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07/05/2018 - SAMMY SOETAERT

SURVEILLANCE ET MAINTENANCE A DISTANCE: UN ETAT DES LIEUX

▲ Remote condition monitoring laat toe om op afstand uw installaties te bewaken. De gegenereerde data kunnen eenvoudig worden weergegeven op operatorniveau
▲ La surveillance des conditions à distance permet de surveiller vos installations à distance. Les données générées peuvent être restituées au niveau de l’opérateur

Quelques points d’attention pour maximiser votre profit

Cela semble naturellement attractif: surveiller les données de vos installations critiques à distance, laisser s’exécuter certaines actions sans devoir se rendre sur place et recevoir des messages quand un niveau de capteur déterminé est dépassé. Ceci ne peut certainement pas poser de problèmes en ces temps d’Internet of Things, Connected Enterprises et Big Data. Et pourtant?

▲ Remote condition monitoring laat toe om op afstand uw installaties te bewaken. De gegenereerde data kunnen eenvoudig worden weergegeven op operatorniveau

VOUS ASSUREZ LE SUCCES DES INTERVENTIONS A DISTANCE

Un recul des connaissances techniques spécialisées sur les pompes et les vannes, un manque de personnel, des installations éloignées ou l’absence d’un service technique:les raisons invoquées par les entreprises pour l’intégration d’un système de surveillance à distance sont très diverses. Admettez-le, pouvoir suivre à distance quelques indicateurs-clé de vos installations procure un certain degré de confort. Mais est-ce que cela offre aussi la certitude? Celui qui est peu familiarisé avec un tel système est vite confronté à quelques questions pertinentes. Dans ce qui suit, nous répondons à ces questions.

QUELLES PIECES ET QUELLES PIECES DOIS-JE FAIRE SURVEILLER?

D’emblée un exercice intéressant pour mettre en pratique vos connaissances de l’installation car l’implémentation réussie d’un système de surveillance à distance dépend des connaissances de l’installation. Les grandeurs qui peuvent être incluses dans un tel système sont infinies en théorie. La seule question est ide savoir si la grandeur que vous mesurez peut effectivement évoquer les performances du composant en question. C’est pourquoi les connaissances de l’installation sont très importantes. Par exemple, vous pourriez placer un enregistreur de vibrations et faire surveiller ses mesures à distance pour aboutir à la constatation que les vibrations dépendent surtout du liquide traité à ce moment-là.

Le problème: vous ne pouvez pas voir à distance quel liquide est traité à ce moment-là, seul l‘opérateur sur place le sait. Un autre exemple marquant issu de la pratique est un robot qui a été largement surveillé à distance. L’un des nombreux signaux de mesures suivis était le courant prélevé par le ventilateur, avec comme idée sous-jacente que ceci renseignait sur la température interne. Cette courbe montrait parfois des pics et des baisses inexplicables. Après une étude approfondie sur place, le malfaiteur fut vite trouvé. Comme un drive dans le robot était assez bruyant, un ouvriera placé, l’air de rien, une planche devant la grille du ventilateur. 

"Comme un drive dans le robot était assez bruyant, un ouvriera placé, l’air de rien, une planche devant la grille du ventilateur. "

▲ a surveillance sans fil est populaire  sur des installations mobiles
▲▼ La surveillance sans fil est populaire sur des installations mobiles

La conséquence étaitnaturellement que la chaleur ne pouvait plus s’échapper, si bien que le ventilateur devait tourner plus fort et prélevait encore plus de courant. Lorsqu’on a juxtaposé la durée de l’anomalie et le comportement de travail du travailleur, le lien est devenu évident. C’est un simple exemple qui illustre que la pratique diffère souvent de la théorie. Il faut donc examiner par élément quelle est la meilleure grandeur de surveillance possible pour conserver le bon fonctionnement. La dissipation de chaleur croissante peut être une très bonne indication d’une erreur interne mais la question se pose aussitôt de savoir comment mesurer au mieux cette dissipation et comment inclure les facteurs environnementaux et les influences saisonnières dans l’évaluation des résultats.

