SysCom: Système de commande à distance d unités mobiles de traitement des boues organiques

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1 SysCom: Système de commande à distance d unités mobiles de traitement des boues organiques Rapport de projet version finale présenté à Robert Bergevin et Éric Poulin par Équipe 11 Xynthia matricule nom signature Massamba Etienne Dieng Sara El-Yatim Anne Lejeune Risi Raphaël Lemieux Martin Savoie Maxime Turcotte Charles Tremblay Université Laval 16 mars 2012

2 Historique des versions version date description 19 janvier 2012 Création du document février 2012 Mise en page du rapport ainsi que l ajout de l introduction et la description février 2012 Ajout besoins, objectifs, critères et cahier de charges mars 2012 Ajout conceptualisation et analyse de faisabilité. Finale 13 avril 2012 Ajout étude préliminaire et concept retenu.

3 Table des matières Table des figures Liste des tableaux iv v 1 Introduction 1 2 Description 2 3 Besoins et objectifs Analyse des besoins Analyse des objectifs Cahier des charges Performances Temps d exécution Délai d enregistrement dans le stockage Nombre de bits Délai de consultation des données Convivialité Ergonomie Compatibilité Localisation des techniciens et des unités mobiles Fiabilité Espace d archivage Écriture d archivage Temps de résolution des défaillances Durée de vie des pièces Sécurité Coût Coût initiaux Coût d opération Maison de la qualité i

4 TABLE DES MATIÈRES ii 5 Conceptualisation et analyse de faisabilité Conceptualisation Analyse de faisabilité Contrôler Automate programmable TSX Automate programmable Panasonic FP2SH L automate programmable AC500-eCo d ABB Gérer Système web Logiciels compilés Suite logiciels du fabriquant Archiver Serveur maison mère/logiciel avec contrat de service Serveur maison mère/logiciel libre Archivage sur un serveur distant loué équipé d un logiciel de base de données Localiser GPS Wi-Fi Système hybride Communiquer Messagerie texte Système de communication intégré à l interface de gestion Courriel Étude préliminaire Plan d étude Performances Temps d exécution Délai d enregistrement dans le stockage Nombre de bits Délai de consultation des données Convivalité Ergonomie Compatibilité Localisation des techniciens et des unisté mobiles Fiabilité Espace d archivage Écriture d archivage Temps de résolution des défaillances Durée de vie des pièces Sécurité Coût

5 TABLE DES MATIÈRES iii Coût initiaux Coût d opération Matériel nécessaire aux solutions Ordinateur portable Clé Internet mobile Solution Contrôler Gérer Archiver Localiser Communiquer Solution Contrôler Gérer Archiver Localiser Communiquer Solution Contrôler Gérer Archiver Localiser Communiquer Concept retenu Matrice de décision Description du concept retenu Contrôler Gérer Archiver Localiser Communiquer Conclusion Bibliographie 44

6 Table des figures 3.1 Hiérarchie des objectifs Maison de la qualité Diagramme fonctionnel Diagramme physique du concept retenu iv

7 Liste des tableaux 4.1 Résumé des critères d évaluations Résultat de l analyse de faisabilité Résultat de l analyse de faisabilité Résultat de l analyse de faisabilité Résultat de l analyse de faisabilité Résultat de l analyse de faisabilité Tableau synthèse de l étude préliminaire Matrice de décision pour le SysCom Synthèse du concept retenu v

8 Chapitre 1 Introduction ÉcoloVal est une entreprise spécialisée dans le traitement et la valorisation des boues organiques. Leur but, préserver l équilibre entre le développement industriel et l environnement, est atteint grâce à l utilisation de différentes technologies de pointe. Les boues organiques contiennent un grand pourcentage de matières sèches, de substances à base de carbone, ainsi que d autres résidus pouvant être réutilisés dans plusieurs domaines comme le pharmaceutique, l agroalimentaire, le médical, etc. Le traitement fait sur les boues organiques permet une réduction de volume de 95 pourcent, la destruction de composés pathogènes, et ce, en plus de la récupération de l énergie afin de produire de l électricité. Les résidus peuvent également être utilisés dans la production d autres matières comment l engrais, le ciment et bien d autres. Dans le cadre du cours de design I, ÉcoloVal a fait appel à la firme Xynthia afin de développer une solution permettant la commande des équipements des unités de l usine faisant le traitement et la valorisation des boues organiques. Les opérations seront effectuées soit à distance, avec le service d un centre de gestion, assuré par des techniciens pendant leur déplacement, ou localement. Ce rapport présente une étude détaillée des besoins qui doivent être comblés par le système, ainsi qu un cahier de charge présentant les solutions analysées ainsi que le concept sélectionné par la firme. 1

9 Chapitre 2 Description L entreprise ÉcoloVal a confié à la firme de consultants Xynthia le mandat d effectuer la conception d un système de commande à distance, «SysCom», d unités mobiles de traitement de boues organiques. Dix usines mobiles, se déplaçant dans la province de Québec, devront être gérées localement, à distance via la maison mère ou à distance par les technicien en déplacement. Une transmission sécuritaire des données entre les unités, le centre de gestion et les techniciens est de mise, ainsi que l accessibilité des données de la dernière année, au minimum, pour consultation. En transmettant l information de l état des usines mobile en temps réel, le SysCom facilitera l entretien des unités, assuré par une équipe de cinq techniciens. Donc, les commandes devront être adaptées à l utilisation de l équipe d entretien. De plus, la localisation des techniciens et des usines doit être connue en tout temps. Finalement, le SysCom devrai être fiable, tout en minimisant les interventions, et ce, au plus faible coût possible. Les consultants de la firme Xynthia fourniront une estimation des coûts de conception du système et la faisabilité de chaque option sera évaluée. 2

