Maintenance prédictive?

Maintenance prédictive? Journée «Maintenance» Club Automation Paris 20 mars 2007 Claude Pichot 1 Prédire l avenir des machines? En français selon la norme NF EN 13306 7.5 Predictive maintenance Condition based maintenance carried out following a forecast derived from the analysis and evaluation of the significant parameters of the degradation of the item. 7.5 Maintenance prévisionnelle Maintenance conditionnelle exécutée en suivant les prévisions extrapolées de l'analyse et de l'évaluation de paramètres significatifs de la dégradation du bien. Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 2 1

Objectifs de la maintenance prévisionnelle Recherche d une meilleure disponibilité Intervenir avant la panne Eviter les interventions préventives systématiques Réduire le nombre d interruptions de la production Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 3 Pour prévenir les pannes Nécessité de connaître les défauts susceptibles de survenir Les seuils limites acceptables Instrumenter capteurs Délivrer les alarmes pertinentes Précision Délai d anticipation Intervenir à temps Organisation des équipes Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 4 2

Difficultés et limites L AMDEC ne sera jamais qu un mode de représentation des données 50% des défaillances en fonctionnement ne sont pas identifiées par les concepteurs dans les AMDEC Scepticisme vis-à-vis d AMDEC conception incomplets Concurrence avec les démarches TPM Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 5 Améliorer la connaissance des défaillances futures Ce n est pas devant un écran que la connaissance des effets de la conception détaillée sur la fiabilité s apprend Réunir 3 parties autour de la conception de la machine en permanence: Concepteur Fabricant Maintenance Mais qui le pratique réellement? Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 6 3

Ne pas sous estimer l organisation Le beeee p de l alarme de niveau bas de carburant retentit La lecture du nombre de km restant à parcourir affiche 35 km Je remercie le concepteur car je sais que je vais tomber en panne sur l autoroute car je viens de dépasser une station service L information juste trop tard conduit à la maintenance juste trop tard Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 7 Quelle politique de maintenance prévisionnelle? Difficile pour le concepteur d une machine d imaginer dans quelles conditions sa machine sera exploitée Conduite Environnement Logistique Maintenance Intégrer ces données suppose des études d ingénierie et une réflexion conjointe Concepteur Fabricant Maintenance Logistique Qui fait des études d ingénierie dans ce domaine? Grands donneurs d ordres : aéronautique, transport ferroviaire voyageurs, automobile PME :?? Qui les paye? Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 8 4

Viser la simplicité Analyser les grandeurs électriques des moteurs avant d envisager de mesurer les effets vibratoires Détecter le bon remplissage en graisse des roulements vaut mieux que l analyse des chocs S intéresser en priorité aux dégradations difficiles à détecter en fonctionnement Prévoir un budget d améliorations Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 9 Mais la complexité est toujours au rendez-vous Quelle organisation mettre en place pour de grands parcs de machines? Dans les îlots productique, combien d intervenants de maintenance assistent faute de temps au passage de l alerte orange au rouge de l arrêt automatique? Comment gérer les alertes issues de dispositifs différents? Quelles informations donner aux intervenants? Quelles compétences sont nécessaires pour utiliser les outils de diagnostic? Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 10 5

Prévenir, mais qui? Si les machines «parlent», les hommes interviennent toujours Comment les prévenir? Passage au point d appui Téléphone portable? Radio? Alertes visuelles? Qui prévenir? Tous? Le plus proche? Le plus compétent? Le mieux outillé? Ou se contenter de noter «information prise en compte» par l intervenant Et les pièces de rechange? Au magasin? (fermé à clé pour éviter les vols) Sur les lieux d intervention? Et la documentation de maintenance? Au bureau de préparation? Sur la machine et à jour? Un rêve? Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 11 Tenir compte des réalités Un intervenant de maintenance Réalise en moyenne 4 à 6 interventions de plus de 20 mn par poste de travail Change de lieu d intervention de 8 à 10 fois par poste Compétence en matière de mesures Formations complémentaires à prévoir Il faut passer du temps sur les machines pour savoir comment aller vite pour intervenir Qualité des documentations de maintenance Du mauvais anglais, japonais, etc. en traduction automatique devient du charabia Du mauvais français est aussi du charabia Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 12 6

Et dans l industrie quelles politiques et quels effets? Secteur automobile avance le plus vite TPM Juste à temps Flux tirés Situations contrastées de la maintenance prévisionnelle Cimenteries : 10 à 11 % stable depuis 5 ans Aciérie filière fonte : 1% en 99, 5% en 2006 Raffinage : 6% en 99; 3% en 2006 Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 13 Données de synthèse industrie 1997-2007 Chiffre d affaires 700 M en 97 -> 970 M en 2007 (+38,5%) Budget maintenance 24,5 Me en 97 -> 21,9 M en 2007 (-10,6%) Externalisation budget 25,4% en 97 -> 32,4% en 2007 (+27,6%) Marché de services 6,25 M en 97 -> 7,1 M en 2007 (+13,6%) Accidents industriels 1240 en 97 -> 1977 en 2005 (+59,4%) Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 14 7

Conclusion Serions nous en passe d oublier que le développement durable repose sur 3 piliers Équipements Personnel Capitaux A force de scier les pieds des machines et du personnel, Les profits se lassent Les machines cassent Aurions nous déjà oublié AZF? 21 septembre 2001 31 morts 2 M de dégâts 100 ans de résultat net détruit Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 15 Restez au contact du terrain avec www.afim.asso.fr Copyright 2006 Claude Pichot Club Automation 13/06/06 16 8

Club Automation La Maintenance prédictive Outil de fiabilisation David Flasseur 22 mars 2007 1 Motivations et contexte Opportunités : mise en exploitation d une nouvelle ligne Besoins immédiats Apprentissage de la ligne Fiabilisation et disponibilité Maîtrise des coûts directs de maintenance Anticiper les opérations de maintenance 2 1

