Architecture du logiciel pour le MES de l'avenir

Parmi les grands défis de l'usine du futur, la saisie de toutes les données prend une place importante car ces données seront nécessaires pour pouvoir créer une réplique numérique de la production. Cependant, les capteurs, machines et équipements ne fournissent que de données brutes. Les hommes au contraire veulent avoir des réponses à leurs question concrètes. Pour pouvoir présenter l'information disponible sous forme numérique en tant que réponse, on nécessite des méthodes appropriées. Une nouvelle architecture qui est ouverte dans toutes les directions est nécessaire – aussi en vue du nombre croissant d'acteurs (capteurs, fournisseurs de données et applications).

Au moyen de l'intégration complète du monde physique réel sous forme numérique et la mise en œuvre de circuits logiques performants, de nombreuses entreprises de fabrication cherchent à augmenter la transparence et l'efficacité – inspirées par l'industrie 4.0 et l'Internet of Things. L'objectif est de mettre en réseau les différents systèmes, de modeler les objets et d'intégrer les processus pour arriver à une interopérabilité globale à travers tous les processus et systèmes.

Ce qui reste, c'est l'écart entre les données brutes provenant de l'atelier et les besoins en information des utilisateurs et des systèmes informatiques. C'est seulement grâce à la compression, l'agrégation et la cumulation des données qu'on peut obtenir des informations utiles. Cette tâche est aujourd'hui accomplie par les Manufacturing Execution Systems (MES). Ces systèmes doivent satisfaire des exigences de plus en plus divers. En même temps, les applications que les départements proches de la production nécessitent sont d'une complexité grandissante ce qui mène à une modularité et flexibilité élevées des systèmes. Bref, le défi de réaliser toutes ces tâches avec une solution standard centrale ne cesse de s'intensifier.

La conséquence logique de cet enjeu, c'est une plateforme ouverte d'intégration pour mettre en réseau d'une manière normalisée les composants MES et les autres systèmes liés à la production. De cette façon, on peut répondre aux exigences citées et permettre une utilisation de toutes sortes d'applications (p. ex. MES, ERP, Product Lifecycle Management PLM, ...) par tous les utilisateurs. Une telle plateforme peut même aboutir à de nouvelles coopérations entre les partenaires de développement et de déploiement.

Manufacturing Integration Platform

Avec la Manufacturing Integration Platform (MIP), MPDV présente une telle plateforme ouverte qui offre un environnement approprié aux applications liées à la production et permet en même temps une transformation numérique complète. Les points forts de la MIP sont :

• Intégration des applications standard de différentes sources
• Base pour l'intégration d'applications spécialisées
• Condition préalable à l'incorporation parfaite de développements internes

En résumé, la plateforme permet aux utilisateurs de combiner des logiciels internes avec des solutions spécialisées individuelles et des applications standard disponibles « out of the box ». L'utilisateur peut à tout moment décider du rapport entre les développements internes et les solutions externes. Dans ce contexte, la plateforme donne la possibilité d'accéder les ressources locales et les ressources qui sont liées via l'Internet of Things.

Une entreprise de fabrication a plusieurs machines. Les machines et leurs données de base, la description des articles produits et tous les plans de travail sont stockés dans la MIP. Les machines réelles sont liées aux répliques numériques au moyen des MIP add-ons. Les données sont saisies en continu et stockées dans la MIP. Si vous créez des ordres dans le système ERP, ces ordres sont transférés à la MIP via un autre MIP add-on. Grâce à une application appelée Manufacturing App (mApp), le planificateur de l'entreprise peut déterminer quand les ordres spécifiés sont produits sur quelles machines. L'affectation effectuée est stockée dans la MIP pour que les autres mApps puissent afficher les ordres à venir à la machine concernée dans l'atelier. Si vous voulez enregistrer un ordre, vous appeler la mApp dans l'atelier via MIP. Dès maintenant, toutes les données saisies en temps réel sont attribuées à la machine et également à l'ordre enregistré. Une mApp peut directement accéder les données de l'ordre et les évaluer. En alternative, une autre mApp est chargée de compresser les données au préalable et d'en calculer des indicateurs clés.

Ces procédés sont également possibles au sein d'un MES moderne, mais en ce cas-là tous les composants doivent provenir du même fournisseur ou être intégrés dans un seul système. Mais compte tenu d'une production qui ne cesse de devenir de plus en plus complexe, l'avantage de pouvoir combiner les composants et applications de sources différentes est très précieux. La structure d'un tel système doit être ouverte. Ceci est garanti par la Manufacturing Integration Platform.

Professeur Kletti, pourquoi les experts MES de MPDV travaillent-ils depuis un certain temps sur cette nouvelle approche, la plate-forme MIP ? Vu que MES HYDRA s'est bien positionné sur le marché ?

Oui, c'est bien vrai. Cependant, nous constatons qu'un nombre grandissant d'entreprises manufacturières intègrent leurs propres applications ou veulent lier les systèmes d'autres fournisseurs – sans parler de la connexion de l'ERP. De plus, la mise en réseau de la production et des systèmes informatiques à un niveau global de l'entreprise est fréquemment demandée. Nous en déduisons qu'une nouvelle architecture ouverte de plateforme est nécessaire où les tâches d'un MES peuvent être réalisées de façon très flexible. À l'avenir, on aura deux sortes de systèmes IT liés à la production : des systèmes classiques MES d'un côté et des approches ouvertes de l'autre.

Quelle est la différence entre une plateforme ouverte et un système MES comme HYDRA?

Avec un MES comme HYDRA, les entreprises peuvent saisir les données pertinentes et ainsi piloter et optimiser leur production aujourd'hui et dans le futur. Avec la nouvelle Manufacturing Integration Platform (MIP), tous les objets pertinents de la production et leurs données sont rassemblés dans une base de données commune. Des applications de toutes sortes peuvent accéder ces objets et données au moyen de méthodes et fonctions standardisées. La panoplie de fonctions qu'une telle plateforme peut intégrer dépasse largement l'ampleur d'un MES d'aujourd'hui. Comme l'interopérabilité est l'une des bases fondamentales de la plateforme, l'utilisateur peut intégrer toutes les applications et systèmes qu'il choisit. C'est pourquoi on parle d'une plateforme qui est ouverte dans toutes les directions. On pourrait ainsi dire que la MIP est une variante avant-gardiste du MES.

Quelle est la valeur ajoutée de la MIP par rapport aux autres plateformes qui poussent comme des champignons en ce moment ?

C'est exact, le nombre de plateformes est immense. Mais la particularité de la MIP, c'est qu'elle ne se concentre pas sur la disponibilité et distribution de données, mais cette plateforme a plutôt pour but de réaliser une image numérique de la production et d'intégrer toutes les données liées à la production. Au cœur de la MIP, tous les objets sont reproduits de manière normalisée. Un grand nombre d'applications peut alors utiliser ces objets en toute indépendance. La plupart des autres plateformes permettent seulement l'échange de données. On ne sait pas forcément ce que les données contiennent. La MIP, au contraire, se fonde sur une compréhension sémantique des données. Si une application parle d'un ordre ou d'une machine, cet objet est précisément défini. Pour l'intégration des applications de différents fournisseurs, cette condition préalable doit être remplie. Et seulement si cette condition est remplie, une telle plateforme peut réussir.

D'ailleurs, la plupart des autres plateformes se concentre sur l'automatisation ou sur l'environnement de la gestion d'entreprise. Une plateforme pour le niveau intermédiaire, où le MES agit aujourd'hui, n'existe pas encore. Et c'est exactement pour cette raison que nous essayons d'accélérer le développement de la MIP.