La supervision n'est plus cantonnée en pied de machine ou aux salles de pilotage. Elle est désormais reliée à l'ensemble du système informatique de l'entreprise, jusqu'à des applications délocalisées en cloud.

A odes d'utilisation des logiciels se l'heure de l'industrie 4.0, comment la supervision trouve-t-elle sa place dans les systèmes informatiques des usines ? Comment ses fonctions s'intègrent-elles dans un environnement où les équipements sont de plus en plus intelligents, et où les logiciels proposent de plus en plus de nouvelles fonctions? Si la supervision garde un périmètre fonctionnel bien défini, il lui arrive de partager certaines tâches avec d'autres applications. Elle tire également profit des nombreuses évolutions techniques que l'on retrouve dans l'industrie, et en particulier la mobilité. « Les différents logiciels de supervision sont assez semblables », estimeVincent Quillet, fon-dateur et gérant d'Asalog, intégrateur et développeur. « Leur histoire est la même, ils ont évolué depuis environ 25 ans,et doivent s'adapter aux technologies récentes, comme le HTML5, les objets connectés ou le cloud, et remettre en question leur façon de commercialiser les licences », résume-t-il.

À quoi sert la supervision? Est-ce la même chose qu'un SCADA? Cet acronyme anglophone (Supervisory Control And Data Acquisition) désigne un système de supervision, de contrôle et d'acquisition des données. Les deux termes recouvrent généralement les mêmes fonctionnalités, bien que l'on préfère parfois parler simplement de « supervision » en français. Le terme SCADA est donc plus précis. « La super-vision est parfois abordée comme une simple interface homme-machine (IHM),tandis que le SCADA implique des fonctions plus larges , note Antonio Gil, responsable du service clients chez Codra, éditeur du logiciel Panorama. Mais le choix du mot est avant tout une question d'usage. » « Le terme anglais est plus proche du rôle réel de l'outil , ajoute Philippe Allot, PDG d'Ordinal Software, qui propose la plateforme COOX. Le mot supervision insiste sur l'aspect visualisation, en oubliant la possibilité d'envoyer des données aux automatismes, sous forme de recettes, ou autres. Cependant, tous les clients n'utilisent pas ces fonctions ».

Un périmètre normalisé

Le périmètre des fonctions de la supervision est plutôt stable. « La supervision n'a pas évolué fonctionnellement depuis au moins 30 ans », observe François Di Mascio, ingénieur commercial logiciels chez RockwellAutomation. « Son objectif est d'être une interface entre l'homme et la machine : elle fournit des informations à l'opérateur, qui fait de la commande. Tout cela s'exécute de façon relativement rapide, à l'échelle de la seconde. » Pour cela, les principales fonctions sont les synoptiques, les alarmes, la gestion des recettes, le suivi des variables, ou encore la fourniture de documentation liée à une machine. « La supervision a évolué dans un périmètre normalisé », précise Grégory Guiheneuf,directeur du marketing chez Factory Systèmes,qui éditeWonderware. Cependant, l'usage qu'en font les utili-sateurs change: « de plus en plus de clients l'utilisent pour simplement assurer le monitoring en temps réel de leurs équipements, là où, historiquement, la supervision assurait aussi le contrôle des équipements », observe-t-il.

Le périmètre des fonctions de la supervision est stable. Mais les superviseurs intègrent de nouvelles technologies, notamment pour des analyses de données plus performantes.

Selon les besoins, les logiciels existants peuvent être simplement installés et configurés. Mais parfois, ils nécessitent du développement en plus. « La plupart du temps, nous devons faire du développement pour ce qui concerne la configuration et l'interface utilisateur », indique Vincent Quillet (Asalog). L'entreprise travaille en se basant principalement sur le logiciel SCADA de l'éditeur Iconics. « De manière générale, les logiciels ont beaucoup évolué , rappelle-t-il. Ils ont souvent démarré sous MS-DOS, et ont dû s'adapter au fil du temps.Il en résulte une architecture assez complexe,difficile à utiliser.Nous y ajoutons donc nos propres outils pour faciliter la configuration,ou améliorer l'ergonomie de l'interface. » Certaines applications très spécifiques demandent même un développement intégral. « Nous l'avons fait, par exemple, pour une application de stérilisation dans l'agroalimentaire, pour assurer la conformité du produit selon une trentaine de critères », illustreVincent Quillet.