Intégration de la fonction Maintenance Quel équipement peut tomber en panne si il ne fait pas l objet d une opération de maintenance? Quelle intervention doit être effectuée et dans combien de temps? Quelles pièces doit on commander et dans combien de temps? Quel est le bon dosage entre Maintenance préventive systématique et Maintenance conditionnelle 3 Intégration de la fonction Production Doit on apporter maintenant des modifications au process pour allonger la durée de vie des équipements critiques? Dans quelle mesure peut-on augmenter la production sans encourir un risque trop élevé de ralentissement, d indisponibilité, de problèmes de qualité ou d arrêts de sécurité? Quel est le risque lié à la production d une quantité X de produit la semaine prochaine avec un taux d utilisation projetée Y du process? 4 2

Analyse de la santé des équipements Quelles données sont vraiment anormales pour les conditions du process? (symptômes de l équipement) Quelle pourrait être la cause de cette anomalie? (diagnostic de l équipement) Comment et à quel moment l équipement tombera-t-il en panne si aucune action n est entreprise? (pronostic pour l équipement) Comment et à quel moment y aura-t-il une défaillance du process si aucune action n est entreprise? (pronostic pour le process) 5 Cahier des charges Organisation Pas de personnel spécialisé dans les techniques de maintenance conditionnelle Maintenance conditionnelle intégrée, capitale pour La détection Le diagnostic L aide à la décision La communication de l état de santé des équipements 6 3

Objectifs de la Surveillance Vibratoire Protection des sous-ensembles Enrouleuse / Dérouleuse Détecter en temps réel les balourds accidentels Intervenir sur le point de fonctionnement (marche dégradée) Tracer les imperfections de bobine pour l amélioration continue des matières premières. Surveillance des cylindres motorisés Systèmes d entraînement (moteurs à vitesse variable, réducteurs) Suivi des dérives des organes mécaniques Détection de points de fonctionnement «à éviter» Surveillance des cylindres de feuille Suivi des dérives des organes mécaniques (roulements des cylindres) Informations pour le re-engineering des paliers des cylindres Maîtrise des MTBF 7 La Surveillance Vibratoire Est-ce que ça marche? Première phase de surveillance des cylindres motorisés Mise en place de capteurs à demeure Contrainte d accès aux points de mesure Mesures périodiques par des prestataires extérieurs? Vérifier que la technique est adaptée? Évaluation en utilisant plusieurs prestataires Conclusions :? La technique rend les résultats escomptés? La périodicité n est pas adaptée aux vitesses de dégradations potentielles, donc nécessitée d une surveillance continue 8 4

Protection intégrée au système de contrôle commande Système de protection intelligent embarqué sur une bobineuse Mise en place de capteurs à demeure Contrainte : accès aux points de mesure. Machines prédisposée à recevoir les capteurs et le système de surveillance (action à la conception avec le fabriquant de la machine) Système de surveillance embarqué sur la partie mobile Contrainte : contacts tournants Diagnostics véhiculés par le réseau de terrain, vers l automate Conclusions :? Intégration au système de contrôle commande? Aide à la décision et au contrôle du point de fonctionnement 9 Déploiement de la solution Système de surveillance continue sur toute la machine Mise en place de capteurs à demeure 377 accéléromètres Système de surveillance réparti Limite les coûts de câblage Mise en réseau des systèmes de surveillance Optimisation du coûts d investissement par voie de mesure Intégration du logiciel de maintenance conditionnelle Communication directe avec la supervision Intégration directe à la base de données d historisation, de traçabilité et de calcul TRS. Intégration directe à la plateforme maintenance «Change Management» Audit trail, traçabilité des changements Authentification des utilisateurs Vérification des programmes automates en cours / programmes qualifiés Archivage centralisé et unique rapports 10 5

Architecture intégrée Ethernet Plant LAN Client RSView Maintenance Passerelle Emonitor* Emonitor Database ODBC OPC Client Emonitor Client RSMACC Asset Health Passerelle RSView RSView** DeviceNET Historian I.H.M. Process Etat de santé Contrôles et entraînements RSLinx, OPC DNET, ENET (internet) Diagnostics À distance Vitesse Key-Phasor Key* Optionel Moniteurs Vibration Vitesse Accéléromètres montés sur guides de rouleaux 11 Pérenniser la solution Déploiement progressif Investissement sur plusieurs années Maintient des compétences Sur le système, Premier niveau d analyse (pas de spécialisation interne) Maintenir les relations avec le fournisseur du système et prestataire de service Capacités du fournisseur Pérennité du système Capacité à diagnostiquer et interpréter en profondeur les mesures Possibilités de télédiagnostic Partenariat avec une approche métier Prescription pertinentes par rapport aux contraintes d exploitation et de conduite de ce type de machine. Force de propositions d amélioration 12 6

Questions? 13 7

D. Jaouen d.jaouen@cite-sciences.fr Voir la maintenance autrement autour des projets et des systèmes GTC de la Cité des Sciences Sommaire Préambule... La cité des Sciences et de l Industrie... La mission de la Cité... Organisation interne et installations... Le service SGTS... Les projets GTC... GTC des expositions (GTC/E)... Services de la GTC des Expositions... Organisation de la maintenance... Qualité et limites du modèle... Modèles et organisation de la maintenance des GTC... Rapprochement organisationnel... Trois modèles de maintenance sur trois systèmes différents... Rapprochement technique des systèmes... Développer le système d informations techniques... Schéma global du système GTC... Développer le système d informations techniques... Gestion de la complexité technique...

