Maîtriser la haute disponibilité pour les systèmes de contrôle industriels modernes

Aujourd'hui, assurer la haute disponibilité des systèmes de contrôle des machines industrielles est une nécessité de base. La quatrième révolution industrielle, ou Industrie 4.0, présente des défis majeurs dans la fabrication ou la fourniture de services, y compris l'optimisation des opérations, des systèmes plus flexibles, plus intelligents, plus disponibles.

De quoi dépend la disponibilité d'un système de contrôle et comment est-elle mesurée ?

Nous comprenons la disponibilité comme la probabilité qu'un système effectue son travail de manière satisfaisante quand il est nécessaire. En d'autres termes, c'est la proportion de temps pendant laquelle un système peut effectuer son travail sans aucune panne.
Elle est exprimée avec des valeurs en pourcentage supérieures à 99,9 %. Disponibilité = MTBF / (MTBF+MTTR), où MTBF est le temps moyen entre pannes et MTTR est le temps moyen de réparation.
Cela signifie que tout ce qui limite cette capacité à effectuer sa fonction déduira de ce pourcentage. Ces pannes peuvent survenir à la suite de défaillances matérielles, logicielles et d'infrastructure. De plus, les temps d'arrêt planifiés pour effectuer la maintenance et/ou les mises à niveau du système doivent être pris en compte.

Exemple de calcul de disponibilité pour les systèmes de contrôle industriels

Prenons comme référence le calcul sur une période annuelle.

Pourquoi l'industrie exige-t-elle une haute disponibilité ?

Les entreprises industrielles demandent mostly une infrastructure robuste et sécurisée, avec des PLC, sauvegardes, automatismes, SCADA et toutes sortes de serveurs.

En fait, selon la Loi sur la protection des infrastructures critiques (2011), il est essentiel que les systèmes SCADA aient une haute disponibilité, y compris, entre autres, la gestion des changements et la sauvegarde des actifs d'automatisation tels que PLC, SCADA et HMI.

En d'autres termes, si votre entreprise a un système de production complexe et robuste, vous pouvez bien exiger une haute disponibilité pour optimiser les temps d'arrêt et les interruptions de service.
Selon une étude de Price Waterhouse Cooper intitulée « Opportunités et défis de l'internet industriel » : La base de la quatrième révolution industrielle est la disponibilité de toutes les informations pertinentes en temps réel, ce qui est réalisé en connectant tous les éléments impliqués dans la chaîne de valeur.

Comment améliorer la disponibilité d'un système de contrôle ?

Il y a des points essentiels pour s'assurer que la disponibilité d'un système est améliorée :

1. Redondance des composants. C'est l'une des meilleures méthodes pour augmenter la disponibilité en cas de perte de visibilité ou d'arrêt de contrôle. La redondance des composants élimine les points uniques de défaillance, réparant, remplaçant ou récupérant d'une panne sans mettre l'opération en pause.
2. Conception du réseau. Le réseau est un système de haute disponibilité qui doit être géré en permanence. C'est pourquoi les pannes de réseau non planifiées représentent un autre point de défaillance potentiel pour les systèmes de haute disponibilité. Pour cela, la création d'une stratégie de réseau redondant sera vitale pour éviter d'éventuels incidents.
3. Diagnostics. Être capable de diagnostiquer les éléments du système de contrôle sera la clé pour la détection précoce de potentielles pannes de production.
4. Virtualisation. Avoir des systèmes d'exploitation et des plateformes qui réduisent la dépendance du logiciel par rapport au matériel lors de l'exécution aidera à réduire les restrictions sur la durée de vie du système.
5. Hot swapping (remplacement à chaud). Le hot swapping est le seul moyen d'assurer une haute disponibilité sur une ligne de production. C'est-à-dire, quand un équipement doit être remplacé, il doit être fait sans affecter le processus de production, restaurant la redondance à ce point.
6. Changements en ligne. Pour garantir une haute disponibilité, les systèmes doivent permettre l'ajout, la modification ou l'amélioration de la configuration du matériel et du logiciel sans arrêter l'installation.
7. Maintenance prédictive. La maintenance prédictive est l'une des techniques qui peuvent aider les entreprises de l'industrie à augmenter la disponibilité de leurs équipements. Basée sur l'application de technologies d'apprentissage automatique, elle permet d'anticiper les dysfonctionnements possibles de cet équipement. Ainsi, on peut agir avant qu'ils ne se produisent, minimisant les impacts possibles sur la production.

Plateformes centralisées, un élément clé

Les entreprises à haute performance d'aujourd'hui dépendent d'un accès fiable aux outils, à l'information et au personnel pour opérer sans relâche et intelligemment si elles veulent être compétitives.

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