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Interview
« L'interface entre l'informatique et les installations de production sera partout dans le futur »

Entretien avec le Dr Tobias Voigt, co-fondateur des normes Weihenstephaner au Département de technologie de l'emballage alimentaire à l'Université technique de Munich.

De plus en plus de demandes spéciales du marché exigent une flexibilité croissante des entreprises dans l'industrie des procédés. Pour être en mesure de réagir au marché, les productions doivent aujourd'hui être convertibles le plus rapidement possible et, au mieux, contrôlées par des systèmes indépendants du fabricant. En outre, les données importantes doivent toujours être disponibles, évaluées et utilisées de manière ciblée. Comment des normes uniformes aident à structurer les processus et la communication, et quels défis doivent être surmontés, c'est ce que Tobias Voigt nous a expliqué dans une interview.

Dr. Voigt, en particulier dans l'industrie des processus, une production qui peut s'adapter est un grand sujet. À quoi cela ressemble-t-il exactement dans le domaine de la production alimentaire et de l'emballage ?

La production et le conditionnement d'aliments industriels se font en grande quantité et avec des systèmes performants. Cependant, la variété des articles a augmenté rapidement et toujours plus vite au cours des dernières années. C'est ce qui est demandé pour des tailles de lots plus petites et une plus grande flexibilité dans les installations d'emballage. Afin de pouvoir continuer à produire de manière économique dans les processus de reconversion et d'adaptation beaucoup plus fréquemment requis, l'automatisation et la mise en réseau des différents départements prennent de plus en plus d'importance.

Qu'est-ce qui se cache derrière les normes Weihenstephaner ?

Les normes Weihenstephaner spécifient la communication des machines agroalimentaires et d'emballage et les systèmes informatiques de niveau supérieur. Si un fabricant de produits alimentaires ou un emballeur veut surveiller sa production de manière exhaustive, les installations de production doivent fournir les données pertinentes. En outre, ses machines et sa production informatique doivent parler le même langage. Les normes Weihenstephaner définissent donc précisément le contenu et les données de format que les machines doivent fournir pour le contrôle de l'efficacité, l'assurance qualité ou la traçabilité interne. En outre, on définit comment la communication doit être faite techniquement et comment les données peuvent être évaluées.

» Si un fabricant de produits alimentaires ou un emballeur veut surveiller sa production de manière exhaustive, les installations de production doivent fournir les données pertinentes. «

Dr. Tobias Voigt, Université technique de Munich

Les normes Weihenstephaner sont issues d'un projet de recherche de plus de 15 ans. Quels développements avez-vous vus depuis ?

Dans le domaine de l'embouteillage de boissons et de l'emballage alimentaire, vous faites votre entrée rapidement. Sur la base des retours de l'industrie, nous l'avons également continuellement développé. Dans l'industrie de la viande (WS Food), le succès est encore contenu ; ici, on est souvent pas en réseau ou seulement dans des îlots propriétaires. Comment « WS Bake » va se développer, les prochaines années doivent montrer. Cependant, les premiers projets de nouvelles installations avec la spécification de WS Bake sont déjà en cours de planification. De nouvelles tâches sont apparues dans le domaine de la production par lots dans les brasseries et de la sécurité informatique. Pour le premier, nous avons lancé le projet WS Brew au début de cette année. Dans l'initiative « WS goes OPC UA », nous définissons actuellement comment les données WS peuvent être transmises de manière plus sécurisée par rapport à la norme OPC UA de plus en plus établie au lieu du protocole WS non crypté.

Le concept des normes Weihenstephaner est-il limité exclusivement à l'Allemagne ou un usage international est-il important pour vous ?

Avec les normes Weihenstephaner, nous pensons clairement de manière internationale. Puisqu'elles sont utilisées par des entreprises internationales de l'agroalimentaire et des boissons ainsi que par de nombreux constructeurs de machines opérant sur le marché mondial, les restrictions limitées à l'Allemagne ne pourraient jamais devenir « standard ». C'est pourquoi nous collaborons également avec le groupe de travail américain OMAC Packaging dans le secteur de l'emballage. Notre langue par défaut pour les documents et les définitions est l'anglais. Cependant, afin de rendre l'utilisation et la coopération aussi faciles que possible pour les PME allemandes, les normes Weihenstephaner seront toujours en allemand.

Jusqu'à présent, les normes Weihenstephaner sont principalement utilisées dans l'industrie des boissons et de l'alimentation. À présent, elles distinguent les systèmes WS Bake, WS Food et WS Pack. Où sont les différences ?

Dans le protocole (protocole WS) et l'approche de base, WS Pack, Food ou Bake ne diffèrent pas. La diversification a été identifiée dans les descriptions d'évaluation et de fonctions MES requises pour les applications respectives et les points de données définis pour celles-ci. Dans WS Pack, par exemple, vous trouverez des profils de données spéciaux pour les machines de remplissage de boissons, dans WS Food, d'autres pour des machines de remplissage sous vide. Cependant, ceux-ci diffèrent avec les données de base (par exemple l'état de la machine ou le compteur de production).

» Les entreprises agroalimentaires sont soumises à une forte pression sur les coûts et doivent travailler de manière efficace, économes en ressources, de manière flexible et le plus possible sans pertes. «

Dr. Andreas Voigt, Université technique de Munich

De quels avantages profiterait par ex. l'industrie alimentaire avec les normes Weihenstephaner ?