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 2 Préambule J essaye ici d apporter un autre point de vue sur la maintenance. Il ne s agit pas d opposer un point de vue à un autre mais de porter un regard complémentaire. Le sujet ne se situe pas sur le plan directement technique, au sens de maintenir tel ou tel organe dans tel ou tel domaine technique. Je dois d ailleurs vous avouer que je serais bien en peine d agir si l on me mettait avec une caisse à outil devant une armoire électrique ou un moteur J ai en fait commencé de travailler dans ce domaine sur un projet de rénovation de GTC (celle des expositions de la Cité des Sciences), comme informaticien. Il s agit aussi du domaine tertiaire et non pas industriel. Cela induit des points de vue et des logiques différentes. Il s agit de se placer sur le plan de la gestion globale de maintenance d un ensemble technique complexe. C'està-dire déterminer les conditions d un résultat satisfaisant, sinon parfait, à un coût économique que l entreprise réussit à assumer En bref il s agit de trouver un optimum. La cité des Sciences et de l Industrie (dénommée ensuite CSI) La mission de la Cité La Cité des Sciences et de l'industrie (CSI), située dans le parc de la Villette est un établissement public (EPIC) indépendant qui a pour vocation d'accueillir le plus grand nombre et qui a comme mission générale de diffusion et de vulgarisation des savoirs scientifiques et industriels. Il s agit d un centre culturel proposant de multiples activités à ses publics qui, par leur complémentarité et la diversité des moyens mis en oeuvre, sont à l'origine du message qu'elle cherche à transmettre : expositions, médiathèques, salles de cinéma, conférences, activités enfants Le bâtiment de la Cité est l œuvre de l'architecte Adrien Fainsilber. Il mesure 270 m de long, 90 m de large et 40 m de hauteur. La Cité, qui reçoit environ 3 millions de visiteurs par an. Quelques 35 000 m² y sont consacrés aux expositions. Organisation interne et installations La CSI est structurée en directions ayant chacune un domaine d'activités précis, elles même divisées en départements. La Direction des Services Techniques, de la Sécurité et des Systèmes d Informations (DSTSSI) assure la maintenance et les évolutions du bâtiment et de ses installations techniques. C est en son sein qu agit le service que j anime. Les installations techniques sont à la dimension de ce très grand bâtiment dont le volume dépasse trois fois celui du centre Pompidou. Par exemple la GTC du bâtiment (GTC/B) gère l ensemble des lots techniques suivants : - Electricité HT/BT et Groupes électrogènes, TGBT, TBT - CVCD - Plomberie - production d énergie des groupes froids - certaines installations de sécurité concernant la sécurité des personnes ou la protection incendie (PIA, ventilateurs de désenfumage ) Pour l ensemble des bâtiments de la CSI (le bâtiment principal, la Géode et les bâtiments annexes administratifs et techniques). Il se compose pour l essentiel : d un réseau Hirschmann (7 sous-réseaux en boucle). en partie basse, de matériels Schneider Electric SA (48 API TSX Premium), Merlin Gérin (60 SEPAM), Honeywell (70 régulateurs Excel500) en partie haute, d une supervision CITECT (4 serveurs de communications, 2 serveurs d alarmes, 10 postes de supervision). Sur le plan technique le système gère environ : - 23.000 points externes (environ 16.000 par liaison de communication, 7.000 informations câblées) - 27.000 variables de supervision, 1.000 trends - 600 synoptiques principaux

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 3 Le service SGTS (Service des systèmes de gestion techniques et de sécurité) Mon rôle dans la Cité des Sciences est d animer le service qui a la charge de la maintenance des systèmes dits «courants faibles» du bâtiment. Ce service est naturellement positionné dans la direction technique. Ces systèmes couvrent deux grands types de fonctions : - les systèmes de sécurité incendie et les systèmes de sûreté (contrôle d accès, télésurveillance et vidéosurveillance) - les systèmes de gestion technique qui regroupent deux grands systèmes dédié l un au bâtiment, l autre aux expositions. Ils ont pour finalité d aider à l exploitation des installations techniques et des utilités. Le service n assure pas l exploitation mais seulement la maintenance. Les projets GTC GTC des expositions (GTC/E) Nous débattons ici de : - l organisation fonctionnelle du système : organisation du domaine et de l exploitation - l apport d une architecture et d un outil de configuration adapté : glissement de la maintenance système dans l exploitation courante La GTC/E remplit une fonction technique de gestion de la distribution BT, celles des éclairages des espaces d expositions et des éléments de présentations au public (éléments d expositions). Le système assure les fonctions usuelles des supervisions et la gestion calendaire des mise en et hors service. Organisation de l exploitation et de la maintenance GTC/E Deux fonctions particulières font l originalité du système. Ces deux fonctions analysées et prises en compte dès l origine ont justifié le développement d une architecture adaptée. 1) Les régies d expositions (unités autonomes gérant un ensemble d îlots thématiques) sont autonomes dans la conduite et la supervision de leurs expositions. Le système intègre l organisation hiérarchique de l exploitation et du domaine des expositions. Pour les interfaces graphiques de la supervision cela ne présentait pas de difficulté particulière. En revanche la structuration des informations imposait une base de données. Celle-ci permet en particulier la gestion des historiques et des calendriers dans la logique des utilisateurs, selon leur vocabulaire : régie, îlots, éléments thématiques etc. Domaine = Expositions de la C.S.I. Régie Générale Régies d Espace Îlots Éléments Équipements Infos GTC/E

