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Améliorer la conduite des installations avec les TIC

Par François Gellot*, maître de conférences à l'université de Reims Champagne-Ardenne et Bernard Riera*, professeur à l'université de Reims Champagne-Ardenne.

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Les technologies de l'information et de la communication (TIC) permettent aujourd'hui de mettre en réseau les flux d'information et les systèmes de gestion de l'entreprise. Bernard Riera et François Gellot en expliquent l'intérêt.

Il est reconnu que la rentabilité d'une activité industrielle repose de plus en plus sur la flexibilité et la valeur ajoutée du système d'information de la production. De ce fait, les fabricants d'automates programmables industriels (API), de systèmes numériques de contrôle commande (SNCC) et les éditeurs de logiciels de supervision proposent aujourd'hui des solutions, reposant sur les technologies de l'information et de la communication (TIC). Les termes de marketing « e-manufacturing », « manufacturing intelligence » ou encore « usine transparente » sont utilisés pour présenter les solutions développées. Elles se situent par rapport au flux d'informations de l'entreprise entre les systèmes de gestion de l'entreprise (ERP) et les systèmes de contrôle commande (SCC) et sont souvent reliées au concept du MES (Manufacturing Execution System). Ce dernier vise à assurer un lien entre les ERP et les SCC, en englobant toutes les informations liées à la production. Le MES est défini au moyen de onze fonctionnalités, dont les contours ne sont toutefois pas très bien définis, allant de la collecte et l'acquisition des données, à l'analyse des performances, en passant par la traçabilité produit, le cheminement des produits et des lots, la gestion du personnel, la gestion de la qualité. En résumé, un MES permet la gestion au niveau de la production des trois ressources fondamentales que sont le personnel, le matériel et l'équipement. En théorie, les TIC devraient faciliter le développement de solutions MES.

MES et technologies

Aujourd'hui, les offres « constructeurs » en automatismes industriels proposent des technologies d'échanges d'informations « standards ». On peut citer notamment le protocole IP (Ethernet industriel) ou encore les technologies Web qui font des équipements de commande de véritables serveurs d'informations techniques. Les applications de supervision s'orientent aussi vers l'utilisation de technologies Internet. A savoir un explorateur standard pour les interfaces homme-machine, d'XML (eXtensible Markup Langage) pour la description et l'envoi de données, de SQL pour l'interrogation des bases de données, d'OPC (OLE for Process Control) pour la communication entre applications... Le temps des architectures de supervision « monolithiques » ou « client-serveur natif » est révolu. Nous sommes à l'ère du « client-serveur portable », où l'application n'est plus dépendante du type de machine, par exemple au moyen de JAVA et des technologies associées.

Toutefois, si cette technologie est actuellement disponible, sa valeur ajoutée par rapport aux systèmes conventionnels ainsi que son impact sur les architectures de commande et leur processus de développement restent encore mal définis. Pourtant, ces technologies laissent présager des évolutions notables dans les champs d'applications de l'automatisation. En effet, les TIC peuvent aussi conduire à repenser l'organisation hiérarchique de la fabrication au profit de structures distribuées et coopérantes, beaucoup plus flexibles, pour un traitement personnalisé des produits. En résumé, les TIC facilitent l'accès à la mesure et sa diffusion, offrent des possibilités d'archivage et donc des garanties en matière de traçabilité. Ces avantages peuvent aussi être des inconvénients : trop de données engendrent nécessairement des problèmes d'extraction de l'information.

Applications au domaine de l'emballage

Au niveau des exploitants de lignes de conditionnement et d'emballage, en particulier dans les industries agroalimentaire et pharmaceutique, la nécessité d'améliorer la productivité et de garantir la traçabilité (21 CFR part 11, CE 178/2002) conduit au développement et à l'intégration de solutions MES. Cependant, les spécificités des procédés d'emballage et de conditionnement (la haute cadence, par exemple) nécessitent une approche orientée « métiers » (indicateurs de performance et archivage des données spécifiques, par exemple). Aujourd'hui, le passage de la mesure à l'information n'est pas toujours facilité et les données archivées pour la traçabilité ne sont pas forcément exploitées en vue d'améliorer les performances des lignes de production. Le défi aujourd'hui est de passer d'une traçabilité juridique à une traçabilité de progrès.

Concernant les constructeurs de machines d'emballages et de conditionnement, le service occupe une place de plus en plus importante dans leur activité. L'avènement des TIC a d'ores et déjà permis le développement d'une large palette de services à distance (dont certains correspondent à des fonctionnalités du MES), permettant de pallier l'éloignement géographique entre l'utilisateur des moyens de production et son fournisseur. Les exemples les plus aboutis concernent la maintenance et le diagnostic en ligne. Il faut toutefois être prudent sur le développement de ces services car, d'une part, prendre le contrôle à distance d'une machine présente des risques et, d'autre part, les entreprises ne désirent pas que leurs données de production partent vers les fournisseurs. Cependant, en considérant la tendance industrielle actuelle à l'externalisation de certaines tâches de production (maintenance, surveillance...), on peut aussi imaginer que les constructeurs de machines d'emballage et de conditionnement puissent devenir un jour des prestataires de services gardant la propriété de l'installation, tout en assurant à son client une obligation de résultat. Les constructeurs de machines seraient alors confrontés à la même problématique que les exploitants...

* Tous deux sont professeurs associés à l'URCA, à l'IUT génie du conditionnement, au CNRT emballage et conditionnement.

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