Protocole OPC-UA pour communiquer avec les machines en production

Dans cet article nous allons évoquer le protocole OPC-UA pour communiquer avec les machines en production. Nous verrons notamment comment nous le mettons en oeuvre dans l’optimisation et le pilotage de la production industrielle.

Qu’est-ce que le protocole OPC-UA?

Le protocole OPC-UA (ou Open Platform Communications Unified Architecture) est, comme son nom l’indique, un protocole de dialogue. Il est utilisé par les machines et automates dans l’industrie et permet l’échange de données avec des systèmes tiers. OPC-UA est un véritable protocole de communication avec les automates.

Il permet par exemple d’envoyer des informations en temps réel depuis les machines vers un logiciel MES.

Faire communiquer les machines avec OPC-UA

Les machines et automates génèrent des données qu’elles enregistrent dans un serveur OPC. Les clients OPC récupèrent alors ces informations.

Serveur OPC

Le serveur OPC est le lieu où se trouvent les données générées par un ou plusieurs automates. Les informations accessibles dans ce serveur sont par exemple:

• le relais de sécurité d’une porte,
• une cellule de comptage,
• la position d’un gabarit,
• une température de soudure,
• …

Généralement, le serveur OPC contient une grande quantité d’informations. Elles sont alors disponibles pour les clients OPC tels les logiciels MES ou les ERP. Ce sont la plupart du temps des données temps réel.

Client OPC

La liste des informations disponibles dans le serveur OPC est clairement identifiée. Ainsi chaque donnée porte un identifiant unique et un libellé clair.

Le client OPC récupère alors les données opportunes. Les informations ainsi récupérées dans le cadre de l’amélioration continue sont par exemple:

• une cellule de comptage: un arrêt de comptage pourra signifier un arrêt de production et générer des actions d’identification de cause et d’amélioration.
• une température de process: une variation de température inattendue pourra être analysée et conduire à des axes de progrès.
• …

La récupération des informations se fait par une sélection des données dans la liste fournie par le serveur. Le protocole OPC facilite cet échange.

En savoir plus sur le logiciel MES myScore

Dans la pratique, comment utilise-t-on OPC dans l’usine?

Nous l’avons vu, les machines et automates génèrent une grande quantité d’informations. La première étape consiste donc à sélectionner les données opportunes pour remplir l’objectif.

Sélection des données

Cette étape est majeure dans le cadre du projet. En effet, les cas d’usages sont nombreux selon que l’on parle d’échange avec un ERP, un middleware ou un logiciel MES.

Dans cet article j’évoquerai le cas de l’optimisation d’usine avec le logiciel de performance myScore.

En savoir plus sur l’optimisation d’usine

Dans ce cadre, nous choisissons des données qui reflètent:

• le rendement des machines,
• la qualité des produits,
• la fiabilité des process,
• ou la consommation d’énergies.

Bien entendu, cette liste n’est pas exhaustive et reflète chaque cas d’usage qui est unique.

Exploitation des données issues du protocole OPC-UA

Une fois que l’équipe projet a choisi les données Ad Hoc il convient de les exploiter. Ici, le logiciel de performance fournit toutes les fonctionnalités pour analyser ces informations de terrain.

Ces fonctionnalités sont:

• Une interface simple pour capter les informations OPC,
• Puis les associer à des événements ou des causes, contextualisés,
• Pour dresser des tableaux de bord d’atelier ou d’analyse.

Découvrir les différents types de tableaux de bord de production

L’exemple qui suit illustre un cas d’usage courant pour l’optimisation d’atelier:

Données choisies:

• comptage de pièces pour définir les arrêts,
• état de capteurs pour définir les causes d’arrêts,
• comptage des rebuts pour définir le taux de rebuts.

Exploitation de ces données:

• calcul du TRS,
• calcul du taux de rebuts,
• définition des causes d’arrêts les plus fréquentes,
• définition des causes générant les temps d’arrêts les plus longs.

Tableaux de bord résultants:

• temps réel atelier,
• Pareto des causes pour la maintenance,
• analyse générale pour le contrôle de gestion.

Le protocole OPC-UA en conclusion

OPC standardise le dialogue avec les machines et automates. Les informations sont ainsi très simples à exploiter par un système tiers. Les cas d’usages sont variés depuis le logiciel MES ou l’ERP. Et l’utilisation des données de production générées par les machines en temps réel, sont un véritable atout dans le cadre de l’optimisation d’usine.

Questions fréquentes