10 Chapitre 3 Besoins et objectifs 3.1 Analyse des besoins Les besoins du projet énoncé par ÉcoloVal ont été classifiés et décrits dans cette section. Ces besoins sont utilisés pour l analyse des objectifs. Commande locales aux unités Le système doit permettre de commander des usines entières. Les commandes sont concrétisées en la gestion de 40 entrées-sorties analogiques de 4-20mA et 80 entrées-sorties discrètes de 24 Vdc sur chacune des usines. La précision des données converties doit être d au minimum 12 bits. Le système doit être en mesure de gérer un cycle de commande minimum prédéterminé. Une interface unique doit permettre aux utilisateurs d opérer l usine de façon locale et il doit être possible pour les techniciens de la configurer. Gestion centralisée des unités Également, le système doit permettre la gestion à distance de chacune des usines. Ceci inclut la gestion par les techniciens en déplacement ainsi qu à la maison mère. Une interface doit permettre la consultation des données présentes, ainsi que l envoie de commande à chacune des unités dans un délai raisonnable. Entretien des unités Le système doit fournir aux techniciens un moyen d avoir accès aux demandes et de pouvoir y répondre. Aussi, l emplacement des usines et des techniciens doit être connue et accessible à tous les techniciens en tout temps. Finalement, l accès aux données archivées devra être possible en tout temps. Stockage des données des unités Les données recueillies par les différents capteurs ainsi que l historique des interventions doivent être archivés et accessibles pour un minimum d un an. Une interface doit permettre la consultation des données archivé. L archivage des données doit être fait à un rythme régulier. L accès à ces données doit être rapide et sécuritaire et une protection des informations stockées est aussi requise. La consultation des données peut-être faite par des techniciens sur la route. Fiabilité et coûts réduits Le système doit contenir des éléments fiables et facilement remplaçables en cas de bris, 3

11 CHAPITRE 3. BESOINS ET OBJECTIFS 4 et ce, dans un court délai, afin de maximiser son temps de fonctionnement. Une attention particulière est portée sur la minimisation des coûts ponctuels et récurrents dans l ensemble de la conception et de l utilisation dy système. Sécurité du système Le système devra être sécuritaire contre les intrusions qui pourrait occasionner un vol de données. De ce fait le système devra conserver la confidentialité des données recueillis lors de l archivage et du transfert de celles-ci. 3.2 Analyse des objectifs Les objectifs fixés par Xynthia afin de répondre aux besoins d ÉcoloVal sont énumérés ci-dessous. La figure 3.1 présente la hiérarchisation des objectifs, trouvés dans le haut de l organigramme, et des sous-objectifs, repérés sous les objectifs principaux auxquels ils se rapportent. Maximiser les performances Les résultats optimaux du Syscom sont assurés par la minimisation du temps d accès à l archive, de transfert et de rafraichissement des données. De cette façon, les techniciens connaissent tous les détails lorsqu ils interviennent sur les unités mobiles. De plus, la précision numérique, ainsi que la vitesse de la logique de commande sont optimisées dans le but d augmenter la promptitude d exécution. Maximiser la fiabilité Le Syscom est sûr étant donné qu il réduit les pertes de données en transfert et dans l archive. Également, les risques de défaillance sont minimes. En fait, elles seront sans impactes puisqu elles seront de courte durée et que les pertes de données seront insignifiantes. Maximiser la convivialité La couverture réseau permet une communication simple avec, et entre, les techniciens. De plus, leur localisation, et celle des unités mobiles, est précise et facile à détecter. En respectant les standards de configuration de l industrie, et en créant une interface conviviale à l utilisation des techniciens, la convivialité est maximisée. Maximiser la sécurité Pour conserver la confidentialité des données, archivées ou en transferts, la protection contre les intrusions est assurée. Minimiser les coûts Afin de rendre possible la réalisation du SysCom, différents aspects du budget, comme les coûts d opérations, de main d œuvre et de matériel, sont pris en compte, et ce, tout en considérant les besoins d ÉcoloVal.

12 CHAPITRE 3. BESOINS ET OBJECTIFS 5 Fig. 3.1 Hiérarchie des objectifs

13 Chapitre 4 Cahier des charges Le cahier des charges a pour but de déterminer quelle solution répond le mieux aux objectifs précédemment énumérés. Cette section présente donc les différents critères d évaluation servant à noter les solutions. Ces critères sont pondérés selon leur importance relative et ont chacun un barème donnant une note de 0 à 1 à une solution. Il est important de savoir que les valeurs plus grandes qu une solution maximale, de même que les valeurs plus petites que les solutions minimales envisagées, ont tout de même une cote variant de 0 à 1. Les différents critères, ainsi que leurs barèmes, sont expliqués ci-dessous et ils sont également résumés dans le tableau 4.1. Finalement, un graphique présenté à la fin de cette section, appelé la maison de la qualité, permettra d avoir une vision globale des liens entre les critères et les besoins. 4.1 Performances Puisque l utilisation s appuie grandement sur la capacité à fournir des données précises rapidement et ce le plus efficacement possible, nous avons déterminé que l ensemble des critères de performances auront une pondération de 30%. Cette pondération rend les critères de performances la principale considération du système Temps d exécution Le système doit être en mesure d exécuter la logique de commande dans un délai maximum de 500 ms. Dans cette optique, le temps requis pour effectuer une boucle de commande sera évalué. Un concept obtenant le minimum, soit 500ms, cotera 0 et celui qui aura le maximum, soit 0ms, cotera 1. Un délai supérieur à 500ms exclura le concept. La différence entre les deux bornes sera évaluée de façon linéaire par la formule ici-bas. La capacité du système à contrôler les données le plus rapidement possible étant une des fonctions principales sur laquelle le reste système dépend, une importance de 9% est accordée à ce critère. 6