Les entreprises agroalimentaires sont soumises à une forte pression sur les coûts et doivent travailler de manière efficace, économes en ressources, de manière flexible et le plus possible sans pertes. Pour ce faire, ils suivent vos produits exactement pendant le processus de production. Pour ce faire, ils utilisent de plus en plus des systèmes informatiques avec des interfaces pour la production. Si ces interfaces doivent être adaptées individuellement aux différentes « langues » et au contenu des machines et des systèmes de différents fabricants, la mise en réseau est complexe et coûteuse. Cependant, si la société de transformation de la viande exige la conformité aux normes Weihenstephaner lors de la projection de nouvelles installations de production, la disponibilité des données pertinentes est assurée, l'effort individuel impliqué dans la programmation de l'interface est réduit et une partie significative des coûts de mise en œuvre est épargnée.

Serait-il théoriquement possible d'ouvrir également les normes Weihenstephaner pour d'autres industries, ou ne peuvent-elles être utilisées qu'exclusivement dans le secteur alimentaire ?

C'est possible. Nous savons que les emballeurs de cirages ou de crèmes pour le visage ainsi que les sociétés pharmaceutiques suivent déjà les normes Weihenstephaner. À partir de celles-ci, les profils de données de base ont également pu être utilisés. Cependant, il a fallu en ajouter d'autres spécifiques au projet.

Existe-t-il un certain niveau d'automatisation que la production doit avoir atteint pour mettre en œuvre les normes Weihenstephaner ?

Théoriquement, toutes les données Weihenstephaner pourraient également être collectées via des terminaux d'entrée manuels et les spécifications informatiques pourraient être mises en œuvre manuellement. Cependant, les normes n'ont pas été développées pour cela. Une application n'a de sens que lorsque des installations de production automatisées sont connectées et que les données sont échangées en ligne autant que possible.

» Avec les normes Weihenstephaner, nous pensons clairement de manière internationale. «

Dr. Andreas Voigt, Université technique de Munich

Les avantages de la normalisation sont souvent soulignés. Honnêtement, y a-t-il également des inconvénients ?

Bien sûr, l'utilisation de normes présente également des inconvénients. Ils constituent un compromis qui, dans le cas des normes Weihenstephaner, a été « négocié » avec de nombreux partenaires industriels impliqués. À cet égard, vous ne pouvez jamais répondre exactement aux souhaits d'un seul. Ceux qui ont suffisamment de temps et d'argent à consacrer à un projet spécifique seront certainement en mesure de trouver une meilleure solution pour cette application pour l'intégration des systèmes de production dans un paysage informatique. De plus, les fournisseurs compétitifs ne sont souvent pas enthousiasmés par les normes. Même avec l'intégration de l'informatique dans l'industrie alimentaire, de nombreuses entreprises gagnent de l'argent avec des solutions spécifiques à leur entreprise tout en liant leurs clients à eux-mêmes. Une norme neutre à l'égard des fabricants est un inconvénient pour eux, du moins à court terme

Quels autres développements pouvez-vous imaginer pour les normes Weihenstephaner - en particulier en ce qui concerne le sujet d'industrie 4.0 ?

Comme déjà mentionné, nous travaillons déjà sur une alternative au protocole WS actuel basé sur WS OPC UA en ce qui concerne l'augmentation de la mise en réseau via l'Internet « ouvert » et les applications possibles du système informatique dans le Cloud. En plus des mécanismes de sécurité informatique (cryptage, protection d'accès, etc.), nous pensons également de moins en moins à la pyramide classique de l'automatisation pour le futur modèle d'information et l'architecture de communication. L'interface entre l'informatique et les installations de production sera partout dans le futur, par ex. dans l'électronique de capteur, dans un API, un IPC, un système de contrôle ou une unité de commande mobile. Les définitions d'interface uniformes et surtout la même sémantique du contenu des données sont encore plus importantes ici. Par conséquent, il est utile de développer davantage les normes Weihenstephaner en tant qu'interface IoT pour l'industrie alimentaire. Nous avons déjà commencé dans le projet de recherche RoboFill pour le contrôle basé multi-agents et donc complètement virtualisé d'un processus d'embouteillage de boissons.

Dr. Voigt, merci beaucoup pour l'entretien.

Vers la personne

Le Dr.-Ing. Tobias Voigt a étudié la technologie du brassage et des boissons à l'Université technique de Munich et détient un doctorat en technologie de brasserie et d'emballage alimentaire. Il a ensuite créé son propre groupe de recherche à la chaire pour la technologie de l'emballage alimentaire, qui traite de la technologie de remplissage et d'emballage, de la production alimentaire industrielle durable et de leur support informatique. Depuis janvier 2013, il est également directeur général de l'Association industrielle pour la technologie alimentaire et l'emballage (IVLV).

Comment tout a commencé …

La base des normes Weihenstephaner était un projet de recherche pour les brasseries qui a débuté en 1999. Les exigences relatives aux systèmes d'acquisition de données dans le secteur de l'embouteillage de boissons ont été spécifiées à ce moment-là dans une « spécification standard ». Cela a été utilisé de plus en plus dans l'industrie des boissons dans les années suivantes. Tant dans les usines d'embouteillage que dans les sociétés d'ingénierie mécanique et les sociétés de systèmes informatiques, le désir d'une normalisation plus poussée s'est fait sentir. Dans les années 2003 à 2005, l'équipe autour du Dr. Tobias Voigt détermine en conséquence les fonctions d'évaluation et, surtout, les interfaces machine-informatique exactement dans la norme. Cela a fourni la base pour les définitions WS Pack pour les machines d'emballage disponibles depuis 2007. En 2010, des définitions comparables ont été réalisées en utilisant l'exemple de la production de charcuterie (WS Food) et en 2015 pour la production de produits de boulangerie (WS Bake).

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