La numérisation dans le domaine de l’électricité automobile – État de la technique Article technique du Dr Peter Geigle
Contexte
Le terme « Industrie 4.0 » décrit depuis des années une tendance accompagnée des termes « IoT » (Internet of Things – l’Internet des objets) ou « Ubiquitous Computing » (informatique ubiquitaire). En d’autres termes, des fonctions ou processus sont reliés entre eux. Souvent via Internet, afin d’analyser au moyen d’algorithmes ou unités IA (intelligence artificielle) et d’améliorer ainsi les processus et les fonctions. Naturellement, cela comporte certains risques tels que la protection des données et l’accès externe, qui doivent faire l’objet de protections adéquates.
Toutefois, dans la pratique, certains fabricants équipent leurs produits d’un port Ethernet, qui sont alors commercialisés avec le label Industrie 4.0. Cependant, cela ne suffit généralement pas. Nous considérons Industrie 4.0 et/ou la digitalisation plutôt comme une amélioration de l’utilisation du produit, qui doit présenter aussi une valeur (économique) ajoutée pour le client. Les technologies actuelles offrent une foison de possibilités et de fonctions, qui obscurcissent souvent la vue d’ensemble et génèrent fréquemment une complexité supplémentaire. L’amélioration réelle obtenue est alors douteuse.
Au cours des 20 dernières années, le domaine des machines mobiles a connu un progrès technologique dont les fonctions dépassent de loin ce qui a été réalisé dans l’univers automobile. Notamment en matière d’automatisation, le secteur agricole dispose aujourd’hui de véhicules qui ne se contentent pas seulement de rouler, mais récoltent, nettoient, trient et emballent également. De petites usines sur roues. Le nombre de commandes et des fonctions qu’elles comprennent augmente constamment. La conduite elle-même n’est presque plus qu’un détail. La thématique « Steer and Drive by Wire », c’est-à-dire la télécommande câblée, fait depuis longtemps partie des équipements de série. Pour être juste, il convient de prendre en compte que les processus de développement du secteur automobile sont bien plus complexes et sécurisés que dans ce domaine. Néanmoins, cette avance est bien réelle.
La société Wölfle équipe depuis des décennies des véhicules avec des systèmes électriques et électroniques. Depuis plus de 10 ans, nous introduisons des systèmes sur le marché des engins de chantier qui correspondent déjà aux systèmes PLd actuels selon EN 13849-1.
Que signifie Industrie 4.0 pour Wölfle ?
Depuis des années, nous sommes conscients de cette tendance et des avantages offerts par la mise en réseau des fonctions. Plus une machine est complexe, plus son exploitation sûre devient difficile. Cela s'applique aussi à la transparence des processus et leur amélioration.
Prenons l’exemple d’un processus simple : la fertilisation d’un champ
À l’aide d’un pulvérisateur, l’exploitant pulvérise un engrais liquide ou aussi un produit phytosanitaire sur son champ. Auparavant, le fluide de traitement était préparé dans la cuve du pulvérisateur, puis pompe simplement par une pompe de la cuve aux buses de pulvérisation. Souvent, la pompe était branchée à la prise de force mécanique du tracteur. Les bras du pulvérisateur étaient dépliés à la main. Les pulvérisateurs ne comportaient pas d’éléments électriques ou électroniques.
Aujourd’hui, les pulvérisateurs sont des outils rapportés ultra-complexes, qui calculent à l’aide du rendement de la récolte la quantité d’engrais au m² pour chaque section du champ avant de l’appliquer. À cet effet, les pulvérisateurs ont besoin des données cartographiées précises, de la position exacte du pulvérisateur, de la vitesse de circulation, du sens du vent et de sa vitesse, de la hauteur par rapport au sol, de l’humidité du sol, etc.
On imagine bien que cela n’est possible qu’avec des organes de commande performants et une mise en réseau correcte, y compris à Internet.
Conclusion : Tous les processus sont améliorés par l’augmentation de l’efficience et des coûts, par des réglementations légales, par les aspects relatifs aux matières premières et à la protection de l’environnement. Cela n’est réalisable aujourd'hui qu’avec des commandes complexes.
Conséquences d’Industrie 4.0 pour les constructeurs et les clients.
La complexité des processus génère les problèmes suivants :
- Les fonctions complexes requièrent une machine plus complexe. L’utilisation et le développement sont beaucoup plus compliqués.
- Souvent, la complexité provient de la commande et du logiciel. L’augmentation du nombre d’éléments, de l’étendue des logiciels et des différentes fonctions offrent de multiples possibilités de combinaisons, qui ne peuvent plus être testées intégralement. Le taux d’erreurs augmente.
- La réparation et la maintenance de ces machines, ainsi que leur commande, considérablement plus complexe, requiert souvent une formation étendue. Notamment dans le domaine de la maintenance, les exigences envers le service clients augmenteront beaucoup.
- La part de construction mécanique classique diminue et l’électronique augmente constamment. De ce fait, les constructeurs doivent implémenter un processus d’adaptation, qui constitue un défi important pour de nombreuses entreprises à l’orientation souvent mécanique.
Quelle assistance la société Wölfle peut-elle offrir dans ce domaine ?
La clé du succès est la focalisation du constructeur sur son propre processus spécifique. Par exemple sur les buses du pulvérisateur et leurs caractéristiques. Leur géométrie, la courbe de pression dans le système et sa régulation sont à l’origine d’un brouillard de pulvérisation parfait.
Wölfle se charge du reste ou de certaines parties du reste, conformément à la demande du client :
- Une des tâches principales d’Industrie 4.0 sont les organes de commande performants équipés de différentes interfaces de communication.
- Des protocoles de bus parfaitement harmonisés, qui permettent un diagnostic intégral et une programmation complète dans le véhicule, à la demande via Internet.
- Une distribution électrique intelligente capable de surveiller les flux et les signaux et indiquent rapidement l’origine du problème en cas de défaillance.
- Des plateformes logicielles offrant la standardisation nécessaire, afin d’assurer une disponibilité élevée, même pour les projets complexes.
- 48 années de compétences dans ce domaine et une gamme de prestations complètes, de la fiche au logiciel.
Conclusion
Les facteurs du succès sont évidents. En tant que concepteur de systèmes pour les commandes complexes et leur environnement, nous pouvons digitaliser votre machine de A à Z. Dans ce contexte, nous nous focalisons sur une solution économique pour chaque domaine. Elle peut être appliquée de manière modulaire et adaptable à différentes machines, et composée de différents éléments provenant d’un kit de construction. Chaque projet débute par une analyse des besoins à partir de laquelle nous élaborons un concept personnalisé avec une évaluation de la faisabilité et un budget, qui sera ensuite étudié avec le client.
L’objectif est de déterminer l’équipement idéal parmi la gamme étendue des produits et prestations, afin d’appliquer judicieusement les fonctions de la digitalisation.
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