14 CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 7 Critères d évaluation Pond. Barème Min Max 4.1 Performance 30% Temps d exécution [ms] 9% (500-A) / Délai d enregistrement [s] 6% (D-20) / Nombre de bits [bit] 5% (12-D) / Délai de consultation [s] 10% (5-D) / Convivialité 25% Ergonomie 11% Voir Compatibilité 10% Voir Localisation [m] 4% (50 - m) / Fiabilité 25% Espace d archivage [Go] 2% (E-32) / Écriture d archivage [m] 9% 1/t Temps de résolution des défaillances [h] 10% 1/(t) Durée de vie des pièces 4% Mauvaise Passable Excellente 4.4 Sécurité 10% Mauvaise Passable Excellente 4.5 Coûts 10% Initiaux [$] 3.5% ( P)/ Opération [$] 6.5% (15000-P)/ Tab. 4.1 Résumé des critères d évaluations

15 CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES Délai d enregistrement dans le stockage Afin de réduire les chances de perte de données lors d une faute, leur délai d enregistrement doit être minimal. Une période maximale de 20 secondes est acceptable entre la sortie des informations à partir des capteurs et leur archivage. Le délai sera évalué et le plus court sera favorisé. En fait, une période d attente de 20 secondes recevra la note de 0, tandis qu un délai nul aura la note 1. Ce critère sera évalué de façon linéaire selon la formule ici-bas. Due à l importance de l archive, une pondération de 7% a été allouée à ce critère Nombre de bits Puisque le système doit avoir une certaine précision numérique, le nombre de bits que peut convertir chaque solution est évaluée selon un barème fixe. Ce dernier débute à 12 bits, soit le minimum exigé par le client, et va jusqu à un maximum de 32, soit la valeur considérée comme étant le maximum étant donné de la taille des données recueillies. Pour ces raisons, un convertisseur de 32 bits cotera 1 et un convertisseur de 12 bits cotera 0. La différence entre les deux bornes sera évaluée linéairement avec la formule ici-bas. Puisque la précision minimale est assurée pour le système à 12 bits, le nombre de bits supplémentaire ne sera pas un critère majeur à la décision. C est avec ces considérations qu une pondération de 4% a été allouée à ce critère Délai de consultation des données Le système doit être en mesure d afficher les données et d envoyer des commandes dans un délai maximal de 5 secondes. Un concept prenant plus de 5 secondes pour envoyer ou recevoir les données sera rejeté. Le barème est de 1 pour un affichage instantané et de 0 pour un délai de 5 secondes. Puisque la consultation de données et l envoi de commandes sont les parties les plus utilisées du système, une pondération de 10% a été donnée à ce critère. 4.2 Convivialité En informatique, la convivialité est la capacité d un système d être simple d utilisation. Puisque le SysCom n est pas efficace si son emploi est compliqué, la convivialité est le deuxième point le plus important du projet, c est pourquoi 25% lui ont été alloué. La subdivision des critères principaux se trouve ci-dessous Ergonomie Afin de faciliter le travail des techniciens, que ce soit lors d interventions ou lors de simples vérifications de routines, les interfaces se doivent d être le plus simple possible. De cette façon, les techniciens peuvent rapidement réagir aux problèmes rencontrés puisque les données sont à portée de main. Étant donné que la convivialité du SysCom facilite son utilisation, un pourcentage de 11% lui a été accordé. Ci-bas se trouvent les neuf critères de Nielsen et

16 CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 9 Molich[17], qui évaluent si une interface homme-machine est ergonomique ou non. L interface de compatibilité et l interface de gestion sont évalués séparément. 1. Les dialogues sont pertinents ; les tâches correspondent aux ordres. 2. Le langage de l utilisateur est utilisé ; le jargon du spécialiste est évité. 3. Éviter à l utilisateur d avoir à mémoriser de l information ; les renseignements demandés doivent rester affichés sur l écran si besoin il y a. 4. Être cohérent ; la logique d une série d action doit être la même dans toute l interface. 5. Fournir des remarques ; l utilisateur doit être prévenu de la conséquence de son action. 6. Fournir des issues facile d accès ; l utilisateur doit facilement pouvoir sortir d une section de l interface qui ne l intéresse plus. 7. Fournir des raccourcis ; éviter les dialogues et les remarques non nécessaire aux utilisateurs expérimentés. 8. Fournir des messages d erreur clair ; le problème est clair et sa solution aussi 9. Prévenir les erreurs ; prévenir les erreurs lorsque c est possible. Une certaine solution obtiendra 1/18 point pour chaque item de la liste qu elle respecte. Une solution parfaitement ergonomique, soit avec une interface de communication et de gestion ergonomique, recevra donc une note de 1. Dans le cas ou un des critères de la liste ci-dessus ne s applique pas, le pointage de 1/18 sera accordé Compatibilité Les modules communiquant ensemble se doivent d être compatibles. 10% est alloué à ce critère puisqu il est moins important que l ergonomie du SysCom mais tout de même primordial. L évaluation se fera sur chacun des lien du diagramme fonctionnel. Chaque lien compatible cote 1/5, tandis qu un lien compatible mais nécessitant une configuration particulière ou un ajout au système cotera 1/10. Un seul lien incompatible rendra le système incompatible et entrainera son rejet. Les liens à évaluer sont entre les modules suivant : 1. Contrôler et archiver 2. Contrôler et gérer 3. Archiver et gérer 4. Localiser et gérer 5. Communiquer et gérer Localisation des techniciens et des unités mobiles Un système permettant la localisation d un technicien ou d une unité mobile dans un rayon supérieur à 50 mètres est jugée inadéquate. La formule trouvée dans la table 4.1 évalue si une solution est retenue ou non ; une cote de 1 est donnée aux solutions d une précision exacte (rayon nul).

