Exploration de l'usine virtuelle :Comment la mise en service virtuelle facilite l'intégration du système

Chaque usine a son cycle de vie unique, qui voit à la fois les équipements et les employés évoluer au fil du temps. L'industrie 4.0 a accéléré cette évolution, avec de nouvelles technologies conduisant à une productivité accrue, une efficacité améliorée et une diminution des coûts. Ici, Nick Boughton, responsable numérique chez l'intégrateur de systèmes Boulting Technology , explique le concept de mise en service virtuelle et ses avantages lors de l'installation de nouveaux équipements d'usine.

La simulation du système de contrôle remonte aux années 1970, où des lampes et des interrupteurs étaient utilisés pour simuler les signaux de l'usine. L'inconvénient de ce processus était que la simulation devait être câblée aux entrées et sorties du système juste pour le test et qu'il n'y avait aucune logique autour des lampes et des interrupteurs.

Entre le milieu et la fin des années 80, des simulations logicielles ont été introduites, soit sous la forme d'un automate programmable (PLC) ou d'un PC distinct exécutant la simulation. Bien que ce processus soit bien meilleur que les simples lampes et interrupteurs des années 1970, car il était possible d'utiliser des écrans d'interface homme-machine (IHM) ou de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA) pour visualiser les tests, il n'était toujours pas parfait.

Ces simulations dépendaient de l'intégrité du modèle utilisé, qui devait être configuré séparément du code de l'automate, ce qui impliquait un travail supplémentaire, coûtant à la fois du temps et de l'argent. Ces dernières années, les technologies de l'Internet des objets industriels (IIoT) ont poussé les simulations logicielles encore plus loin, en résolvant bon nombre de ces problèmes avec l'introduction de la mise en service virtuelle.

Visualisation du système

La mise en service virtuelle est la création d'une réplique numérique d'un environnement de fabrication physique. Le processus implique l'utilisation d'une technologie de simulation pour tester de nouveaux équipements et apporter des modifications aux systèmes existants dans un environnement virtuel 3D avant qu'ils ne soient effectués dans l'usine physique.

Une fois la simulation programmée, chaque aspect du système peut être testé dans un monde virtuel pour s'assurer que, lorsqu'il est physiquement installé, tous les autres systèmes de l'usine s'intègrent correctement. Si d'autres modifications sont nécessaires, elles peuvent être apportées et testées dans la simulation.

Contrairement aux simulations des années 1970 et 1980, la mise en service virtuelle utilise un modèle qui a été développé dans le cadre de la conception du système qui n'est pas une tentative de simuler l'usine, mais utilise plutôt une réplique numérique.

Avec le concept de jumeau numérique, nous pouvons désormais mettre en service la dynamique de l'ensemble de l'usine, plutôt qu'un seul équipement. Les problèmes de processus peuvent être vus, diagnostiqués, corrigés et immédiatement intégrés aux éléments correspondants du système de contrôle.

Avantages physiques

Tester des équipements et des systèmes dans un environnement simulé apporte un certain nombre d'avantages. De nombreux systèmes automatisés sont contrôlés par des automates programmables (PLC) qui permettent aux directeurs d'usine de modifier les processus clés. Lorsque ces changements se produiront, les ingénieurs devront arrêter la production et arrêter les systèmes.

En testant numériquement, avant d'apporter des modifications physiques, les directeurs d'usine peuvent identifier et corriger les erreurs qui peuvent survenir lors de l'intégration de l'API avec la plus grande usine. Cela minimise les risques potentiels tels que les temps d'arrêt de la production, réduit le temps d'intégration et permet d'économiser de l'argent qui peut avoir été dépensé pour corriger les erreurs.

Une installation lourde d'automatisation est le candidat idéal pour la mise en service virtuelle. Contrairement à une évolution littérale, dans laquelle une population biologique pourrait répondre à des stimuli imprévus d'une manière surprenante, nous pouvons prédire avec précision les résultats à chaque fois. Le seul élément imprévisible est l'humain, c'est pourquoi il est intéressant de faire appel à un expert pour vous accompagner dans les phases de conception et de mise en œuvre.

La mise en œuvre de la mise en service virtuelle dans le processus de conception d'une usine permet de déclencher des avantages presque immédiats. Sa capacité à découvrir les défis imprévus et à les atténuer avant qu'ils n'aient un impact sur l'usine, fait de la mise en service virtuelle un outil clé pour les fabricants. Chez Boulting Technology, nous nous attendons à ce que davantage de directeurs d'usine adoptent le concept dans un proche avenir, faisant de l'évolution unique de chaque usine un processus plus fluide et plus rentable.

L'auteur est Nick Boughton, responsable numérique de l'intégrateur de systèmes Boulting Technology.