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 4 Mode d exploitation de la base : RC_EXPL LISTE DES DONNEES ARCHIVEES - EXTRACTION Identifiant Regie generale RDE Regie Direction des Expositions Libelle Regie d espace NORD Regie d espace Nord Ilot MATH Ilot Mathematique Element 1034 Esprit des maths Famille d equipement APC Famille APC Type d equipement 01 Type d equipement 1 Equipement APC011 Equipement 1 de l esprit des maths TBT TBT1 Tableau basse tension 1 Famille de point Point Date / heure de début 03/11/1996 13:50 Date / heure de fin 03/11/1996 16:00 Etats Apparition Type d information Evenement Acquittement Alarme priorite haute Disparition Alarme priorite moyenne Combiné avec les evenements systemes Alarme priorite basse Nombre d occurrences trouvées : 6 Lister Effacer Extraire Afficher Quitter Count:*0 v <Insert> 2) Nous avions une seconde contrainte : Le régisseur central qui maintient le système devait par ses propres moyens pouvoir paramétrer les nouvelles expositions de manière fiable et économique. Il devait pouvoir seul modifier jusqu à 20% du domaine annuellement (1200 points câblés, environ 250 éléments d expositions). Cela a justifié le développement d une architecture particulière. Les choix ont été les suivants : - Le système a été développé sur une base standard : automates Schneider, réseau Hirschmann, Supervision Cimplicity de GE Fanuc. - L intégrateur lui a adjoint un logiciel de configuration permettant de décrire tant le domaine que les raccordements à la GTC. Ce configurateur permet de charger à la fois la base de points de la supervision et celle des automates par des tables de paramétrage. - C est également la description du domaine et de l exploitation faite dans ce configurateur qui permet d extraire et de présenter les données historisées dans la logique de l exploitant des expositions. IHM Graphique Supervision BD Historique IHM Historiques Points SPV Organisation domaine Calendriers Configurateur Automates Traitements et points

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 5 Qualité et limites du modèle GTC/E Le point faible est indubitablement d être tombé dans le travers du développement spécifique avec les inconvénients suivants : - un développement fastidieux - un faible degré d évolutivité L offre logicielle est aujourd hui plus étoffée. Aujourd hui pour atteindre la même cible nous utiliserions un progiciel objet adossé sur une base de données relationnelle (il en existe quelques uns de qualité ce qui n était pas le cas à l époque). A noter que cela ne permet pas de faire l impasse sur l analyse préalable et de la mise en forme systématisée des informations Le modèle avait en revanche quelques points forts : - son adaptation à l organisation du domaine et de l exploitation, - l interopérabilité au niveau des données clairement codifiées et rattachées aux entités exploitées et maintenues. - Le faible coût et la rapidité des évolutions du domaine, grâce à l effort fait en amont durant le projet. Modèles et organisation de la maintenance des GTC Rapprochement organisationnel de la maintenance des GTC (GTC/B, GTC/E et Télésurveillance) Le rapprochement des trois systèmes représente un objectif global à terme. Nous ne visons pas à les fusionner complètement mais à standardiser les choix techniques et à les rendre interopérables. Il comprend 1. le choix d une supervision unique pour la GTC/E et la GTC/B 2. l interopérabilité entre les systèmes se fera au travers d un protocole de communication OPC qui assurera l ensemble des communications entre les automates et les supervisions, 3. la banalisation et l interconnexion des réseaux des trois systèmes (couverture globale du site) 4. l usage d un même marché de câblages courants faibles pour la rationalisation de coûts 5. une seule équipe d exploitation - maintenance des systèmes GTC, avec une forte compétence interne pour assurer la maîtrise globale Trois modèles de maintenance sur trois systèmes différents La CSI a connu trois modèles de maintenance différents ayant des coûts économiques très différents. Modèle de la GTC/E : un système très adapté au contexte et qui est mis en œuvre de manière autonome. A chaque nouvelle expositions les matériels sont redéployés. Outre le salaire de la personne s en occupant, les coûts sont pratiquement restreints aux câblages (bus de terrain, raccordement capilaires). Modèle GTC/B (ancien système, jusqu à 1998) : maintenance externe dimensionnée à la taille du système, c'està-dire onéreuse. A long terme la CSI a tendance à perdre la maîtrise des installations. Modèle de la télésurveillance. Les évolutions sont assurées à l unité sur un marché à commande. Les coûts unitaires sont très élevés. Cela est aggravé par le choix d une solution «propriétaire». Implication du modèle sur les coûts Coûts en % Analyse Télésurveillance Capteurs 22 % Câblages 34 % Coffrets et automates 19 % Etudes 6 % Main d œuvre (raccordement, tests, paramétrages) 19 % Total 100 %

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 6 Les coûts des extensions de la GTC/E sont réduites aux seuls travaux de câblage, trois fois moins élevées que celles de la Télésurveillance en transposant cette répartition. Malgré le regroupement des ressources la réduction de coûts ne pourra pas être aussi favorable que dans le cas de la GTC/E. L activité devra être adossée sur un marché de prestations externes (notamment les astreintes). Rapprochement technique des systèmes Les technologies présentes dans les différents systèmes. Nous rapprochons les systèmes de la Télésurveillance et du comptage public qui sont apparentés dans leur structure aux GTC. Il faut néanmoins remarquer que la GTC/B excède en taille et en diversité la totalité des autres systèmes. GTC/E COMPTAGES GTC/B TELESURVEILLANCE PARTIE HAUTE SUPERVISION RESEAUX CIMPLICITY X CITECT BABYLON HIRSCHMANN Réseau Face Public HIRSCHMANN Propriétaire : Babylon PARTIE BASSE AUTOMATES CABLAGES SCHNEIDER : TSX107 et Premium 57 Réalisés par INEO COM WAGO Réalisés par INEO COM SCHNEIDER : TSX Premium 57 Modifiés par INEO COM Propriétaire : Babylon Réalisés par OPTEOR Rapprochement en cours des environnements techniques GTC/E COMPTAGES GTC/B TELESURVEILLANCE PARTIE HAUTE SUPERVISION RESEAUX CIMPLICITY SUPERVISION + XSGBD commun CITECT BABYLON HIRSCHMANN OPC Réseau Face Public HIRSCHMANN Propriétaire : Babylon PARTIE BASSE AUTOMATES Développer le système d informations techniques CABLAGES Nous débattons ici de : SCHNEIDER : TSX107 et Premium 57 Réalisés par INEO COM WAGO SCHNEIDER : TSX Premium 57 Modifiés par MARCHE Réalisés CABLAGES par COURANTS FAIBLES INEO COM INEO COM Propriétaire : Babylon Réalisés par OPTEOR