17 CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES Fiabilité Puisque le système est utilisé 24h sur 24, il faut qu il soit fiable, c est-à-dire qu il est nécessaire que les données soient conservées, et ce, même si une faute se présente Espace d archivage Comme l archive doit contenir les données du SysCom pendant au moins un an, il faudra qu elle possède un espace suffisant. Puisque les entrées et sorties produisent environ 32 Go annuellement, la formule trouvée dans la table 4.1 évalue si une solution est bonne ou non. Une cote de 0 implique un espace d archivage inférieur à 32 Go et une cote de 1 implique une solution à 64 Go Écriture d archivage Les données sont importantes, c est pourquoi et il est essentiel de les conserver consciencieusement. Ce critère sera évalué en fonction de la quantité maximale de données qui peuvent être perdues lors d une faute. Afin de faciliter l évaluation des solutions, la quantité de données perdues en fonction du temps entre les sauvegardes sera évaluée. Selon la formule de la table 4.1, une solution dépassant 1 semaine sera automatiquement rejetée Temps de résolution des défaillances En cas de problème dans le SysCom, il est essentiel qu il soit réglé le plus rapidement possible afin de permettre la poursuite de la production. En utilisant la formule de la table 4.1, il est possible de donner une cote variant de 0 à 1 à un temps de résolution. Une note de 1 représente un temps de résolution nul alors qu un note de 0 représente un temps de résolution extrêmement grand Durée de vie des pièces Afin d éviter les bris, les pannes de production, les séances d entretien prolongées et les frais supplémentaires, il est important de prendre en considération la durée de vie d une pièce lors de son achat. Puisque chaque équipement à une durée de vie différente, cette dernière sera évaluée en fonction des autres solutions disponibles ; soit 0 pour une pièce ayant une courte durée de vie lorsque comparée aux autres options, 0.5 pour la moyenne et 1 pour une excellente durée de vie. 4.4 Sécurité La sécurité du système est un aspect important du projet SysCom. Elle se doit d être aussi efficace que possible afin de garantir une protection contre les intrusions et d assurer

18 CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 11 une conservation confidentielle des données traitées. Puisqu un manque à cet égard pourrait avoir des conséquences désastreuses sur le système en entier, ce critère se voit assigner une pondération de 10%. Notre système doit garantir une protection contre les attaques visant les postes de commande, les serveurs d archives ainsi que les lignes de transmissions de données. Un individu n ayant pas les autorisations nécessaires ne doit pas pouvoir opérer l usine, soit localement ou à distance. De plus, un bon niveau de sécurité assurera la confidentialité des données traitées. Le meilleur type de sécurité sera celui qui demandera le plus d efforts et le plus de dépenses pour être piraté ; celui qui semble irréaliste à outrepasser. Puisqu il est difficile de quantifier une stratégie de défense, une échelle subjective pour qualifier les différents types de sécurité sera utilisée : 1 pour sécuritaire, 0.5 pour sécuritaire avec contraintes et 0 pour peu ou pas sécuritaire. Une contrainte est définie comme un effet non négligeable sur le temps d archivage ou encore sur le temps d accès aux données. Elle peut aussi diminuer la convivialité pour l utilisateur, créer des pertes de données ou bien avoir d autres aspects néfastes. 4.5 Coût Étant donné les investissements importants que représente le SysCom, il est important de prendre tous les coûts en considération. Un poids de 10% est accordé à ce critère puisqu il peut, si situation se présente, trancher entre deux solutions Coût initiaux Les coûts initiaux représente le coût initial des achats des différentes pièces, équipements tels que les 10 automates programmables(800$ par automate),les serveurs et leurs logiciels,les modules portables et les licences uniques.les Coûts d installation seront aussi considéré dans cette partie.il est préférable de favoriser une pièce plus chère, mais plus robuste, puisqu un objet de mauvaise qualité devra souvent être remplacé, entrainant des frais supplémentaires, des arrêts de production, etc. Une pondération de 3.5% est allouée à ce critère puisqu il est important, sans pour autant représenter la majorité des dépenses. En utilisant la formule trouvée dans la table 4.1. Une cote C de 0, soit pour un P (prix payé) de $, entraîne le rejet du projet Coût d opération Les coûts d opération sont en fait les frais récurrents d opération. On parle ici par exemple le coût d opération des modules, de la mise à jour des serveurs à long terme, du dévellopement des logiciels utilisés et éventuellement le coût de réparation du matériel.puisque cela représente la plus grosse partie du budget, une pondération de 6.5% a été allouée à ce critère. En utilisant la formule trouvée dans la table 4.1. Une cote C de 0, soit pour un P (prix payé) de $, entraîne le rejet du projet.

