Il y a un moment déjà que l’on dit que le futur est à nos portes. Et bien, on peut admettre sans se tromper qu’il est bel et bien arrivé. En usine, la technologie permet maintenant de numériser une grande partie des opérations et il est même possible de régler des problèmes de production à distance, en temps réel. Les systèmes de contrôle industriel, tels que le SCADA, en sont la preuve.
Vous êtes gestionnaire de projet, responsable de la maintenance, superviseur ou directeur de production, gestionnaire de procédé ou encore directeur ou propriétaire d’entreprise manufacturière, cet article est pour vous.
Je suis Julien Cyr, président de Cyr Automatisation. Très jeune, je me passionnais pour le monde de l’électronique en m’amusant avec des autos téléguidées. Déjà à cette époque j’accumulais les connaissances techniques qui allaient bientôt bâtir ma carrière. Diplômé en électromécanique et reconnu comme électricien, j’ai poursuivi mes classes chez un entrepreneur majeur dans le domaine où l’on m’a rapidement fait confiance, en me confiant les projets de la division contrôle, en plus d’accéder à l’actionnariat de l’entreprise. Je mets à vos services, dans le cadre de ce document, mes nombreuses années d’expérience en matière d’automatisation industrielle, de programmation et d’intégration.
Découvrez de quelle façon vous pouvez avoir accès, en temps réel, aux données de productions et aux rapports de votre usine et comment vous pouvez avoir un impact, même à distance, sur les activités de production. Vous pourrez superviser, obtenir des diagnostics et intervenir plus rapidement, entre autres, afin de planifier des entretiens et en cas d’arrêt de vos machines.
Vous vous posez certainement les questions suivantes : Oui, mais comment? C’est bien beau tout ça, mais à quel prix? Est-ce que j’obtiendrai un retour sur investissement satisfaisant? Voici exactement ce que vous devez savoir en lien avec le SCADA, ses applications, ses avantages et ses limites.
Quelles sont les principales questions des clients qui souhaitent opter pour un SCADA?
La majorité du temps, les entrepreneurs qui viennent nous voir afin de s’informer pour un système de contrôle et d’acquisition de données en temps réel possèdent déjà des équipements permettant de recueillir des données en lien avec certaines machines, de façon indépendante, dans un but bien précis. Ils cherchent un moyen d’obtenir un meilleur contrôle de leurs opérations, une meilleure synergie entre les machines et ils ont besoin d’obtenir une vue globale de leurs installations.
Lors de nos discussions, le client veut rapidement savoir de quelle façon il peut contrôler son usine. Aura-t-il uniquement un accès local ou pourra-t-il intervenir à distance par l’entremise d’un accès Web? Comme gestionnaire, en plus de souhaiter contrôler les différentes étapes du processus de fabrication, il peut être très utile d’obtenir de l’information sur la façon dont les opérateurs gèrent la chaîne de production.
Le SCADA offre la possibilité d’intervenir manuellement sur les différentes machines d’une usine, mais aussi d’établir des séquences automatiques en fonction de différents critères ou paramètres préétablis. Le client aura également des questions en lien avec les différentes alarmes qu’il est possible d’intégrer au système afin de prévenir le bris d’une machine, l’arrêt de la production ou encore la blessure d’un travailleur.
Le gestionnaire pourrait être informé, par exemple, du mauvais fonctionnement d’une valve ou la surchauffe d’un moteur. Il est possible de régler ces alarmes en fonction des constantes normales des différentes machines, ainsi que de l’historique de production. Il est possible de mettre en place des alarmes en lien avec des baisses de production afin d’être en mesure d’aller voir pourquoi les opérations ont été affectées à un moment précis. Il est alors possible de générer un rapport complet afin d’obtenir des réponses rapidement.
Le SCADA offre une source quasi inépuisable de données en temps réel, ce qui permet de faire des analyses précises des différentes composantes de la chaîne de production afin de pouvoir déceler facilement les aspects les moins efficaces et d’apporter les ajustements qui s’imposent.
