systémique.
Jusqu’à la fin des années 1980, les systèmes informatiques de gestion de l’entreprise – aujourd’hui les ERPs (Enterprise Resource Planning ou progiciels intégrés de gestion) - et les systèmes de contrôle (en charge du contrôle des processus physiques de fabrication) appartenaient à des mondes isolés. Tout d’abord, les technologies étaient incompatibles : réseaux, systèmes d’exploitation, codage binaire, formats de fichiers… Ensuite, le besoin d’interactions entre ces systèmes ne pesait pas encore suffisamment face aux préoccupations cyber-sécuritaires considérées alors avec sérieux. Enfin, les agents de développement et de mise en œuvre de ces applications informatiques étaient – et sont toujours - bien distincts : services informatiques et SSII d’un côté, services d’ingénierie générale et intégrateurs automaticiens de l’autre.
Plusieurs facteurs ont suscité l’apparition de nouvelles exigences et ouvertures en matière d’interopérabilité entre ces types d’applications informatiques et à faire naitre un nouveau domaine de support informationnel à la frontière entre la gestion d’entreprise et le contrôle des processus physiques, entre autres :
· la demande d’un suivi détaillé et parfois certifié des processus de fabrication pour le contrôle de gestion, l’amélioration des pratiques et des procédés, la réglementation ;
· la gestion de la performance qui nécessite l’acquisition et le croisement des données du domaine opérationnel et de la gestion ;
· la dynamisation de la chaine logistique exigeant la synchronisation des activités opérationnelles avec les processus de conception, d’approvisionnement et de livraison ;
· la programmation de la production à très court terme avec une grande variabilité et de faibles volumes exigeant l’optimisation de l’ordonnancement ;
· l’adoption des standards informatiques par les systèmes de contrôle (Windows / Unix / Linux et réseau Ethernet principalement) et l’arrivée d’une nouvelle génération d’automaticiens plus au fait de ces technologies que des risques industriels.
Le sigle M.E.S. (Manufacturing Execution System que l’on peut traduire en français par « Système d’exécution de la fabrication ») a été promu dans les années 1990 par un consortium d’éditeurs de logiciels destinés principalement aux industries réglementées et / ou peu automatisées (en particulier la pharmacie, l’électronique), le MESA (Manufacturing Execution system Association). Ces logiciels permettaient de guider les opérateurs dans l’exécution manuelle des opérations de fabrication et d’attester de leur exécution conforme. Avec la consolidation fonctionnelle autour des « 11 fonctions du MESA » puis de l’ISA-95, ils se sont ensuite propagés assez largement dans les procédés discontinus ou batch (notion de « recette »). Les processus discrets (usinage, assemblage) n’étaient pas en reste : à côté des logiciels MES, ils ont été également pris en charge directement par les ERPs lorsqu’ils étaient manuels, ou par les fournisseurs de machines ou de lignes de production intégrées. Dans le domaine de la production continue apparaissent des solutions verticalisées de pilotage et d’optimisation au-dessus du contrôle temps réel, sans nécessairement s’inscrire dans la mouvance MES (Production et réseaux d’énergie, métallurgie, papier…). Les applications d’ordonnancement, fonction centrale proclamée du domaine MES, revendiquent rarement cette appartenance sauf lorsqu’elles font partie de la solution MES.
Hors de la cible originale peu automatisée, les résultats n’ont pas toujours été à la hauteur des espoirs nés de la première vague d’intérêt. Parmi les raisons de cette déception figuraient l’inaptitude à interagir avec l’automation, la lourdeur mal anticipée de la gestion des données de techniques, la difficulté de contextualiser l’information opérationnelle et la situation incertaine de ces solutions enfichées entre deux mondes jusque-là isolés – la gestion et l’automation. L’automaticien n’est pas à l’aise avec les traitements transactionnels, de même pour le gestionnaire vis-à-vis des contraintes du contrôle en temps réel et de la réalité des processus physiques, suscitant des erreurs conceptuelles du couplage avec l’ERP.
La situation a évolué, le sigle MES, secouru pour un temps par un cousin MOM (Manufacturing Operation Management) retrouve des couleurs, tandis que le marché devient plus mature. Les acteurs de l’automation s’y attèlent, le plus souvent en absorbant des éditeurs spécialisés ; ceux qui restent indépendants se concentrent sur des secteurs industriels ou des zones géographiques et se font valoir leurs capacités d’innovation. Une nouvelle génération d’experts voit le jour, capables d’appréhender plus globalement la problématique du contrôle de la production industrielle. La cyber-sécurité est sérieusement prise en compte, la communication avec l’automatisme est devenue triviale grâce à OPC (Open Platform Communications).
En parallèle, les entreprises n’ont pas attendu les éditeurs de logiciels pour développer leurs propres solutions internes afin de répondre précisément à leurs besoins de supervision des activités opérationnelles : ces solutions « maison » sont sans doute encore majoritaires de nos jours. Toutefois, les entreprises accueillent volontiers les éditeurs pour externaliser le support informationnel de leur système de production.
Aiguillonnée par l’offre, l’industrie commence à prendre la mesure du potentiel des technologies de l’information à tous les niveaux, en témoignent les programmes Smart Industry (USA), Industrie 4.0 (Allemagne), et récemment et plus timidement Industrie du Futur (France). Pour en tirer parti, la transformation informatique industrielle doit viser 4 objectifs :
mettre à profit les technologies modernes favorisant le développement et le déploiement rapides ;
offrir une couverture fonctionnelle appropriée malgré le manque d’expression des exigences ;
stimuler la réactivité de l’adaptation informatique à la transformation industrielle ;
assurer l’indépendance du cycle d’évolution des solutions informatiques en interaction autour du système opératif.
Les deux premiers points seront correctement couverts dans le cadre de projets bien gérés à condition toutefois que le délai effectif de réalisation soit compatible avec la constante de temps d’évolution du système industriel. Ce n’est pas toujours le cas : nombre de schémas directeurs ambitieux ont pour seul résultat après plusieurs années de labeur d’en lancer un nouveau. Les deux points suivants conditionnent directement la viabilité à moyen terme de la solution, son coût d’exploitation, son potentiel de contribution au développement du système industriel. Ils sont liés à des options d’ordre technique, organisationnel et stratégique qui dépassent la responsabilité des projets.
Face à ces exigences, voici une dizaine de points d’attention pour favoriser le succès des projets informatiques industriels ou « MES ».
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