RAMI 4.0 : le modèle architectural de référence tridimensionnel

Vue d'ensemble

Modèle architectural de référence pour Industrie 4.0 (RAMI 4.0)  

Modèle architectural de référence pour Industrie 4.0 (RAMI 4.0)

  • Le modèle architectural de référence du projet d'avenir Industrie 4.0 (RAMI 4.0) fut présenté lors de l'édition 2015 de la Hannover Messe.
  • En raison de sa complexité et de sa représentation tridimensionnelle inhabituelle, l'utilisation de RAMI 4.0 se révèle en partie complexe.

Application

Pyramide d'automatisation RAMI 4.0  

Une pyramide d'automatisation étendue pour RAMI 4.0

Selon le glossaire de la commission VDI/VDE-GMA 7.21, Industrie 4.0 est un modèle de référence défini comme modèle utilisé à des fins générales permettant de déduire des modèles spécifiques.

Il existe de nombreux exemples dans la pratique. Le modèle ISO/OSI à 7 couches est le modèle de référence le plus connu pour les protocoles réseau. L'avantage qui résulte de l'exploitation de tels modèles réside dans la compréhension commune pour les fonctionnalités de chaque couche ainsi que pour les interfaces définies entre les couches.

Lors du développement de RAMI 4.0, la production industrielle fut une priorité en termes de champ d'application. L'éventail est large, du domaine de la fabrication discrète à la technique de procédés. En se concentrant sur la production industrielle, le projet d'avenir Industrie 4.0 délimite l'approche globale IdO (Internet des objets) de l'Industrial Internet Consortium (IIC).

Solution

Une représentation basée sur les rôles dans RAMI 4.0  

Une représentation basée sur les rôles dans RAMI 4.0

Le modèle d'architecture nécessite une représentation tridimensionnelle. Les niveaux de hiérarchie des installations de fabrication interconnectées par Internet, le cycle de vie des installations et produits ainsi que la représentation informatique d'un composant industriel 4.0 sont définis sur les trois axes du RAMI 4.0. Les niveaux hiérarchiques sont sensiblement identiques à la pyramide d'automatisation.

La description du cycle de vie des installations et des produits avec les chaînes de création de valeur correspondantes se base sur le projet de norme CEI 62890 qui différencie le type de l'instance. La formation du type d'un produit se réalise en plusieurs phases au cours du processus de développement et aboutit avec la validation d'une version de produit spécifique. Sur la base du type validé pour la production en série, l'installation fabrique les produits que l'on définit comme étant les instances du type. L'obsolescence ou les améliorations des composants peuvent requérir des modifications de produits. Ces modifications sont apportées au niveau du type et résultent, à la fin du processus et après validation des ajustements, en une nouvelle version de produit qui est déployée au niveau de la fabrication.

Les données générées dans les chaînes de processus sont d'ores et déjà largement disponibles sous forme numérique. Elles sont ensuite traitées dans les systèmes PLM et ERP. La fabrication de produits individuels exige ici de pouvoir sauvegarder les données transmises par les clients pour la fabrication de ses instances dans un format électronique adapté et dans les systèmes informatiques parmi les données relatives aux instances. Ces données doivent être disponibles durant l'ensemble du cycle de vie de l'instance et reliées au type correspondant.

La représentation informatique d'un composant industriel 4. 0 est visualisée sur l'axe vertical au moyen de six couches empilées l'une sur l'autre (layer). Le point de vue des processus commerciaux, des descriptions fonctionnelles, des copies de données, des comportements de communication y compris la Quality of Service (QoS) ainsi que de la liaison des actifs par le biais d'une couche d'intégration sont mis en évidence par les couches. Outre les éléments physiques tels que les composants, les machines, les installations ou les câbles, l'Asset Layer comprend également les données provenant des processus de développement.

Les données provenant de la production et partiellement propres aux clients pour une instance spécifique doivent être également considérées en tant qu'actif. Grâce à l'identification claire de tous les composants Industrie 4.0, la disposition de l'ensemble des actifs accroît la marge de manoeuvre pour permettre une gestion des actifs. Un tel scénario facilite en outre l'analyse des menaces à réaliser pour les installations de fabrication en raison de la sécurité informatique.

Conclusion

De nombreux utilisateurs se demandent, dans le cadre de l'Industrie 4.0, où doivent être classés les systèmes de communication industrielle établis et si le rôle de ces derniers seront modifiés à l'avenir.

Force est de constater que les protocoles, tels que les actifs jusqu'ici (p. ex les appareils de terrain), se connectent par le biais d'une intégration et d'une couche de communication (p. ex Profinet). En 2016, les premières applications d'une communication conforme à l'industrie 4.0 de même qu'une représentation des informations devraient voir le jour et pouvoir être testées dans des applications d'essais grâce aux améliorations complémentaires des composants de l'Industrie 4.0 ainsi qu'à une enveloppe de gestion (de l'anglais « administration shell »).

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