Quelles sont les inquiétudes en lien avec l’acquisition du SCADA?
Fiabilité du système informatique
L’une des principales inquiétudes du client concerne la fiabilité du système informatique au sein duquel est implanté le système de contrôle. Est-ce qu’un bris ou un mauvais fonctionnement pourrait venir compromettre les activités de production ou, encore pire, arrêter complètement l’usine? Il s’agirait d’un cauchemar qu’il est essentiel d’éviter.
Afin d’éviter que des ennuis informatiques puissent avoir des impacts sur les machines, les différentes séquences d’acquisition de données sont gérées à partir d’automates externes et le SCADA est implanté sur des ordinateurs industriels robustes qui ont un taux de fiabilité de loin supérieur à celui des appareils domestiques. Le système est, par ailleurs, intégré afin de ne provoquer aucun conflit avec le processus de fabrication. Le seul irritant lié au mauvais fonctionnement est l’arrêt de l’enregistrement de données.
Pour assurer le plus possible le maintien de la collecte des données, on utilisera souvent deux systèmes SCADA en redondance, ce qui fait que si l’un des systèmes connaît une défaillance à cause d’un mauvais fonctionnement de Windows ou le bris d’une pièce, le deuxième système prend le relai.
Retour sur investissement
Les systèmes de contrôle permettent beaucoup de possibilités, mais représentent un gros investissement. Plusieurs clients ont des inquiétudes légitimes en lien avec le potentiel de retour sur investissement. Après discussion, il arrive que l’on en vienne à la conclusion que, malgré tous les avantages du SCADA, il ne convient pas à une entreprise précise.
Plus souvent toutefois, nous allons diminuer le coût d’acquisition, entre autres, en retirant la redondance ou en enlevant les options permettant la visualisation 3D des composantes de l’usine. Ceci permet un retour sur investissement plus rapide et ces options peuvent être ajoutées dans le cadre d’une deuxième phase.
Risque de piratage
Plusieurs entreprises craignent d’être victime de piratage. Elles craignent que des pirates malveillants aient accès à leurs données ou, pire encore, nuisent au fonctionnement des équipements de l’usine.
Cette inquiétude est tout à fait légitime, puisqu’il y a eu des cas documentés de piratage de systèmes de contrôle. Il existe deux éléments de protection efficaces contre le piratage. Le premier est l’utilisation d’un mur coupe-feu (firewall) industriel très avancé qui limite au maximum ce qui peut entrer. Le deuxième consiste à faire fonctionner le SCADA à l’intérieur d’un réseau local. Les données sont ensuite dupliquées et rendues accessibles sur un nuage (cloud) en lecture seule. Ceci fait en sorte qu’il est impossible pour un pirate d’intervenir sur le réseau du client.
Résistance au changement
Il est possible, au sein de certaines organisations, que la réticence au changement des travailleurs sur le terrain devienne source d’inquiétude. Certains considèrent qu’un système de contrôle permet à leur patron d’obtenir beaucoup trop de données sur la qualité du produit final et, par le fait même, sur leur travail. Le passage vers une technologie plus avancée peut également effrayer des travailleurs plus âgés qui sont rébarbatifs à apprendre une nouvelle façon de faire.
Il faut faire attention, il n’est pas nécessaire d’avoir des études en programmation pour être en mesure de faire fonctionner le SCADA, être en mesure de travailler sur un ordinateur suffit. Mais pour certaines personnes ceci représente tout de même un défi et un stress.
Afin de pallier cette inquiétude, l’ajout de dessins en 3D très fidèles à la réalité de l’usine permet de se repérer plus facilement, y compris pour les nouveaux employés. On ne vous conseillera jamais assez de planifier cet important changement en impliquant vos employés trop dans le processus afin d’assurer leur compréhension et leur adhésion.
Fin de services
Qu’est-ce qui arrive si Cyr Automatisation en venait à fermer ses portes? Est-ce que l’investissement deviendrait caduc? Serait-il possible de continuer à obtenir du soutien pour le fonctionnement et les mises à jour du système?
