Les technologies opérationnelles Edge : L’épine dorsale de l'architecture d'automatisation moderne
Claudio Fayad, vice-président de la technologie pour la branche des systèmes et logiciels d’Emerson, explique comment les technologies opérationnelles Edge serviront de base à l’automatisation moderne, en facilitant l’accès des données, du terrain intelligent au cloud.
Demandez à dix personnes leur définition de « l’edge » et vous obtiendrez probablement douze réponses. L’edge, concept introduit par l’informatique pour désigner la périphérie d’un réseau et la stratégie consistant à y rapprocher la puissance de calcul, peut se comprendre et se définir de multiples manières, toutes pertinentes. Mais il existe une nouvelle définition de l’edge spécifique aux technologies opérationnelles, qui se forme et qui accélère la transformation de l’automatisation.
Au cours des quatre dernières décennies, les organisations ont massivement investi dans les technologies d’automatisation pour améliorer l’efficacité de la production et la sécurité, et pour mieux comprendre l’état des équipements. L’architecture d’automatisation traditionnelle était relativement simple, avec des capteurs et des vannes sur le terrain connectés par câblage E/S à un système de contrôle-commande centralisé ou à d’autres systèmes logiciels spécifiques à la fonction, tels que la maintenance et la fiabilité, la sécurité et plus encore. La structure de cette architecture technologique était à peu près la même qu’il y a 40 ans, avec un seul changement majeur dans la technologie des plateformes informatiques au milieu des années 1990.
La demande de plus en plus d’informations exploitables de la part d’un plus grand nombre d’applications, livrées plus rapidement à un plus grand nombre de personnes, pousse à repenser révolutionnairement l’architecture de l’automatisation. Le noyau de cette nouvelle architecture est l’edge spécifique aux technologies opérationnelles, où les nouvelles technologies rendent les données plus sécurisées et plus facilement accessibles, poussant la puissance de calcul à tous les niveaux d’exploitation (sur site et en dehors) tout en simplifiant la gestion de la densité des technologies de plus en plus croissante.
Voici quelques tendances qui démontrent comment les technologies opérationnelles Edge vont redéfinir l’architecture de l’informatique sur site :
Découplage des E/S et du contrôleur : cette transformation massive de la connectivité sur le terrain simplifie la connexion des appareils de terrain aux systèmes. La technologie CHARMS d’Emerson a été la première du genre à fournir cette capacité. Bientôt, Ethernet-APL poursuivra ce parcours, en utilisant la puissance d’Ethernet pour découpler les E/S du système de contrôle-commande. Les équivalents Ethernet des protocoles actuels apporteront davantage de types de données dans le système de contrôle-commande et directement dans les analyses dans le cloud.
Hyper-convergence : traditionnellement, l’idée d’augmenter ou de reconfigurer la capacité du système de contrôle-commande nécessitait un projet d’investissement, des dépenses considérables et beaucoup de temps. De nouvelles solutions hyperconvergées, où les ressources informatiques elles-mêmes sont partitionnées de manière flexible et fonctionnelle via des logiciels, modifient ce paradigme. Le déploiement de nouvelles capacités de contrôle peut être réalisé en deux fois moins de temps, avec une empreinte technologique beaucoup plus simple, offrant une plus grande vitesse et flexibilité, sans investissement en capital ni nouvelle infrastructure physique.
Contrôle défini par logiciel : aujourd’hui, le système numérique de contrôle-commande (SNCC) est créé avec des contrôleurs matériels conçus pour des conditions de température, d’humidité et de vibrations extrêmes, bien que seulement environ 25 % des applications l’exigent vraiment. La plupart du matériel de contrôle est bien rangé dans des armoires, placés dans des salles à température contrôlée. Le contrôle défini par logiciel permet aux utilisateurs de sélectionner le logiciel et le matériel de contrôle indépendamment et d’évoluer selon les besoins, en offrant flexibilité de déploiement et de gestion du système sans compromettre le déterminisme, l’exactitude ou l’intégrité du système.