De plus, la forme peut aussi changer: mesurez-vous la température de surface de la pompe, la température interne, la température de l’huile ou une combinaison de celles-ci? Et prenez-vous la température absolue comme critère ou le niveau de hausse/baisse? Et quelle est l’influence de la température de la substance pompée? Vous remarquez d’emblée qu’il n’est pas si évident de se lancer dans la surveillance à distance, et que quand nous parlons de surveillance ‘à distance’, le but est aussi d’avoir une certaine continuité, car le but n’est pas de devoir vous rendre sur place à tout bout de champ pour adapter la sensorique. Celui qui veut prendre des décisions à distance doit veiller à disposer d’infos en suffisance pour analyser correctement les infos obtenues. Autrement c’est la porte ouverte aux actions erronées et aux arrêts inutiles.

L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE AMENE LA REVOLUTION

▲ Remote condition monitoring laat toe om op afstand uw installaties te bewaken. De gegenereerde data kunnen eenvoudig worden weergegeven op operatorniveau
▲▼ La surveillance sans fil est populaire sur des installations mobiles

L’importance des connaissances et de l’expérience dans le réglage d’un programme de surveillance à distance ne peut pas être perdue de vue. Nous connaissons tous un opérateur expérimenté qui parvient à déterminer purement par l’audition qu’une machine fonctionne comme il faut. Hélas ces personnes se font rare et cette forme d’artisanat disparaît.

Ou pas totalement? Un développement intéressant est l’intelligence artificielle, permettant d’apprendre une aptitude à un réseau autodidacte. Appliqué à la détermination auditive des problèmes comme le fait l’opérateur, ce système compare les données de mesure des capteurs à ultrasons à l’input reçu des techniciens. Le logiciel apprend par lui-même à établir des liens. Les logements de paliers, les paliers qui ne fonctionnent plus bien, les problèmes d’alignement et tous les autres problèmes possibles se déroulent, chacun, selon un spectre ultrasonique unique.

En identifiant ces modèles et en les appariant à l’expérience humaine, on peut développer une intelligence qui apprend à reconnaître les problèmes entendus par les opérateurs expérimentés. Dans ce cas, on peut éviter que ce genre de connaissances auditives disparaît par la surveillance à distance..

COMMENT COMMUNIQUER?

Nous parlons naturellement de surveillance à distance, donc la communication est également importante. Cela peut se faire via différents protocoles. TCP/IP a pris son envol ces dernières années. La largeur de bande et la vitesse en font un milieu extrêmement adéquat pour obtenir de grands paquets de données de façon rapide et efficace. De plus, il est omniprésent et cette proximité fait que chacun y est familiarisé et qu’il s’intègre aisément dans les autres systèmes industriels qui travaillent via TCP/IP.

FONCTIONNEMENT SANS FIL

Dans la surveillance des conditions à distance, travailler sans fil est naturellement un plus, car il ne faut pas poser de câblage entre le capteur et le récepteur. De plus, le travail sans fil est un grand avantage pour certaines installations, comme pour les éléments mobiles et les installations dans des environnements difficiles (humidité, ATEX). On utilise souvent comme protocoles Zigbee, Wireless Hart, Bluetooth et wi-fi (voir tableau). Pour prévoir la communication avec le reste de l’installation, on passe au câblage physique ou à une connexion GPRS.

QUI FAIT QUOI?

Une question importante, et peut-être la principale à l’avenir. Nous voyons que trois voies sont empruntées.