Nous utilisons une base de programmation reconnue pour l’implantation du SCADA et nous remettons au client, au besoin, la liste des codes afin qu’il puisse mandater le programmeur de son choix afin d’intervenir en cas de besoin. Il faut toutefois savoir qu’une fois le logiciel bien implanté, il ne nécessite que très peu d’intervention.
Il est même possible pour nous d’offrir une formation à des travailleurs de l’entreprise afin de leur permettre de faire certains ajustements ou même d’ajouter un nouvel équipement dans le SCADA lors d’une acquisition. Ceci assure une plus grande autonomie.
Comment ça fonctionne?
Le SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) est un logiciel développé sur mesure en fonction des réalités propres à l’entreprise qui en fait l’acquisition. On y retrouve une schématisation de l’usine, en plus de la modélisation de différents équipements, ainsi que du cheminement des activités de production.
Un système de contrôle et d’acquisition de données en temps réel est un système de télégestion à grande échelle permettant de traiter en temps réel un grand nombre de télémesures et de contrôler à distance des installations techniques. C’est une technologie industrielle qui comporte du matériel, des contrôleurs, des réseaux et communications, une base de données, un logiciel de gestion d’entrées-sorties et une interface personne-machine.
Les informations de terrain du système SCADA sont centralisées sur une unité centrale. Celle-ci permet d’opérer et de recueillir des données à distance. Le contrôle sur le terrain est réalisé par des instruments automatiques de mesure et commande ou par des automates programmables. L’information est ensuite transmise localement ou rendue accessible par l’entremise du Web. Elles peuvent alors être consultées en temps réel à l’aide d’un ordinateur externe ou d’un dispositif mobile.
Le logiciel utilisé par Cyr Automatisation est une interface Phoenix sur laquelle on ajoute des éléments de programmation en fonction des besoins.
Quelles sont les options de personnalisation?
Le logiciel SCADA est développé sur mesure en fonction de l’implantation physique de l’entreprise, ainsi que de la réalité qui lui est propre. Des panneaux de contrôle sont installés (ou mis à contribution s’ils sont existants) auprès de chaque machine de l’entreprise et les informations de fonctionnement sont recueillies afin d’être envoyées dans une base de données personnalisée et dotée d’un accès sécuritaire.
Chaque projet est unique!
Pour qui est fait (et n’est pas fait) le SCADA?
Le SCADA convient d’abord et avant tout aux entreprises qui ont une certaine taille et qui possèdent souvent des instruments de mesure sur certains de leurs équipements. Elles ont le souhait d’aller plus loin dans leur processus d’automatisation de leurs installations et obtenir une vue d’ensemble de leur chaîne de production. Ce sont des clients qui désirent obtenir des données poussées qui leur permettront d’apporter les ajustements nécessaires pour optimiser leurs activités de production.
À contrario, le système de contrôle convient moins bien aux petites entreprises qui ont peu de machinerie et qui peuvent déjà obtenir passablement d’information utile à l’aide d’un ou deux panneaux de contrôle. Dans un tel cas, il serait plus difficile de justifier l’implantation de la structure informatique, ainsi que l’investissement minimum lié à l’implantation d’un SCADA (on parle d’au moins 60 000$). Dans ces cas, il est possible d’obtenir la vision globale des activités de l’usine sans avoir à tout connecter ensemble.
Alternative possible
Pour de telles entreprises, il pourrait être judicieux d’implanter un écran tactile sur lequel seraient compilées les données plutôt que d’opter pour un imposant système. Cette solution offre moins d’options, elle n’inclut pas l’environnement 3D et ne va pas aussi loin dans la collecte de données, par exemple, mais elle est beaucoup moins coûteuse et permet d’atteindre en bonne partie les objectifs de contrôle.
Quels sont les avantages (et les inconvénients)?