19 CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES Maison de la qualité La maison de la qualité, trouvée ci-bas, est un graphique permettant de visualiser les liens entre les différents objectifs et les critères. Fig. 4.1 Maison de la qualité

20 Chapitre 5 Conceptualisation et analyse de faisabilité La section suivante décompose le SysCom en fonctions. La décomposition et la séparation des fonctions sont décrites dans la section 5.1. Dans la section 5.2, les concepts de solutions pour chacune des fonctions sont évalués. 5.1 Conceptualisation Le système a été séparé en différents sous-problèmes qui peuvent être résolus indépendamment l un des autres. Ces sous-problèmes ont été identifiés comme des fonctions, trouvées dans la liste suivante ; le diagramme 5.1 ci-dessous illustre l interaction entre ces fonctions. Contrôler : Cette fonction s occupe de lire les états électriques de l usine, d appliquer les commandes reçues (action) et d appliquer les comportements configurés dans le système. Gérer : Cette fonction a pour but de permettre à un être humain d interagir avec le système, soit localement ou à distance. Archiver : Cette fonction a pour but d enregistrer et de rendre disponible l ensemble des états et des commandes sur une période d un an. Localiser : Cette fonction permet d obtenir l emplacement des usines et des techniciens en tout temps pour faciliter la gestion administrative. Communiquer : Cette fonction permet le transfert de messages (demandes de réquisitions, réponses, suivi) entre la maison mère et les techniciens, de même qu entre les technicien. 13

21 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 14 Fig. 5.1 Diagramme fonctionnel

22 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ Analyse de faisabilité Pour chacune des fonctions, des concepts de solutions sont proposés et leur faisabilité sera analysée en fonction des aspects physiques, économiques, temporels et socioenvironnementaux. Les critères utilisés sont détaillés pour chaque fonctions Contrôler On traite dans cette partie la fonction «contrôler», qui est l une des principales fonctions de notre système, SysCom, qui doit contrôler toutes les informations qui entrent et qui sortent. On a choisi des concepts, qui sont analysés dans la section ci-dessous, qui répondent aux besoins et aux objectifs. Catégorisation des critères : Aspect physique Sécurité Espace d archivage Aspect économique Coûts matériel Coûts d opération Coûts de main d oeuvre Fiabilité des pièces Aspect temporel Capacité d archivage d au moins un an Vitesse d exécution Tab. 5.1 Résultat de l analyse de faisabilité. Aspect de l analyse Concepts Physiques Économique Temporels Socio-envir. Décision TSX Non Oui Oui N/A Rejeté FP2SH Oui Oui Oui N/A Retenu AC500 Oui Oui Oui N/A Retenu Automate programmable TSX Description : L automate TSX 17 a été conçu et fabriqué par TELEMECANIQUE. C est un concept présentant les caractéristiques recherchées : cet automate programmable contient 40 entrées/sorties tout ou rien, il comprend une alimentation 110 à 240 VCA fournissant une alimentation capteurs 24 VCC, 250 ma, il contient aussi une unité centrale avec prise terminal. Une mémoire interne RAM 8K octets programme, sauvegardable par une pile située à l emplacement avec une durée de sauvegarde d un an. Automate programmable TSX contient des connecteurs de 9 points pour les extensions bus entrées/sorties qu on peut

23 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 16 déconnecter et protégés contre le court-circuit. De plus, TSX contient un emplacement pour la cartouche mémoire micro logiciel PL7-2 qui est indispensable pour l accès au langage PL7-2 ce qui nécessite un boîtier adaptateur de ligne TSX17 ACC7. Le coût de l automate programmable TSX est de $. Points positifs : Le coût ne dépasse pas les normes. La capacité d être en état d accomplir une fonction requise, à un instant donné et sur un intervalle de temps déterminé est propre à chaque application. Points négatifs : Cet automate programmable a une durée de vie limitée. Au cas d un bris ou d une panne, les pièces sont indisponibles et on peut pas les changer ou les remplacer. l automate Programmable est une pièce de fin de serie. Decision : Rejeté Justification : Ce concept a été rejeté vue qu il ne respecte pas l aspect physique, c est un automate programmable est une pièce obselete, d où la fiabilité qui est un de nos objectif qui doit satisfaire les besoins de nos clients n est pas parmi les caracteristiques de cet automate programmble, ce qui a mené au rejet de ce concept. Références : [4] [38] Automate programmable Panasonic FP2SH Description : Cet automate programmable est un automate modulaire de haute vitesse d exécution et qui est le plus élevée dans sa catégorie (0.03 microsecondes par instruction de base). L unité centrale FP2SH permet un traitement ultra-rapide. Un temps de cycle extrêmement réduit et une vitesse élevée des périphériques sont ainsi assurés. Il contient aussi une petite carte PC qui permet de sauvegarder un programme ou de détendre la mémoire ainsi de traiter un grand nombre de données. Le FP2SH utilise aussi une tension variante entre 12-24V/0.5A.La mémoire de son programme varie de à pas, hors que la mémoire des données varie entre et mots. Le module de positionnement RTEX de FP2SH contient : Coûts de câblage réduits grâce à l utilisation de câbles LAN disponibles dans le commerce. Entrée d impulsions manuelle permettant un apprentissage précis. Langage de programmation Configurator PM pour la configuration, le lancement et le monitoring. Le module FP2-MCU permet l échange de données rapide et efficace entre l API de la série FP2SH de Panasonic et d autres systèmes d automatismes. Les modules d interfaces détachables le rendent facile de relier un API FP2SH à une gamme de dispositifs de communications séries tels que des systèmes terminale opérateur, des systèmes de sonde, des systèmes de vision, des contrôleurs de température, d entretien à distance ou de diagnostic ou à un API additionnel : Vitesse de communication rapide jusqu à 230 Kbps.