Les usines sont de plus en plus connectées, le matériel y communique via Ethernet sur un réseau toujours plus étendu, et toujours plus convergent avec le système informatique. Ce contexte a évidemment un impact sur la façon de penser la supervision. Ainsi, « l'outil de

supervision se retrouve aussi bien en pied de machine que dans le bureau du directeur », explique Grégory Guiheneuf (Factory Systèmes).Alors qu'elle était auparavant cloisonnée entre les murs de l'usine, la supervision entretient désormais des liens forts avec le reste du système informatique des entreprises. « Il y a encore quelques années, lorsqu'il fallait faire un état des lieux et remonter des informations sur l'état de la production, cela se faisait généralement sur papier, via des fichiers ou, dans le meilleur des cas, sur des bases de données Access ,rappelleAntonio Gil (Codra). Cela n'existe quasiment plus : désormais, la supervision est une brique à part entière du système d'information. »Aborder la question de la supervision aujourd'hui implique donc de parler également de cybersécurité, de cloud, ou encore de Big Data: des sujets relativement nouveaux dans l'industrie, mais déjà matures dans le monde informatique.

Ces évolutions technologiques peuvent toutefois engendrer des difficultés: « si, dans les faits, le système informatique industriel est plus ouvert,on se rend compte que l'on a encore affaire à deux mondes différents,entre “le terrain” et “l'informatique” , constate Antonio Gil. Il n'est pas toujours aisé de faire converger les points de vue d'un automaticien avec ceux d'un informaticien, bien qu'ils appartiennent à une même structure. » Certaines questions deviennent alors difficiles à aborder: par exemple, faut-il sécuriser les communications entre des automates et une supervision qui communique en Modbus, ou passer à un protocole sécurisé basé sur Ethernet ? Les personnes impliquées n'ont pas toujours la formation ou l'expérience nécessaire pour avoir une vision d'ensemble satisfaisante pour les différentes parties. À cela s'ajoutent parfois des contraintes budgétaires limitant les possibilités de changements. Face à ces situations, éditeurs et intégrateurs travaillent de concert pour accompagner au mieux leurs clients, et expliquer ce qu'il est possible de faire, ou non, avec un budget donné.

L'explosion des données

Codra La mobilité est l'une des principales évolutions actuelles des logiciels de supervision. Accéder aux données est possible via un simple navigateur Internet ou une application dédiée, selon les éditeurs.

L'avantage de la technologie Ethernet est qu'elle simplifie l'intégration du matériel comme du logiciel, et en réduit le coût. « Il n'y a plus besoin de trouver des cartes spécifiques pour assurer la compatibilité », témoigne François Di Mascio (RockwellAutomation). « Cela ne simplifie qu'à moitié la tâche, ajoute Philippe Allot (Ordinal Software). C'est un avantage pour l'intégrateur, mais il reste un problème concernant la partie logicielle, car il existe également des protocoles différents basés sur Ethernet. De notre point de vue d'éditeur, l'arrivée de la technologie OPC, pour relier l'informatique aux systèmes de production, a encore beaucoup simplifié les choses. Grâce à son utilisation massive, nous n'avons plus de problèmes de protocole, et l'accès aux données est considérablement simplifié ».

L'augmentation du nombre d'objets et de machines connectés augmente drastiquement le volume de données disponibles. À cela s'ajoute l'interfaçage possible du SCADA avec les réseaux de l'Internet des objets comme Sigfox ou LoRaWan. « Cela engendre une quantité de données extrêmement importante, qu'il faut alors traiter et analyser », noteAntonio Gil (Codra). « Malgré les interfaces de visualisation, les utilisateurs saturent vite », ajoute Vincent Quillet (Asalog). Ainsi, si les alarmes sont trop nombreuses, elles ne sont parfois pas toutes traitées, faute de temps. « Il faudra améliorer ces outils pour qu'ils restent efficaces », estime-t-il. Une hiérarchisation automatisée de l'importance des alarmes pourrait par exemple aider à ce que les plus importantes soient vraiment traitées. Cela nécessite donc des outils d'analyse puissants. Les systèmes de supervision modulaires proposent parfois des outils effectuant des analyses et des calculs statistiques sur les données récoltées. C'est le cas de la suite Panorama, avec sa solution Historian: « elle peut effectuer automatiquement de nombreuses analyses,comme le calcul d'indicateurs clés de performance (KPI), très facilement exploitables », expliqueAntonio Gil (Codra). « Consolider et analyser les données de façon centralisée et de plus en plus poussée est un défi important de la supervision », confirme Vincent Quillet, qui annonce développer des fonctions répondant à ce besoin. « Cela passe notam-ment par un travail d'écoute des clients », précise-t-il.

