SEE - L'Automatique a la fin du millenaire. Septembre 19999 - Contribution du Club 18 au rapport annuel de la SEE Les origines de l'Automatique Lors de la decouverte de l'electricite, des seances d'electrisation volontaires demontraient sa realite et sa puissance. Rien de tel pour l'Automatique qui n'est pas une science fondamentale de notre univers physique, mais un element primordial de la vie de tous les jours. L'Automatique a toujours fait partie de notre vie. Des que l'on influence la facon dont une activite est modifiee par un evenement exterieur sans intervention manuelle, on fait de l'Automatique : Le piege qui se referme sur l'animal attire par un appat, le reservoir de la chasse d'eau qui se remplit sans deborder apres chaque utilisation, c'est de l'Automatique. Ce dernier quart de siecle a vu la naissance de nouveaux metiers dedies a l'Automatique, rapidement impliques dans l'evolution des technologies de l'information : Controle de Procede, Regulation Automatique, Cybernetique, Robotique, Productique, Domotique... Nous n'utiliserons ici que le terme "Automatique", sense couvrir tous ces metiers. Au debut, les electriciens et les micro-mecaniciens (voire les horlogers), assuraient le developpement et la maintenance des systemes de controle des equipements de production. Les electriciens sont devenus des Automaticiens et les micro-mecaniciens des Regleurs ou Instrumentistes. Les uns ont cable des relais electromecaniques puis developpe et programme les Automates Programmables. Les autres ont etalonne les capteurs et actionneurs analogiques, regle les dispositifs de calcul pneumatiques, hydrauliques, electroniques puis concu et configure les Systeme Numeriques de Controle Commande. Aujourd'hui, on ne parle plus que d'Automaticiens. La technologie et le depart a la retraite des pionniers achevent lentement la convergence des deux types de systemes. La situation technologique Au seuil du nouveau millenaire, la technologie a connu des progres spectaculaires : Les microprocesseurs toujours plus puissants ont pris le relais des systemes pneumatiques, hydrauliques, electromecaniques ou electroniques analogiques. Les reseaux informatiques offrent des capacites de communication en constante augmentation, a comparer aux tubes de cuivre ou plastique et aux liaisons electriques utilises autrefois pour vehiculer l'information. La regulation du niveau d'eau d'une chaudiere au Vietnam assuree par deux hommes, l'un surveillant la colonne transparente de l'indicateur de niveau, l'autre man?uvrant la vanne d'eau, les deux communiquant par le son du gong ne peut etre comparee au controle complexe des chaudieres de nos centrales modernes. Pourtant, ces progres n'ont pas encore transforme radicalement la conduite, la surete et la flexibilite des installations et ont meme eu des consequences nefastes sur la facon de concevoir l'automatisme : Les dispositifs mis a disposition de l'operateur pour superviser le fonctionnement des unites ont une efficacite ergonomique souvent inferieure aux tableaux de commande d'autrefois. Les comportements de l'automatisme dans les situations anormales sont difficilement compenses par l'operateur mal informe par une information surabondante et insuffisamment traitee. La conception rigide de l'automatisme limite la flexibilite inherente du systeme physique de production et les evolutions du procede necessitent des modifications profondes de l'automatisme. L'ingenierie du systeme de controle-commande, liberee de la plupart des contraintes materielles par le logiciel, a perdu beaucoup de sa rigueur. Les modifications ne sont pas gerees et la qualite du systeme se degrade rapidement. Ces remarques ne s'appliquent bien sur pas a tous les systemes existants, mais la situation ainsi decrite est largement majoritaire. Parmi les causes de cette situation, le decalage entre l'evolution de la technologie et son assimilation pratique par les hommes. Pour y faire face, la reduction du temps de travail offre l'occasion de consacrer une part beaucoup plus significative a la formation continue. L'Automatique integree La technologie continuera a evoluer, et il est difficile d'imaginer les moyens utilisables pour construire les automatismes de demain. Les grands axes sont traces et nous sommes au debut d'une revolution culturelle plus importante que la technologie elle-meme : La fin de ce millenaire a vu la naissance de l'Automatique industrielle et des technologies de l'information qui ont permis son developpement. Le debut du prochain millenaire sera celui de sa maturite. L'automatisme ne sera plus une entite autonome, mais fera partie integrante du systeme de production. On distinguera le controle des equipements du controle du procede de fabrication lui-meme, les entites de controle communiqueront entre elles de facon simple et standardisee Le role de l'automaticien au sens strict va decroitre. Il ne sera plus seul pour concevoir et maintenir les composants d'automatisme du systeme de production. L'Automatique devient partie integrante des metiers qu'il supportait autrefois Grace a l'Automatique, l'operateur ne sera plus un exploitant critique et insatisfait, mais un acteur fondamental du systeme de production dans ses phases de conception, d'exploitation et de maintenance et un participant responsable aux