24 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 17 Protocole de communication optionnel incluant RS232C, RS422 ou RS485. Double isolation des canaux de communications. Plus de 19 modules peuvent être connecté à un système. Des transmissions d une distance allant jusqu à 1200 m peuvent être réalisées. De plus le FP2SH contient des convertisseurs de 32 bits pour les signaux analogiques d entrées - sorties, avec une vitesse de conversion de 500µm/voies. Points positifs : Vitesse d exécution très élevée. Interfaces faciles à utiliser. Échange d information rapide avec une vitesse de conversion élevée. Le coût est convenable, $ mais il faudrat aussi estimer le prix des modules a rajouter. Points négatifs : La mémoire est très faible, mais il y a une possibilité de l insérer. Decision : Retenu Justification : Cet automate programmable a une vitesse d exécution super élevé, ses interfaces sont faciles a manipuler. Il respecte tous les aspects d évaluation ainsi à tous les critères définies au chapitre 4, de plus il remplie tous les besoins du client au niveau de la commande. Références : [35] [38] L automate programmable AC500-eCo d ABB Description : L automate programmable AC500 est un automate crée par l abb (un chef de file dans les technologies d énergie et d automatisation qui permettent aux clients industriels d améliorer leurs performances).le AC500 a une vitesse d éxécution rapide, une grande capacité de stockage et comprend 6 languages normalisés pour chacune de ces fonctions.cette automate utilse des module E/S S500 capable de supporter jusqu a 12 bit au maximum. Il contient 8 entrées/sorties analogiquee par module qui se nomment AX522 et on peut noter qu elles sont configurable( jusqu a 7 module),cela implique qu il faut donc absolument acheter plusieurs unités. les modules E/S discretes de type DI524 sont au nombre de 32, il faut donc 3 modules discret pour satisfaire le clientl archivage des données est intégrés et permet d archiver les données du programme d utilisateur pendant le fonctionnement. Ce concept d automate a été concu pour les projets a budjet restreint donc il est trés adéquate.le prix total de cette automate est estimé a $. Points positifs : Le nombre d entrées/sorties analogique convenable. Un convertisseur 12 bit. prix trés abordable. logique de commande interne qui se répete a chaque microseconde. l utilisation de plusieurs ports série pour l ingénierie simultanée et la communication. Decision : Retenu

25 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 18 Justification : Ce concept a été retenu parsqu il contient des modules de types S500 qui lui permettent de supporter un convertisseur 16 bit et qu il a un nombre E/S convenable pour le client.sinon, il aurait été rejetté.en plus son rapport qualité-prix est un avantage concurrentiel pour les clients. Références : [5] [4] Gérer La fonction principale du SysCom est de gérer. En effet, le système doit permettre aux techniciens de consulter les données, soit actuelles ou archivées, et également d envoyer des commandes. Il est important de noter que l envoi de commandes doit être fait via l interface du système «Contrôler». Donc, la fonction «Gérer» permet de faire une requête à l archive ou au système de localisation, puis il offre la possibilité de passer des commandes. La solution doit prévoir l interface locale, distante, soit à partir de la maison-mère, et mobile, soit sur la route. Catégorisation des critères : Aspect physique Sécurité Aspect économique Coûts matériel Coûts d opération Coûts de main d oeuvre Aspect temporel Durée de vie du programme Tab. 5.2 Résultat de l analyse de faisabilité. Aspect de l analyse Concepts Physiques Économique Temporels Socio-envir. Décision Système web Oui Oui Oui N/A Retenu Logiciels compilés Oui Non Non N/A Rejeté Logiciels du fabriquant Oui Oui Oui N/A Retenu Système web Description : Afin d éviter l utilisation de plusieurs systèmes différents, l utilisation du Sytème Web est idéale puisqu il est centralisé et portable. De cette façon, l interface utilisé localement, à la maison-mère et en déplacement est identique ; c est pourquoi la maintenance sera beaucoup plus simple. Peu importe la technologie du module portable utilisée par les techniciens, le Système Web sera compatible. La complexité de cette solution est d adapter le langage Web aux commandes, qui elles, sont dans un autre langage. Le problème d une solution totalement Web est qu elle est dépendante de la connexion internet.