Conteneurisation du logiciel : en découplant les fonctions logicielles du système d’exploitation tout en conservant les fonctionnalités nécessaires du noyau du système d’exploitation, les conteneurs logiciels légers peuvent être plus facilement déployés sur l’ensemble de l’infrastructure, offrant ainsi plus de flexibilité et de sécurité des architectures informatiques et de l’utilisation des données. Le déploiement de la charge de travail peut réduire les goulots d’étranglement et élargir l’accessibilité aux fonctionnalités du logiciel, dans le cas où cela est nécessaire.
Unifier l’ensemble des données : l’uniformisation de l’accès des données à un plus grand nombre d’applications, y compris le cloud analytique, sera rendu possible grâce à des modèles de données standard distribués et à des outils d’intégration de données comme Inmation d’AspenTech. Une structure de données unificatrice déployée dans l’ensemble des technologies opérationnelles Edge permet de connecter le terrain intelligent au cloud, en utilisant des données contextuelles transmises à la bonne personne, où qu’elle se trouve, ce qui facilite les analyses et le développement de nouveaux modèles opérationnels avec l’assistance d’experts partout dans le monde.
Intégration de la technologie de l’information/de techniques d’exploitation : dans la mesure où les technologies de l’information et les technologies d’exploitation doivent mieux converger pour fournir une connectivité d’entreprise sécurisée et une meilleure intégration entre les systèmes de technologies d’exploitation et les plates-formes des technologies de l’information, les technologies opérationnelles Edge fonctionnent comme le point d’intégration principal entre les deux disciplines. Cette convergence facilite le déploiement des données du SNCC à l’échelle de l’entreprise, grâce à des technologies telles que DeltaV™ Edge Environment d’Emerson.
Accès ouvert et sécurisé : les solutions classiques de sécurité d’automatisation limitent l’accès aux données dans l’environnement de l’usine. La création d’un accès plus ouvert et plus sécurisé grâce à des outils tels que le serveur de données AMS Device Manager d’Emerson permet aux experts à distance de surveiller et de conseiller sur les mesures correctives relatives à l’état des équipements, ce qui accélère la priorisation et le temps de réponse des ressources disponibles.
Les innovations telles que l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique, les jumeaux numériques et l’informatique intégrée entraînent la demande d’ensemble de données plus riches et d’un accès plus facile. Les systèmes centraux fournissent non seulement des capacités de calcul plus puissantes, mais presque tous les composants des équipements ont désormais la possibilité d’effectuer immédiatement des tâches informatiques avec logiciel. Ce sont les technologies opérationnelles Edge modernes qui rendent ceci possible.
L’industrie de l’électricité constitue un excellent exemple. Les ambitions de carboneutralité à l’échelle mondiale entraînent une demande accrue d’électricité provenant de sources d’énergie renouvelables. Elle modifie également la structure même du « réseau », la génération décentralisée poussant la demande de solutions de contrôle plus flexibles. En conséquence, la résilience, la flexibilité et la réactivité de notre infrastructure de réseau électrique deviennent encore plus cruciales. Le système de solutions en périphérie de réseau Ovation™ d’Emerson fournit des données de réseau haute résolution à partir d’appareils de terrain, de systèmes de contrôle distribués et de logiciels de gestion du réseau. Les contrôleurs de périphérie du réseau étendent des options de contrôle au-delà du centre de contrôle et vers le terrain, où les équipements tels que les systèmes de contrôle d’alimentation, les disjoncteurs, les ressources énergétiques distribuées (RED) comme les panneaux solaires et les chargeurs de véhicules électriques doivent être surveillés et contrôlés.
Des technologies avancées comme celles-ci aident les entreprises à faire évoluer leurs modèles opérationnels, rendant les activités d’entreprise basées sur le cloud et l’ingénierie possibles dans des conditions dont on ne pouvait que rêver il y a quelques années. Les technologies opérationnelles Edge constituent le noyau qui rendra ceci possible.
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