objectifs de l'entreprise. Cette revolution a commence, les travaux en cours fournissent deja une matiere importante utilisable : La norme IEC 61158 (reseaux de communication et bus de terrain), au-dela des conflits d'interet qu'elle a fait naitre, apporte au concept de "Bus de Terrain" des notions de communication evoluee qui prefigurent l'ossature de la communication a l'interieur du systeme de production L'OPC (OLE for Process Control, interoperabilite des applications distantes) agissant en dehors de la normalisation, vise a fournir l'ensemble des services necessaires pour assurer le transfert de l'information entre composants. Elle s'appuie sur la technologie Microsoft, mais son succes est tel que l'OAG travaille sur une implementation compatible CORBA. La norme IEC 61131-3 (Langages de programmation pour l'Automatique) definit des langages puissants qui liberent la creativite des concepteurs de composants d'automatisme de base La norme IEC 61512 / ANSI-ISA S88 (Controle des procedes par lots), developpee initialement pour les procedes discontinus, propose un modele conceptuel qui separe le controle des equipements (independant du produit a fabriquer, base sur les ressources physiques du systeme de production) du procede lie au produit a fabriquer. On peut considerer ses concept comme un niveau superieur de l'automatisme capable de piloter les composants elementaires attaches aux equipements. La norme ISA S95 (integration Systeme d'Entreprise - Systeme de controle) prend acte de la specificite du systeme de production et propose un modele d'integration qui facilitera entre autres la communication de l'automatisme avec l'Entreprise dans son ensemble. On peut schematiser le chemin a accomplir par la figure suivante : Le systeme de production automatise peut etre analyse sous les 3 composantes suivantes : La capabilite est l'aptitude a exploiter les ressources de l'unite pour fabriquer le produit desire : Capacite et Fonctionnalites. L'Automatique en est le vecteur indispensable, la plupart des processus de production ne peuvent etre executes entierement manuellement. La flexibilite est l'aptitude du systeme de production a exploiter des procedes de fabrication differents sans reconception du systeme. L'exploitation manuelle est ideale sous cet angle. Dans le meilleur des cas, l'Automatique "classique" restreint les facultes inherentes du systeme de production. Dans le pire des cas, l'installation est "mono-produit". La complexite de l'Automatique est le prix a payer pour supporter la capabilite et la flexibilite du systeme de production. L'Automatique integree doit assurer la flexibilite et supporter la capabilite inherente du systeme de production d'une facon simple. Conclusion L'Automatique atteint l'age de raison. Elle n'est plus le domaine reserve de l'automaticien deborde par des responsabilites hors de son propos, le facteur perturbant des demarrages, le siege des dysfonctionnements. L'Automatique s'integre reellement dans l'ingenierie, chaque acteur du projet y prend sa part de responsabilite. L'Automaticien va-t-il disparaitre ? L'informatique, qui a evolue beaucoup plus rapidement, nous montre une specialisation accrue de metiers. Seuls ceux qui font un effort considerable pour se maintenir a niveau avec l'etat de la technologie survivent. L'Automatique est un domaine beaucoup plus calme, mais cette specialisation est deja dans les faits : ergonomie du poste de conduite, reseaux, surete de fonctionnement, cablage, instruments, reglage... L'Automaticien homme-orchestre capable d'intervenir dans tous les aspects du systeme a deja disparu. A cote de ces specialistes "technologiques", on ne trouvera plus d'ingenieurs d'applications capables d'apprehender toutes les contraintes du procede, mais au contraire des specialistes du procede capables de definir les besoins d'Automatique et de les mettre en ?uvre. Aujourd'hui deja, les systemes qui donnent satisfaction sont ceux dont les applications ont ete realisees sous la responsabilite directe du site de production, et non delegues sans directives et controles precis aux intervenants exterieurs. La redaction des specifications et la validation prennent une part de plus en plus importante dans les projets. L'industrie pharmaceutique, par ailleurs relativement peu automatisee, est pionniere dans ce domaine avec des projets rigoureusement encadres par les recommandations FDA ou GAMP. Le groupe de travail "Specification de la conduite des Systemes de Production " de l'EXERA travaille egalement sur ce sujet. L'avenir proche (le present ?) Equipement physique : machine, cellule procede Automatisme Equipement Responsabilite : Automaticien, fournisseur de l'equipement ? Equipement physique : machine, cellule procede Automatisme Equipement Responsabilite : Automaticien, fournisseur de l'equipement ? Procede Automatisme du procede de fabrication independant des equipements. Responsabilite : Ingenieur Procede Operateur : Responsable de la performance de la production Le passe Procede Automatisme de l'ensemble des equipements et du procede Responsabilite : automaticien Operateur : Responsable de la bonne marche de l'installation, executant du plan de production Complexite Flexibilite Automatisme Classique Capabilite Automatisme ideal Automatisme integre Exploitation manuelle