Certaines solutions mobiles proposent de localiser l'utilisateur, pour lui présenter des informations contextualisées.

À l'avenir, de nouvelles solutions de supervision pourraient venir du monde des objets connectés. Qu'il s'agisse de capteurs de pollution en ville, ou de systèmes mesurant l'hygrométrie dans des espaces verts: il s'agit de collecter des données, les sécuriser, permettre de les visualiser, et lancer des alertes. « Ce sont des fonctionnalités identiques à ce que l'on attend d'un système de supervision , analyse Vincent Quillet. Mais les possibilités sont démultipliées.Le monde de l'Internet des objets est par exemple adapté à la gestion de petites installations disséminées géographiquement,et à la centralisation des données. Il y aura probablement une rivalité avec les solutions industrielles. » Mais cette porosité entre les deux mondes fonctionne dans les deux sens.AinsiWonderware s'adresse égale-ment aux villes intelligentes: « dans un seul environnement logiciel,nous proposons des outils adaptés à différents métiers, comme la distribution de l'eau,la collecte des déchets,ou encore le transport », détaille Grégory Guiheneuf (Factory Systèmes).

« Alors qu'elle n'était auparavant qu'un système isolé pour piloter la production, aujourd'hui la supervision sert en plus d'interface intelligente vers des systèmes en cloud », continue Grégory Guiheneuf. Les éditeurs proposent maintenant de nombreux services de solutions logicielles en ligne (SaaS), pouvant s'interfacer avec la supervision. Les réseaux évoluent vers des architectures hybrides. « Ce sont des demandes des industriels, précise Antonio Gil (Codra). Ils veulent avoir accès à distance et à tout moment à des services d'analyse de données. » Plutôt que d'instal-ler une base de données dans chaque machine, « il est possible de connecter le pupitre opérateur au cloud, de façon rapide et sécurisée,pour faire remonter des informations telles que la quantité des pièces produite pour chaque machine », explique Grégory Guiheneuf (Factory Systèmes).

« Un logiciel en mode SaaS peut ainsi permettre d'accéder à des tableaux de bord prenant en compte l'ensemble du parc de machines, et obtenir ainsi des indicateurs comme le taux de rendement synthétique, continue le directeur marketing de Factory Systèmes. C'est ce que nous proposons notamment avec Insight Performance. » Cette tendance présente aussi un intérêt pour les fabricants d'équipements. « La supervision joue désormais un rôle important dans leur transformation digitale », ajoute-t-il. Désormais, elle peut leur servir de passerelle vers des services à valeur ajoutée, qu'ils pour-ront proposer à leurs clients en intégrant la machine dans un système cloud. C'est un moyen de mettre en œuvre une démarche de maintenance prédictive.

La mobilité est une autre tendance importante à laquelle se conforme la supervision. « Comme les personnes se déplacent, la salle de conduite est petit à petit complétée par des outils mobiles, comme la tablette numérique et surtout le smartphone », observe Fabien Rigaud, responsable du marketing et de la communication chez Arc Informatique. « De plus en plus, les utilisateurs demandent la possibilité d'accéder à la supervision via des clients légers », confirme Philippe Allot (Ordinal Software).Ainsi, de nombreux éditeurs ont fait le choix d'une rupture technologique en adoptant les technologies issues du monde du Web, comme le HTML5. Ordinal Software a fait ce choix au début des années 2000, alors que son logiciel précédent, Induscreen, fonctionnait selon le mode traditionnel, nécessitant une installation sur chaque PC d'utilisateur. « Nous avons donc bâti une nouvelle solution, COOX, entièrement basée sur les technologies web », poursuit-il. L'application est alors installée uniquement sur un serveur centralisé, et les utilisateurs n'ont plus besoin que d'un navigateur pour y accéder. En version mobile, certains éditeurs proposent tout de même une application dédiée. Le navigateur comme l'application permettent un accès mobile et à distance, et ainsi la réduction du nombre total d'interfaces: « En équipant l'opérateur d'un système mobile, il n'est plus nécessaire d'installer autant de PC qu'avant », précise François Di Mascio (RockwellAutomation).