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 7 - Gestion de la complexité : l inflation du nombre d informations, la difficulté de leur collecte et du suivi de leurs évolutions. Intrication des systèmes - Schéma global du système GTC - Développer le système d informations techniques, articulation des systèmes GMAO, GTC avec la documentation technique Schéma global du système GTC Services GTC DOMAINE TECHNIQUE & RESEAUX -Informations -Équipements -Installations - Synoptiques fonctions Auto surveillance techniques Infos système RESSOURCES & ENERGIE - Réseaux électriques - Autres ressources Rôles acteurs Droits d accès ORGANISATION GEOGRAPHIQUE ORGANISATION DE L EXPLOITATION Architecture physique du réseau GTC Services GTC DOMAINE TECHNIQUE & RESEAUX -Informations -Équipements -Installations - Synoptiques fonctions Auto surveillance techniques Infos système RESSOURCES & ENERGIE - Réseaux électriques - Autres ressources Rôles acteurs Droits d accès Ce à quoi peut se réduire une GTC lorsqu elle est bâtie à ORGANISATION partir : ORGANISATION DE GEOGRAPHIQUE - D un recueil d informations L EXPLOITATION trop informelles - De progiciels trop rustiques En pratique le développement de fonctions d exploitation riches (suivi des consommations, aide au diagnostic, aide à la maintenance) devient problématique Architecture physique du réseau GTC

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 8 Développer le système d informations techniques La documentation technique, produite en général dans les phases études & projets, est le plus souvent constituée de plans et de schémas. Sous cette forme elle a quelques inconvénients difficiles à surmonter : La difficulté des mises à jours et du suivi les évolutions Les données ne sont pas facilement transférables dans les systèmes informatisés tels les GTC, la GMAO... Les coûts de la duplication et de la compilation des informations est à coup sûr important (il est en pratique difficile de les chiffrer) Les systèmes informatisés, y compris les GTC, nécessitent davantage d informations scripturales que graphiques Congruence des systèmes d informations techniques DOC TECHNIQUE STD, gammes opératoires Nomenclature Plans Organisation domaine Carnets câbles CODIFICATION machines & réseaux GTC GMAO Organisation exploitation Nécessité de changer les principes En pratique dans nos ensembles complexes la documentation technique est trop coûteuse, trop difficile à suivre, trop complexe à coordonner, difficilement transférable. Poser des principes pour mettre en place un système opérant : La recherche de l utilité avec le meilleur rendement au moindre coût, Fixer des objectifs atteignables d un niveau de complexité gérable. Orienter la documentation vers l exploitation Limiter le recours aux plans et aux grands formats En pratique déterminer l effort maximum qui peut être consacré, ensuite optimiser ce qui peut être obtenu dans cette limite.

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 9 Recherche du minimum pratique Le suivi des évolutions du domaine et conjointement celles des systèmes qui aident à le gérer doit être clairement organisé. Il est difficile d imaginer un processus spontané. Une instance de coordination et de contrôle est nécessaire. Constituer le minimum qui permet d assurer la maîtrise global des installations et de construire les systèmes techniques qui les accompagnent (GTC, SSI, GMAO ) : Carnet de câbles Inventaire des équipements Codification des équipements & réseaux (référence GMAO) Localisation géographique Synoptiques fonctionnels /ou position hiérarchique dans les réseaux STD, gammes opératoires Gestion de la complexité technique Le point de vue «GTC», tout particulièrement dans le domaine tertiaire, induit des logiques différentes de celle des automatismes: - Il ne s agit pas d aller du bas vers le haut pour fédérer un ensemble d organes dans une même fonction de production globale. - Il s agit plutôt de procéder du haut vers le bas pour fournir des outils d aide à l exploitation dans une organisation et un domaine structurés (équipes, lots techniques, géographie ). L ensemble des installations constitue un ensemble technique complexe. Il s agit de trouver un optimum qui est à rechercher et à analyser sur différents plans : - La dimension même des installations - Les interdépendances entre les différents lots - La variété des métiers, c'est-à-dire faire la coopération et la coordination des équipes et des entreprises externes - Les évolutions dans le temps : les rénovations se font avec des acteurs, des entreprises et des rythmes différents. Dès lors il faut déterminer comment conserver la cohérence d ensemble. Mon expérience est que l entreprise comme les acteurs ont du mal à imaginer ce qu implique les changements de dimension et à mettre en place les moyens qu il faut. On a tendance à continuer de faire pour 10.000 ou 50.000 ce que l on fait pour 100 ou 1.000. Nous sommes souvent mal «outillés» pour intégrer les implications des changements d échelle. Les architectures proposées en matière de GTC sont d ailleurs à peu près les mêmes pour 1.000 et 50.000 points. Le paramétrage des GTC nécessite de posséder les sources d information qui forment l image des installations supervisées. Pour mettre en œuvre de tels systèmes et plus généralement réaliser une maintenance de qualité il est nécessaire de disposer des sources d informations adaptées. Elles sont onéreuses et difficiles à créer, plus encore à maintenir à niveau dans le temps. Au plan économique il y a un véritable enjeu. Les entreprises aujourd hui recherchent dans leurs activités périphériques des gisements d économies. Depuis deux décennies les moyens logistiques ont été très optimisés. Les activités de maintenance aussi mériteraient des efforts de rationalisation. Mais cela suppose d avoir la réelle maîtrise des installations.

D. Jaouen d.jaouen@cite-sciences.fr Voir la maintenance autrement autour des projets et des systèmes GTC de la Cité des Sciences Sommaire Préambule... La cité des Sciences et de l Industrie... La mission de la Cité... Organisation interne et installations... Le service SGTS... Les projets GTC... GTC des expositions (GTC/E)... Services de la GTC des Expositions... Organisation de la maintenance... Qualité et limites du modèle... Modèles et organisation de la maintenance des GTC... Rapprochement organisationnel... Trois modèles de maintenance sur trois systèmes différents... Rapprochement technique des systèmes... Développer le système d informations techniques... Schéma global du système GTC... Développer le système d informations techniques... Gestion de la complexité technique...