26 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 19 Points positifs : Système unique. Universellement compatible. Maintenance facile. Implantation très simple. Points négatifs : Interface entre le système web et les commandes. Dépendance au réseau. Limitation de la programmation web. Conclusion : Ce concept est retenu. Justification : Ce concept permet l atteinte des objectifs du système de façon viable et respecte les contraintes applicables. Références : [53] [54] Logiciels compilés Description : La production d un logiciel compilé pour chaque machine permet d obtenir un logiciel rapide. Ce type de programmation n oppose que très peu de limite au programmeur. À court terme, cette solution peut sembler attrayante, mais chaque fois qu un nouveau type d ordinateur sera introduit dans l entreprise, il faudra adapter le code pour les nouvelles machines. Points positifs : Très rapide. Très grandes possibilités des langages compilés. Points négatifs : Maintenance complexe. Limitation à un certain type d appareil. Conclusion : Ce concept est rejeté car il n est pas assez flexible et n a pas de capacité d évolution de le temps. Justification : Ce concept permet l atteinte des objectifs du système mais limite toutefois son évolution dans le temps. Références : [52] [45] [56] Suite logiciels du fabriquant Description : Les fabricants de PLC proposent généralement des solutions de gestion à faible coût. Cette solution a l avantage d être facilement déployable et de ne demander pratiquement aucun travail de programmation autre que celui des logiques de commandes. Les mises à jour parmi les différentes versions des logiciels sont généralement simples à effectuer. Elles ont le désavantage de ne pas être contrôlées par l entreprise, de dépendre du fournisseur pour les mises à jour ou l amélioration du produit, en plus de dépendre de matériel spécifique au fournisseur. Points positifs :

27 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 20 Facilité d implantation Faible coûts Compatibilité avec Microsoft Windows et Microsoft Server Mises à jour simple à effectué Points négatifs : Dépendant du fournisseur Dépendance matériel Conclusion : La solution est accepté car elle offre toutes les fonctionnalités nécessaire et peu couteuse. Justification : Ce concept permet l atteinte des objectifs du système en plus d être simple, complète et d être offert à faible coût Références : [2] [48] Archiver L archivage des données est l une des fonctions du système qui permet de conserver les informations reçues sur un intervalle de temps déterminé. Ces données peuvent par la suite être consultées et utilisées à diverse fin. Nous considérons que tous les concepts utiliseront internet pour obtenir les données de l usine et ne feront pas cette analyse dans la fonction. Catégorisation des critères : Aspect physique Délai d enregistrement et de consultation Espace d archivage Écriture d archivage Sécurité Doit être en mesure d archiver pour au minimum 1 an Aspect économique Coûts matériel Coûts d opération Coûts de main d oeuvre Fiabilité des pièces Temps de résolution des défaillances Aspect temporel N/A Aspect socio-environnemental N/A Serveur maison mère/logiciel avec contrat de service Description :L emmagasinage des données sera faite sur un serveur géré et situé à la maison mère. Le serveur utilisera un logiciel de gestion de base de données avec license relié à un contrat de service. De plus, un système de disques Raid 1 sera installé pour l aspect

28 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 21 Tab. 5.3 Résultat de l analyse de faisabilité. Aspect de l analyse Concepts Physiques Économique Temporels Socio-envir. Décision Serv. et log. avec contrat Oui Oui Oui N/A Retenu Serv. et log. sans contrat Oui Oui Oui N/A Retenu Serveur distant Oui Oui Oui N/A Retenu sécurité des données. L utilisation d un système de prise de copie est collée à ce type de solution. Points positifs : Service de support téléphonique en cas de problème. Grand contrôle sur la gestion des données. Points négatifs : Coûts initiaux élevés. Doit gérer les défaillances physique du serveur. La gestion des copies de sauvegrade doit être faite localement. Conclusion : Ce concept est retenu. Justification : Ce concept respect tous les aspects de l analyse de faisabilité mentionnés plus haut. De plus, l utilisation d un système de disque RAID 1 assure la fiabilité relier à la conservation des données. L utilisation d un programme sous contrat de service permet de recevoir du dépannage relié à ce logiciel. Références : [27] [26] Serveur maison mère/logiciel libre Description : L emmagasinage des données sur un serveur géré et situé à la maison mère. Le serveur utilisera un logiciel libre de gestion de base de donnée et un système de disques Raid 1 pour l aspect sécurité des données. L utilisation d un système de prise de copie est collée à ce type de solution. Points positifs : Aucun frais de licence. Grand contrôle sur la gestion des données. Coûts initiaux moins élevés. Points négatifs : Doit gérer les défaillances logiciel car absence de contrat de service. Doit gérer les mises à jours du système logiciel. Doit gérer les défaillances physique du serveur. La gestion des copies de sauvegarde doit être faite localement. Conclusion : Ce concept est retenu. Justification : Ce concept permet l atteinte des objectifs du système de façon viable et respect tous les aspects de l analyse de faisabilité. De plus, l utilisation d un logiciel libre

29 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 22 permet de réduire les coûts. Références : [26] [30] Archivage sur un serveur distant loué équipé d un logiciel de base de données Description : L emmagasinage des données se fait sur un serveur distant loué. Le serveur sera géré par la compagnie qui offre la location. La sécurité des données sera assuré par un Raid 1 qui sera géré par le locateur. Le service relié au logiciel de gestion de base de données est aussi assuré par le locateur. L utilisation d un système de prise de copie est collée à ce type de solution et assuré par le locateur. Points positifs : Tranquilité d esprit au niveau de la gestion. Aucun équipement physique à la maison mère. Système sécurisé par le locateur. Gestion des copies de sauvegarde assuré par le locateur. Accès simple au serveur. Évite l embauche d un technicien pour gérer le serveur. Points négatifs : Coûts récurrents très élevés. Conclusion : Ce concept est retenu. Justification : Ce concept permet l atteinte des objectifs du système de façon viable et respecte les contraintes applicables. Ce concept permet de centralisé toutes les différentes composantes du système d archivage et donne une tranquilité d esprit. Références : [25] [32] Localiser Une des fonctions du système est de pouvoir localiser les unités ainsi que les techniciens en tout temps. Les unités en transit doivent aussi pouvoir être localisées. La localisation est donc divisée en deux sous-fonctions, soit la localisation des techniciens et celle des usines. Ces sous-fonctions sont reliées ensemble du fait que la plupart des solutions de l une peuvent s appliquer à l autre, mais les solutions devront être évaluées différemment. Le cahier des charges 4.1 prévois une pondération de 3% pour le critère spécifique de la localisation Cependant, les autres critères seront aussi considérés. Catégorisation des critères : Aspect physique Sécurité Précision de la position Aspect économique Coûts matériel Coûts d opération Coûts de main d oeuvre Fiabilité des pièces