Certaines fonctions liées à la supervision sont parfois déportées dans les automates, qui sont également capables d'archiver des données. En cas de coupure de réseau, les informations ne sont pas perdues.

Cela change la façon de concevoir le superviseur. Si un directeur de production veut consulter une information du terrain alors qu'il est en déplacement, cela complexifie la gestion des flux de données et des droits d'accès. De plus, « les mêmes données ne seront pas présentées de la même façon selon le terminal », ajoute Gregory Guiheneuf (Factory Systèmes). Sur ce point, les technologies web sont à nouveau précieuses: elles permettent d'adapter la visualisation à l'écran. Un synoptique affiché en pleine page sur PC sera par exemple découpé en différentes zones empilées les unes sur les autres pour s'adapter à l'écran d'un smartphone. L'accès sur terminaux mobiles nécessite aussi de prendre en compte de nouvelles gestuelles: « glisser un doigt sur l'écran n'a pas la même fonction que si l'on en utilise trois, illustre Gregory Guiheneuf. C'est quelque chose de complexe à réaliser, mais nous l'avons intégré de façon native à notre logiciel ».

Des informations contextualisées

La visualisation est un point central de la supervision, et une mauvaise interface peut rendre son usage difficile. La plupart des superviseurs permettent de créer des synoptiques personnalisés. Cela peut nécessiter l'implication de l'intégrateur, mais parfois cette fonction est accessible sans compétences en programmation. Certains éditeurs proposent d'ailleurs des visualisations en 3D, permettant par exemple de zoomer à l'intérieur d'une machine. Mais cela demande des ressources informatiques importantes. Dans ce domaine, « la norme ISA101, relative aux interfaces homme-machine, recommande une simplification, rapporte François Di Mascio (RockwellAutomation). Mieux vaut éviter l'usage de trop de couleurs différentes. Ainsi, une visualisation affichant ses divers éléments en gris permet de mieux mettre en évidence certaines parties en cas de problème,grâce à la couleur. L'opérateur peut ainsi comprendre immédiatement ce qu'il se passe ».

Généralement, l'interface peut être adaptée selon la fonction de chaque utilisateur: chacun y verra alors les informations dont il a besoin. Celles-ci ne sont pas les mêmes selon que l'utilisateur est un opérateur, ou un directeur d'usine. La contextualisation de l'information peut aussi se faire en fonction de la localisation de l'utilisateur : « la personne circule au cœur du site,le logiciel lui notifie les informations relatives au process qu'il a devant lui », explique Fabien Rigaud (Arc Informatique). Cette localisation peut être obtenue par des puces RFID, des codes à flasher, un GPS ou même selon le point d'accès auquel se connecte le terminal. Cela offre également un avantage en termes de sécurité: il est possible d'empêcher certaines fonctions, si l'utilisateur n'est pas sur place, pour s'assurer du bon fonctionnement d'une machine.

« D'ici quelques mois, nous proposerons des interfaces de réalité augmentée », prévoit François Di Mascio (RockwellAutomation). À partir des lunettes HoloLens de Microsoft, l'interface homme-machine sera directement affichée dans le champ de vision de l'opérateur. Des mouvements spécifiques des doigts permettront d'effectuer diverses commandes. L'intérêt pour l'opérateur est d'avoir les mains libres, ce qui n'est pas possible avec une tablette. Pour répondre à ce problème, à défaut d'un système de réalité augmentée, certains industriels optent pour des chevalets sur lesquels l'opérateur peut poser sa tablette. « La mobilité impose de repenser le poste de travail », commente François Di Mascio.

Bien qu'elle soit un outil ancien, la supervision a su évoluer en intégrant les technologies informatiques les plus récentes. Ses liens avec le reste du système d'information sont de plus en plus importants, et elle n'est plus cantonnée à l'enceinte de l'usine. Elle devient même un vecteur d'innovation avec les services cloud. Et le développement de l'intelligence artificielle pour le traitement de très grandes quantités de données devrait l'amener encore plus loin.