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 2 Préambule J essaye ici d apporter un autre point de vue sur la maintenance. Il ne s agit pas d opposer un point de vue à un autre mais de porter un regard complémentaire. Le sujet ne se situe pas sur le plan directement technique, au sens de maintenir tel ou tel organe dans tel ou tel domaine technique. Je dois d ailleurs vous avouer que je serais bien en peine d agir si l on me mettait avec une caisse à outil devant une armoire électrique ou un moteur J ai en fait commencé de travailler dans ce domaine sur un projet de rénovation de GTC (celle des expositions de la Cité des Sciences), comme informaticien. Il s agit aussi du domaine tertiaire et non pas industriel. Cela induit des points de vue et des logiques différentes. Il s agit de se placer sur le plan de la gestion globale de maintenance d un ensemble technique complexe. C'està-dire déterminer les conditions d un résultat satisfaisant, sinon parfait, à un coût économique que l entreprise réussit à assumer En bref il s agit de trouver un optimum. La cité des Sciences et de l Industrie (dénommée ensuite CSI) La mission de la Cité La Cité des Sciences et de l'industrie (CSI), située dans le parc de la Villette est un établissement public (EPIC) indépendant qui a pour vocation d'accueillir le plus grand nombre et qui a comme mission générale de diffusion et de vulgarisation des savoirs scientifiques et industriels. Il s agit d un centre culturel proposant de multiples activités à ses publics qui, par leur complémentarité et la diversité des moyens mis en oeuvre, sont à l'origine du message qu'elle cherche à transmettre : expositions, médiathèques, salles de cinéma, conférences, activités enfants Le bâtiment de la Cité est l œuvre de l'architecte Adrien Fainsilber. Il mesure 270 m de long, 90 m de large et 40 m de hauteur. La Cité, qui reçoit environ 3 millions de visiteurs par an. Quelques 35 000 m² y sont consacrés aux expositions. Organisation interne et installations La CSI est structurée en directions ayant chacune un domaine d'activités précis, elles même divisées en départements. La Direction des Services Techniques, de la Sécurité et des Systèmes d Informations (DSTSSI) assure la maintenance et les évolutions du bâtiment et de ses installations techniques. C est en son sein qu agit le service que j anime. Les installations techniques sont à la dimension de ce très grand bâtiment dont le volume dépasse trois fois celui du centre Pompidou. Par exemple la GTC du bâtiment (GTC/B) gère l ensemble des lots techniques suivants : - Electricité HT/BT et Groupes électrogènes, TGBT, TBT - CVCD - Plomberie - production d énergie des groupes froids - certaines installations de sécurité concernant la sécurité des personnes ou la protection incendie (PIA, ventilateurs de désenfumage ) Pour l ensemble des bâtiments de la CSI (le bâtiment principal, la Géode et les bâtiments annexes administratifs et techniques). Il se compose pour l essentiel : d un réseau Hirschmann (7 sous-réseaux en boucle). en partie basse, de matériels Schneider Electric SA (48 API TSX Premium), Merlin Gérin (60 SEPAM), Honeywell (70 régulateurs Excel500) en partie haute, d une supervision CITECT (4 serveurs de communications, 2 serveurs d alarmes, 10 postes de supervision). Sur le plan technique le système gère environ : - 23.000 points externes (environ 16.000 par liaison de communication, 7.000 informations câblées) - 27.000 variables de supervision, 1.000 trends - 600 synoptiques principaux

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 3 Le service SGTS (Service des systèmes de gestion techniques et de sécurité) Mon rôle dans la Cité des Sciences est d animer le service qui a la charge de la maintenance des systèmes dits «courants faibles» du bâtiment. Ce service est naturellement positionné dans la direction technique. Ces systèmes couvrent deux grands types de fonctions : - les systèmes de sécurité incendie et les systèmes de sûreté (contrôle d accès, télésurveillance et vidéosurveillance) - les systèmes de gestion technique qui regroupent deux grands systèmes dédié l un au bâtiment, l autre aux expositions. Ils ont pour finalité d aider à l exploitation des installations techniques et des utilités. Le service n assure pas l exploitation mais seulement la maintenance. Les projets GTC GTC des expositions (GTC/E) Nous débattons ici de : - l organisation fonctionnelle du système : organisation du domaine et de l exploitation - l apport d une architecture et d un outil de configuration adapté : glissement de la maintenance système dans l exploitation courante La GTC/E remplit une fonction technique de gestion de la distribution BT, celles des éclairages des espaces d expositions et des éléments de présentations au public (éléments d expositions). Le système assure les fonctions usuelles des supervisions et la gestion calendaire des mise en et hors service. Organisation de l exploitation et de la maintenance GTC/E Deux fonctions particulières font l originalité du système. Ces deux fonctions analysées et prises en compte dès l origine ont justifié le développement d une architecture adaptée. 1) Les régies d expositions (unités autonomes gérant un ensemble d îlots thématiques) sont autonomes dans la conduite et la supervision de leurs expositions. Le système intègre l organisation hiérarchique de l exploitation et du domaine des expositions. Pour les interfaces graphiques de la supervision cela ne présentait pas de difficulté particulière. En revanche la structuration des informations imposait une base de données. Celle-ci permet en particulier la gestion des historiques et des calendriers dans la logique des utilisateurs, selon leur vocabulaire : régie, îlots, éléments thématiques etc. Domaine = Expositions de la C.S.I. Régie Générale Régies d Espace Îlots Éléments Équipements Infos GTC/E