Avantages
Voici en vrac les différents avantages liés à l’implantation d’un système de contrôle performant au sein d’une entreprise :
- Permets de gagner du temps (beaucoup de temps);
- Contrôle des activités de l’usine à distance et en temps réel (suivi de production, gestion des alarmes, supervision des arrêts et des départs d’équipement, etc.);
- Facilite la compréhension et l’intégration des nouveaux employés;
- Facilite la résolution de problème;
- Offre une vue d’ensemble des activités de l’entreprise;
- Attire des opérateurs plus jeunes, actifs en informatique;
- Permets une grande accessibilité des données et la production de rapports poussés;
- Permets de comparer les données dans le temps pour évaluer rapidement les hausses et baisses de rendement (historique);
- Etc.
Inconvénients
Voici maintenant une liste des inconvénients pouvant survenir à l’implantation d’un SCADA :
- Représente un investissement de base assez onéreux, qui ne convient pas à toutes les entreprises;
- Nécessite beaucoup de temps pour la conception, la livraison et l’installation (habituellement environ 2 à 3 mois);
- Représente également un investissement en main-d’œuvre de la part du client;
- Peut être sujet à la réticence aux changements de la part des travailleurs en place depuis longtemps qui ne souhaitent pas changer leurs façons de faire;
- Requiert la mise en place d’une infrastructure imposante, ce qui représenter des coûts de formation, des apprentissages et une gestion supplémentaire. Il faut prévoir une mise à jour des systèmes de production;
- Etc.
Existe-t-il des technologies ou des systèmes alternatifs au SCADA?
Il existe effectivement des moyens d’amener les entreprises à obtenir un certain contrôle de ses installations par l’entremise de systèmes ayant une moins grande portée, comme l’aménagement d’un écran tactile (suggéré précédemment). Cette solution peut être efficace pour les entreprises de plus petite taille, mais elle prive le client de certaines options liées à la gestion des données qui peuvent s’avérer particulièrement utiles.
Ces systèmes ne permettent souvent pas la schématisation 3D (ou très peu), recueillent des données moins complètes, peuvent ne pas offrir le contrôle à distance. Cette solution est souvent temporaire lorsque l’entreprise est en croissance. L’investissement peut rapidement devenir inutile (argent perdu) si le client choisit après quelques années d’implanter un SCADA au sein de ses installations.
Il est aussi possible de mettre en place d’imposants SCADA représentant des investissements de plusieurs centaines de milliers de dollars incluant des options supplémentaires. Cette solution est généralement réservée aux grandes entreprises.
Il existe certaines options de SCADA fonctionnant totalement sur le nuage (cloud), ce qui représente des coûts d’entretien récurrents. D’autres offrent un esthétisme bonifié et augmentent leur tarification en conséquence.
Important : Ne tombez pas dans le piège de confier l’implantation de votre système à une firme ne comptant qu’une ou deux ressources en programmation. Les codes inclus dans votre SCADA doivent être simples, éprouvés et covérifiés afin d’éviter que des erreurs ou certaines manipulations ne viennent compromettre vos opérations ou la collecte de vos données sur une longue période. Méfiez-vous des programmeurs ne possédant que peu d’expérience ou travaillant seuls. S’ils ne sont plus en mesure de prendre en charge votre installation pour quelque raison que ce soit, vous vous retrouverez en difficulté, privés de l’expertise en lien avec votre SCADA.
Puisque plusieurs technologies pouvant se ressembler, mais offrant des options et des rendements bien différents sont disponibles sur le marché, il est primordial de procéder à une analyse fine de la situation afin d’opter pour la solution qui lui convient le mieux non seulement à court, mais aussi à moyen et à long terme. Nous ne vous conseillerons jamais suffisamment d’opter pour un spécialiste qui connaît les différentes technologies disponibles et qui sera en mesure de vous proposer une solution répondant bien à vos besoins actuels et futurs.
Qu’est-ce qui influence les coûts?
L’implantation d’un SCADA en entreprise représente un investissement minimum de 60 000$. Il y a un coût de base à la mise en place de l’infrastructure : achat de l’ordinateur, programmation initiale, etc.