30 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 23 Temps de résolution des défailances Aspect temporel Localisation en temps réel Aspect socio-environnemental N/A Tab. 5.4 Résultat de l analyse de faisabilité. Aspect de l analyse Concepts Physiques Économique Temporels Socio-envir. Décision GPS Oui Oui Oui N/A Retenu Wi-Fi Oui Non Oui N/A Rejeté Hybride Oui Oui Oui N/A Retenu GPS Description : Le GPS, le «Global Positioning System», c est-à-dire le système de localisation mondiale, est un système permettant de donner une position en coordonnées cartésiennes d un appareil compatible. Ce service fonctionne à l aide d au moins quatre satellites. Il est utilisé mondialement, autant par les entreprises que par le public. Le standard pour la précision varie entre 5 à 100 mètres. Le système est sujet à diverses erreurs provoquées par exemple par un endroit trop peu dégagé, par de mauvaises conditions météorologiques ou encore par une réflection du signal émis par les satellites. L utilisation d un GPS nécessiterait que l appareil soit directement relié à un réseau communiquant avec la maison-mère, puisque l appareil ne se charge que de récupérer sa position. La position peut être transmise par le même moyen que les autres communications ou avec un système spécifique. Il existe plusieurs types de solutions GPS. Certaines fonctionnent avec des téléphones cellulaires comme Locmy qui est une application gratuite pour appareils Android (fonctionne en envoyant automatiquement la position à un groupe d amis via sms ou courriel) ou bien avec un système dédié à cette tâche, comme le système igps (service payant avec des options très poussées de localisation et d historique de positionnement). Points positifs : La possibilité de l utilisation d un téléphone cellulaire peut être utile à d autres fonctions. Très précis. Coûts variables. Points négatifs : Les conditions météorologiques peuvent affecter la localisation. Les meilleures offres nécessitent un fournisseur à long terme. Temps de réponse non instantané. La localisation intérieure est difficile, voir impossible dans la plupart des endroits. Conclusion : Ce concept est retenu.

31 CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILITÉ 24 Justification : Ce concept permet une localisation à moins de 50m et il est un moyen courrant de localisation, ce qui est idéal pour trouver des pièces de rechange en cas de bris. Références : [16] [40] [47] [49] Wi-Fi Description : Le système de positionnement via Wi-Fi est un système de localisation nécessitant une base de données et le nom des réseaux Wi-Fi environnant. Ce concept implique qu un appareil compatible Wi-Fi ( a/b/g) utilise les noms des réseaux disponibles pour faire une recherche des emplacements de ces réseaux via une base de données qui connait l endroit où se trouve une telle combinaison de noms de réseau. La marge d erreur de cette technique peut aller au minimum jusqu à 20m, mais elle peut aussi être infinie (position non trouvée) si aucun réseau Wi-Fi n est à proximité de l appareil à localiser. Un serveur distant fait généralement la recherche de la position de l appareil selon les noms des réseaux que ce dernier lui aura donné. Puisque les réseaux Wi-Fi fonctionne à l intérieur, cette technique de localisation y fonctionne aussi. Points positifs : La possibilité de l utilisation d un téléphone cellulaire compatible Wi-Fi peut être utile à d autres fonctions. Permet une localisation précise. La localisation intérieure est possible. Solution adaptée pour la ville, vu la grande quantité de réseaux Wi-Fi. Points négatifs : Nécessite un accès Wi-Fi près de l appareil à localiser, ce qui peut être difficile à trouver à l extérieur des villes. Nécessite un accès Wi-Fi enregistré dans une base de données accèssible. Peu de solutions se basent uniquement sur ce concept. Conclusion : Ce concept est rejeté. Justification : Bien que ce concept permet une localisation à moins de 50m, il ne fonctionne pas là où il n y a pas de couverture Wi-Fi. De plus, il n est pas un moyen courrant de localisation et il est sera difficile de trouver des pièces de rechange ; il y a très peu de fournisseur se baisant uniquement sur ce concept. Références : [55] [37] Système hybride Description : Le système hybride n est pas une technique unique, mais une combinaison des techniques présentées ci-dessus. L idée est de combiner la précision et la possibilité de localiser à l intérieur d un bâtiment grâce au Wi-Fi avec la grande couverture d un GPS. Ce système nécessite donc un système GPS et un accès Wi-Fi ( a/b/g). La position GPS et le nom des réseaux environnant sont envoyés à un serveur qui permet de localiser l appareil. Diverses solutions existent, dont Google Latitude, une application gratuite pour la

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