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 4 Mode d exploitation de la base : RC_EXPL LISTE DES DONNEES ARCHIVEES - EXTRACTION Identifiant Regie generale RDE Regie Direction des Expositions Libelle Regie d espace NORD Regie d espace Nord Ilot MATH Ilot Mathematique Element 1034 Esprit des maths Famille d equipement APC Famille APC Type d equipement 01 Type d equipement 1 Equipement APC011 Equipement 1 de l esprit des maths TBT TBT1 Tableau basse tension 1 Famille de point Point Date / heure de début 03/11/1996 13:50 Date / heure de fin 03/11/1996 16:00 Etats Apparition Type d information Evenement Acquittement Alarme priorite haute Disparition Alarme priorite moyenne Combiné avec les evenements systemes Alarme priorite basse Nombre d occurrences trouvées : 6 Lister Effacer Extraire Afficher Quitter Count:*0 v <Insert> 2) Nous avions une seconde contrainte : Le régisseur central qui maintient le système devait par ses propres moyens pouvoir paramétrer les nouvelles expositions de manière fiable et économique. Il devait pouvoir seul modifier jusqu à 20% du domaine annuellement (1200 points câblés, environ 250 éléments d expositions). Cela a justifié le développement d une architecture particulière. Les choix ont été les suivants : - Le système a été développé sur une base standard : automates Schneider, réseau Hirschmann, Supervision Cimplicity de GE Fanuc. - L intégrateur lui a adjoint un logiciel de configuration permettant de décrire tant le domaine que les raccordements à la GTC. Ce configurateur permet de charger à la fois la base de points de la supervision et celle des automates par des tables de paramétrage. - C est également la description du domaine et de l exploitation faite dans ce configurateur qui permet d extraire et de présenter les données historisées dans la logique de l exploitant des expositions. IH M Graphique S u p e rv is io n BD Historique IH M Historiques Points SPV Organisation dom aine Calendriers Configurateur A u to m a te s Traitem ents et points

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 5 Qualité et limites du modèle GTC/E Le point faible est indubitablement d être tombé dans le travers du développement spécifique avec les inconvénients suivants : - un développement fastidieux - un faible degré d évolutivité L offre logicielle est aujourd hui plus étoffée. Aujourd hui pour atteindre la même cible nous utiliserions un progiciel objet adossé sur une base de données relationnelle (il en existe quelques uns de qualité ce qui n était pas le cas à l époque). A noter que cela ne permet pas de faire l impasse sur l analyse préalable et de la mise en forme systématisée des informations Le modèle avait en revanche quelques points forts : - son adaptation à l organisation du domaine et de l exploitation, - l interopérabilité au niveau des données clairement codifiées et rattachées aux entités exploitées et maintenues. - Le faible coût et la rapidité des évolutions du domaine, grâce à l effort fait en amont durant le projet. Modèles et organisation de la maintenance des GTC Rapprochement organisationnel de la maintenance des GTC (GTC/B, GTC/E et Télésurveillance) Le rapprochement des trois systèmes représente un objectif global à terme. Nous ne visons pas à les fusionner complètement mais à standardiser les choix techniques et à les rendre interopérables. Il comprend 1. le choix d une supervision unique pour la GTC/E et la GTC/B 2. l interopérabilité entre les systèmes se fera au travers d un protocole de communication OPC qui assurera l ensemble des communications entre les automates et les supervisions, 3. la banalisation et l interconnexion des réseaux des trois systèmes (couverture globale du site) 4. l usage d un même marché de câblages courants faibles pour la rationalisation de coûts 5. une seule équipe d exploitation - maintenance des systèmes GTC, avec une forte compétence interne pour assurer la maîtrise globale Trois modèles de maintenance sur trois systèmes différents La CSI a connu trois modèles de maintenance différents ayant des coûts économiques très différents. Modèle de la GTC/E : un système très adapté au contexte et qui est mis en œuvre de manière autonome. A chaque nouvelle expositions les matériels sont redéployés. Outre le salaire de la personne s en occupant, les coûts sont pratiquement restreints aux câblages (bus de terrain, raccordement capilaires). Modèle GTC/B (ancien système, jusqu à 1998) : maintenance externe dimensionnée à la taille du système, c'està-dire onéreuse. A long terme la CSI a tendance à perdre la maîtrise des installations. Modèle de la télésurveillance. Les évolutions sont assurées à l unité sur un marché à commande. Les coûts unitaires sont très élevés. Cela est aggravé par le choix d une solution «propriétaire». Implication du modèle sur les coûts Coûts en % Analyse Télésurveillance Capteurs 22 % Câblages 34 % Coffrets et automates 19 % Etudes 6 % Main d œuvre (raccordement, 19 % tests, paramétrages) Total 100 %

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 6 Les coûts des extensions de la GTC/E sont réduites aux seuls travaux de câblage, trois fois moins élevées que celles de la Télésurveillance en transposant cette répartition. Malgré le regroupement des ressources la réduction de coûts ne pourra pas être aussi favorable que dans le cas de la GTC/E. L activité devra être adossée sur un marché de prestations externes (notamment les astreintes). Rapprochement technique des systèmes Les technologies présentes dans les différents systèmes. Nous rapprochons les systèmes de la Télésurveillance et du comptage public qui sont apparentés dans leur structure aux GTC. Il faut néanmoins remarquer que la GTC/B excède en taille et en diversité la totalité des autres systèmes. GTC/E COMPTAGES GTC/B TELESURVEILLANCE PARTIE HAUTE SU PERVISION RESEAUX CIMPLICITY X CITECT BABYLON HIRSCHMANN Réseau Face Public HIRSCHMANN Propriétaire : Babylon PARTIE BASSE AUTOMATES CABLAGES SCHNEIDER : TSX107 et Premium 57 Réalisés par IN EO C OM WAGO Réalisés par INEO C OM SCHNEIDER : TSX Premium 57 Modifiés par IN EO C OM Propriétaire : Babylon Réalisés par OPTEOR Rapprochement en cours des environnements techniques GTC/E COMPTAGES GTC/B TELESURVEILLANCE PARTIE HAUTE SUPERVISION RESEAUX CIMPLICITY SUPERVISION + X SGBD commun CITECT BABYLON HIRSCHMANN OPC Réseau Face Public HIRSCHMANN Propriétaire : Babylon PARTIE BASSE AUTOMATES CABLAGES SCHNEIDER : TSX107 et Premium 57 Réalisés par INEO COM WAGO SCHNEIDER : TSX Premium 57 Réalisés par Modifiés par MARCHE CABLAGES COURANTS FAIBLES INEO COM INEO COM Propriétaire : Babylon Réalisés par OPTEOR