Le prix fluctuera ensuite en fonction de :
- La quantité d’équipements à contrôler;
- Ce que le client souhaite comme option (mise en place d’alarmes, types de données à recueillir pour les rapports, complexité des séquences à programmer, complexité des interactions entre les équipements);
- Qualité et niveau de détail des visuels à intégrer;
- Du prix de la licence SCADA. Chez Cyr Automatisation, la licence est incluse dans le forfait, mais certains compétiteurs optent pour une licence renouvelable annuellement.
Autres points à considérer dans les coûts :
- Les frais de livraison et d’installation: le fait d’implanter de nouveaux équipements (machines et panneaux de contrôle) en même temps que le SCADA peut représenter des coûts supplémentaires et un échéancier plus long.
- Les frais de maintenance / mise à jour du système: il n’y a que peu de frais de maintenance annuels. Il faut toutefois prévoir la migration vers des logiciels PC (Windows), la mise à jour régulière de la technologie d’exploitation, ainsi que certains frais liés à la protection du système informatique.
- Les frais de formation: on doit prévoir une formation d’une durée allant de quelques heures à quelques jours pour l’équipe de travail en fonction de la grosseur du système mis en place.
- La garantie: Cyr Système offre une garantie d’un an pièce et main-d’œuvre en lien avec tout ce qui ne peut être considéré comme l’usure normale de l’infrastructure.
- Valeur de revente / dépréciation du produit : une fois implanté, le SCADA peut fonctionner pendant de nombreuses années. Il suffit de mettre à jour de façon régulière et de remplacer au besoin l’ordinateur sur lequel il est installé.
- Les pièces de rechange: il n’y a pas de pièce de rechange à prévoir pour le système en tant que tel, si le SCADA installé en redondance. On peut toutefois en prévoir pour la réparation des panneaux de contrôle.
L’automatisation et le virage vers l’industrie 4.0 constituent des passages obligés pour une vaste majorité d’entreprises manufacturières à court et moyen terme. Afin de demeurer compétitif dans un contexte de pénurie de main-d’œuvre, il est plus que jamais essentiel d’avoir un contrôle optimal sur ses opérations afin d’obtenir des données probantes qui permettent d’agir de façon pointue sur les différents éléments de sa chaîne de production.
L’implantation d’un SCADA constitue un investissement de taille, mais vous pouvez vous attendre à un excellent retour sur investissement. Il vous permettra d’avoir accès en temps réel à vos données de production, d’obtenir des rapports vous permettant de comparer vos résultats avec ceux qui précèdent. Vous pourrez également agir à distance sur vos équipements afin de prévenir des bris ou implanter des alertes vous permettant d’éviter du temps d’arrêt machine.
Bref, les possibilités sont infinies et vous en gagnerez une importante augmentation de votre productivité. Vous serez en mesure de faire plus avec la même quantité de main-d’œuvre.
Si le système de contrôle offre un monde de possibilités, il est aussi difficile de s’y retrouver. Quelles options sont pertinentes pour mon entreprise? Est-ce que j’ai besoin de schématisation 3D ou de rapports détaillés? Est-ce que le fils de mon ami qui fait de la programmation est en mesure d’implanter efficacement un tel système?
Afin d’y voir plus clair, il est recommandé de prendre conseil auprès d’une équipe dotée d’une expertise avancée en programmation robotique, informatique et industrielle. Elle sera en mesure de bien vous accompagner dans votre projet d’automatisation. Accédez à une équipe complète de programmeurs qui prend en charge votre système de contrôle de la conception à la programmation.
Si vous souhaitez obtenir des conseils, un accompagnement, de l’information ou une soumission, venez nous rencontrer au 24, rue Beauchesne à Warwick, appelez-nous au 1-844-358-6035 ou écrivez-nous au : info@cyrsysteme.com.
Exemple d’un système de contrôle industriel SCADA permettant de gérer des recette (batching) dans une usine de polymère.
Exemple d’un système de contrôle industriel SCADA permettant de gérer un procédé dans une usine de pétrochimie ou de traitement d’eau.