1. Entièrement autonome

▲ Remote condition monitoring laat toe om op afstand uw installaties te bewaken. De gegenereerde data kunnen eenvoudig worden weergegeven op operatorniveau
▲ La surveillance des conditions peut être intégrée dans le système opérationnel d’une entreprise 

La première voie est de le faire comme entreprise entièrement autonome. Cela peut parfaitement fonctionner, certainement si les connaissances de l’installation sont d’un certain niveau et si l’on ne doit pas faire de prévisions trop élevées. Un exemple de l’industrie des processus est la surveillance d’une vanne dans une installation d’épuration des eaux privée en fonctionnement. On avait parfois des problèmes avec une vanne qui ne s’ouvrait pas assez, si bien que le débit dans un tuyau d’amenée devenait trop élevé. Ce faisant la vitesse du courant était trop grande pour le filtre en première ligne qui sépare les particules grossières de l’eau sale. Le résultat était que des particules trop grandes se frayaient un chemin dans l’installation d’épuration, ce qui a conduit à des obstructions et des difficultés avec le dispositif d’agitation. Pour éviter les problèmes, un opérateur venait contrôler l’installation visuellement quatre fois par jour pour voir si la vanne était assez ouverte. Une méthode de travail compliquée à laquelle il a été aisément remédié par un détecteur de position de vanne. L’opérateur ne venait voir que lorsqu’elle relevait un problème. Une meilleure solution mais l’entreprise estimait que ce n’était pas encore suffisant et a aussi placé un capteur d’angle. Celui-ci mesure constamment la position de la vanne et la communique à l’opérateur. Il la consigne dans une simple feuille de calcul Excel et grâce à l’expérience acquise, il peut intervenir de façon préventive s’il constate que les données dépassent un seuil précis. Le défi est encore bien plus grand quand les grandeurs à mesurer sont plus difficiles à illustrer dans un schéma simple et que l’installation est plus étendue.

2. Avec une partie externe

▲ Ook externe opvolging is steeds vaker een mogelijkheid
▲ Le suivi externe est toujours aussi une possibilité

La seconde voie est de faire exécuter la surveillance par une partie externe C’est surtout l’émergence du cloud qui a libéré la voie pour cette sorte de ‘third parties’. Elles viennent dans l’entreprise, commentent les points névralgiques dans l’installation et cherchent la meilleure façon de les éviter. Après la pose des capteurs requis (température, vibrations, qualité de graissage, …) et les appareils de communication, elles déterminent avec vous le modus operandi. Finalement, vous déterminez ce qu’elles doivent faire exactement et quand elles doivent vous avertir en cas de problème. Elles identifient les problèmes en procédant notamment à des analyses de tendance sur les données de capteur. L’émergence de l’intelligence artificielle et d’algorithmes intelligents font que l’on peut enregistrer d’excellents résultats prédictifs. Cela n’a pas non plus échappé aux fabricants de pompes et de moteurs.

3. Par le fabricant

Les fabricants sont un troisième groupe. Jusqu’il y a peu, la méthode de travail était simple: ils vendaient une pompe et si celle-ci cassait quelques années plus tard, ils la remplaçaient par un autre exemplaire. Cette méthode de travail pose deux problèmes: primo elle est chère et secundo le remplacement induit un arrêt imprévu. De plus, un remplacement un pour un n’est parfois plus possible après quelques années, si bien que l’installation nécessitait des travaux radicaux pour reprendre les activités. L’émergence des parties externes telles que les surveillants d’installation crée aussi une certaine inquiétude chez les fabricants. Quid si leurs moteurs chauffent systématiquement plus vite que ceux d‘un concurrent tandis qu’ils travaillent dans la même application? Leur nom et réputation sont donc en jeu dans un certain sens. C’est un réflexe compréhensible de les voir tenter de tirer un peu la couverture à eux. De plus, ils promettent à leurs clients une certaine plus-value, en faisant tourner des algorithmes sur leurs données qui peuvent être utilisés pour des tâches diverses qui vont plus loin que la surveillance des conditions. Songez au suivi de la consommation d’énergie en fonction des prix du moment ou adapter les flux en temps réel parce qu’une pompe reste moins bien sous les conditions dominantes. La surveillance à distance devient ainsi un instrument qui dépasse le stade de la pure communication de données.