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 7 Développer le système d informations techniques Nous débattons ici de : - Gestion de la complexité : l inflation du nombre d informations, la difficulté de leur collecte et du suivi de leurs évolutions. Intrication des systèmes - Schéma global du système GTC - Développer le système d informations techniques, articulation des systèmes GMAO, GTC avec la documentation technique Schéma global du système GTC Services GTC DOMAINE TECHNIQUE & RESEAUX -Informations -Équipements -Installations - Synoptiques fonctions Auto surveillance techniques Infos système RESSOURCES & ENERGIE - Réseaux électriques - Autres ressources Rôles acteurs Droits d accès ORGANISATION GEOGRAPHIQUE ORGANISATION DE L EXPLOITATION Architecture physique du réseau GTC Services GTC DOMAINE TECHNIQUE & RESEAUX -Informations -Équipements -Installations - Synoptiques fonctions Auto surveillance techniques Infos système RESSOURCES & ENERGIE - Réseaux électriques - Autres ressources Rôles acteurs Droits d accès Ce à quoi peut se réduire une GTC lorsqu elle est bâtie à ORGANISATION partir : ORGANISATION DE GEOGRAPHIQUE - D un recueil d informations L EXPLOITATION trop informelles - De progiciels trop rustiques En pratique le développement de fonctions d exploitation riches (suivi des consommations, aide au diagnostic, aide à la maintenance) devient problématique Architecture physique du réseau GTC

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 8 Développer le système d informations techniques La documentation technique, produite en général dans les phases études & projets, est le plus souvent constituée de plans et de schémas. Sous cette forme elle a quelques inconvénients difficiles à surmonter : La difficulté des mises à jours et du suivi les évolutions Les données ne sont pas facilement transférables dans les systèmes informatisés tels les GTC, la GMAO... Les coûts de la duplication et de la compilation des informations est à coup sûr important (il est en pratique difficile de les chiffrer) Les systèmes informatisés, y compris les GTC, nécessitent davantage d informations scripturales que graphiques Congruence des systèmes d informations techniques DOC TECHNIQUE STD, gammes opératoires Nomenclature Plans Organisation domaine Carnets câbles CODIFICATION machines & réseaux GTC GMAO Organisation exploitation Nécessité de changer les principes En pratique dans nos ensembles complexes la documentation technique est trop coûteuse, trop difficile à suivre, trop complexe à coordonner, difficilement transférable. Poser des principes pour mettre en place un système opérant : La recherche de l utilité avec le meilleur rendement au moindre coût, Fixer des objectifs atteignables d un niveau de complexité gérable. Orienter la documentation vers l exploitation Limiter le recours aux plans et aux grands formats En pratique déterminer l effort maximum qui peut être consacré, ensuite optimiser ce qui peut être obtenu dans cette limite. Recherche du minimum pratique Le suivi des évolutions du domaine et conjointement celles des systèmes qui aident à le gérer doit être clairement

D. Jaouen Cité des Sciences & de l industrie mars 2007 9 organisé. Il est difficile d imaginer un processus spontané. Une instance de coordination et de contrôle est nécessaire. Constituer le minimum qui permet d assurer la maîtrise global des installations et de construire les systèmes techniques qui les accompagnent (GTC, SSI, GMAO ) : Carnet de câbles Inventaire des équipements Codification des équipements & réseaux (référence GMAO) Localisation géographique Synoptiques fonctionnels /ou position hiérarchique dans les réseaux STD, gammes opératoires Gestion de la complexité technique Le point de vue «GTC», tout particulièrement dans le domaine tertiaire, induit des logiques différentes de celle des automatismes: - Il ne s agit pas d aller du bas vers le haut pour fédérer un ensemble d organes dans une même fonction de production globale. - Il s agit plutôt de procéder du haut vers le bas pour fournir des outils d aide à l exploitation dans une organisation et un domaine structurés (équipes, lots techniques, géographie ). L ensemble des installations constitue un ensemble technique complexe. Il s agit de trouver un optimum qui est à rechercher et à analyser sur différents plans : - La dimension même des installations - Les interdépendances entre les différents lots - La variété des métiers, c'est-à-dire faire la coopération et la coordination des équipes et des entreprises externes - Les évolutions dans le temps : les rénovations se font avec des acteurs, des entreprises et des rythmes différents. Dès lors il faut déterminer comment conserver la cohérence d ensemble. Mon expérience est que l entreprise comme les acteurs ont du mal à imaginer ce qu implique les changements de dimension et à mettre en place les moyens qu il faut. On a tendance à continuer de faire pour 10.000 ou 50.000 ce que l on fait pour 100 ou 1.000. Nous sommes souvent mal «outillés» pour intégrer les implications des changements d échelle. Les architectures proposées en matière de GTC sont d ailleurs à peu près les mêmes pour 1.000 et 50.000 points. Le paramétrage des GTC nécessite de posséder les sources d information qui forment l image des installations supervisées. Pour mettre en œuvre de tels systèmes et plus généralement réaliser une maintenance de qualité il est nécessaire de disposer des sources d informations adaptées. Elles sont onéreuses et difficiles à créer, plus encore à maintenir à niveau dans le temps. Au plan économique il y a un véritable enjeu. Les entreprises aujourd hui recherchent dans leurs activités périphériques des gisements d économies. Depuis deux décennies les moyens logistiques ont été très optimisés. Les activités de maintenance aussi mériteraient des efforts de rationalisation. Mais cela suppose d avoir la réelle maîtrise des installations.