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Interview

« À l'avenir, nous serons en mesure de localiser les interfaces entre les dispositifs informatiques et de production, où qu'ils se trouvent. »

Entretien avec le Dr Tobias Voigt, cofondateur des normes Weihenstephaner au département de technologie d'emballage alimentaire de l'Université technique de Munich.

Les demandes du marché se spécialisent de plus en plus, ce qui exige une flexibilité accrue de la part des entreprises de l'industrie de la transformation. Pour pouvoir réagir au marché, la production doit être rapidement convertible et, dans le meilleur des cas, contrôlée par des systèmes indépendants du fabricant. De plus, les données pertinentes doivent être disponibles en permanence afin d'être évaluées et utilisées de manière ciblée. Le Dr Tobias Voigt nous a expliqué dans un entretien comment des normes uniformes aident à structurer les processus et la communication, et quels sont les défis à relever.

Dr Voigt, la production adaptable est un sujet important, en particulier dans l'industrie de la transformation. Comment cela se présente-t-il, en particulier dans le domaine de la production et du conditionnement des aliments?

La production et le conditionnement industriels de produits alimentaires se font en grandes quantités et utilisent des systèmes très performants. Cependant, la variété des articles s'est considérablement élargie ces dernières années, et continue de le faire encore plus rapidement. Cela nécessite des lots de plus petite taille et des niveaux de flexibilité plus élevés des systèmes de conditionnement. Pour pouvoir continuer à produire de manière rentable malgré l'augmentation des conversions et des processus de rééquipement nécessaires, l'automatisation et la mise en réseau de divers départements et sous-systèmes sont de plus en plus nécessaires.

Que couvrent exactement les normes Weihenstephaner?

Les normes Weihenstephaner spécifient la communication entre les machines de production et de conditionnement des aliments et les systèmes informatiques de niveau supérieur. Si un producteur ou un conditionneur de produits alimentaires souhaite contrôler l'ensemble de sa production, les dispositifs de production doivent fournir les données pertinentes à cet effet. En outre, les machines et l'informatique de production doivent parler le même langage. C'est pourquoi les normes Weihenstephaner définissent précisément les données, en termes de contenu et de format, que les machines doivent fournir pour contrôler l'efficacité, assurer la qualité ou la traçabilité interne. Elles définissent également comment la communication doit être effectuée techniquement et comment les données peuvent être évaluées.

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Les normes Weihenstephaner sont issues d'un projet de recherche datant d'il y a plus de 15 ans. Pouvez-vous expliquer les développements intervenus depuis lors?

Ils ont rapidement été adoptés dans les secteurs du remplissage des boissons et de l'emballage alimentaire. Nous avons continué à développer les normes en nous appuyant sur les retours d'expérience de l'industrie. Dans l'industrie de la viande (WS Food), la résonance a été plus mesurée, car très peu de réseaux sont impliqués ici, ou ils ne fonctionnent que dans des îlots propriétaires. Les prochaines années nous montreront comment WS Bake se développe. Les premiers nouveaux projets de systèmes intégrant les spécifications de WS Bake sont déjà en conception. De nouveaux défis se sont développés à partir de la production par lots dans les brasseries et de la cybersécurité. Pour commencer, nous avons lancé le projet WS Brew au début de cette année. Dans le cadre de l'initiative « WS goes OPC UA », nous définissons précisément comment les données WS peuvent être transmises de manière plus sécurisée en utilisant la norme OPC UA de plus en plus établie par opposition au protocole WS chiffré.

Les normes Weihenstephaner sont-elles limitées exclusivement à l'Allemagne ou leur mise en œuvre internationale vous concerne-t-elle également?

Il est tout à fait clair que nous avons toujours pensé à l'international en ce qui concerne les normes Weihenstephaner. Des spécifications limitées à l'Allemagne ne pourraient jamais être considérées comme une « norme », et elles ont déjà été intégrées par des entreprises internationales de l'agroalimentaire, ainsi que par de nombreux fabricants d'équipements desservant le marché mondial. Dans le secteur de l'emballage, nous travaillons également avec le groupe de travail sur l'emballage de l'OMAC, qui concerne principalement les États-Unis. Notre langue de référence pour les documents et les définitions est l'anglais. Et, précisément pour faciliter au maximum l'utilisation et l'intégration par les entreprises allemandes de taille moyenne, les normes Weihenstephaner seront toujours publiées en allemand.

Les normes Weihenstephaner ont, jusqu'à présent, été principalement utilisées dans l'industrie agroalimentaire. Elles ont été différenciées au fil du temps en systèmes tels que WS Bake, WS Food et WS Pack. Quelles sont les différences?

Dans le protocole (protocole WS) et l'approche principale, il n'y a pas de distinction. La diversification a été effectuée spécifiquement pour les descriptions des fonctions d'évaluation et de MES nécessaires aux applications respectives et aux points de données définis à cet effet. Par exemple, WS Pack inclut spécifiquement des profils de données pour les machines de remplissage de boissons, tandis que WS Food inclut ceux pour les machines de remplissage sous vide. Cependant, ils se recoupent en ce qui concerne les données fondamentales (par exemple, les états des machines ou les compteurs de production).

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Quels avantages spécifiques l'industrie alimentaire, par exemple, a-t-elle tirés des normes Weihenstephaner?

Les opérations alimentaires sont soumises à de fortes pressions en matière de coûts et doivent fonctionner de manière efficace, durable, flexible et avec presque aucune perte. Pour y parvenir, elles suivent leurs produits avec précision pendant la production. À cette fin, elles ont intégré des systèmes informatiques étendus avec des interfaces pour la production. Si ces interfaces doivent être adaptées individuellement aux différents « langages » et contenus des machines et systèmes de différents fabricants, cette mise en réseau serait complexe et coûteuse. Cependant, si l'entreprise de transformation de la viande spécifie le maintien des normes Weihenstephaner lors de la conception de nouveaux systèmes de production, la disponibilité des données pertinentes est assurée, le coût individuel de la programmation de l'interface est réduit et cela permet d'économiser une part substantielle des coûts de mise en œuvre du système.

Serait-il théoriquement possible d'ouvrir les normes Weihenstephaner à d'autres industries, ou s'appliquent-elles uniquement au secteur alimentaire?

C'est possible. Nous savons que des entreprises d'emballage de cirage et de crème pour le visage, ainsi que des entreprises pharmaceutiques, se sont alignées sur les normes Weihenstephaner. Les profils de données de base peuvent tout aussi bien être utilisés par elles. Cependant, cela nécessiterait un complément d'information spécifique au projet.

Existe-t-il un niveau d'automatisation spécifique qu'une production doit atteindre pour pouvoir mettre en œuvre les normes Weihenstephaner?

Théoriquement, toutes les données Weihenstephaner pourraient être enregistrées via un terminal de saisie portable et converties manuellement en spécifications informatiques. Cependant, les normes n'ont pas été développées à cette fin. L'application n'est vraiment logique que si les dispositifs de production automatisés sont reliés et que la plupart des données sont échangées en ligne.

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Les avantages de la normalisation sont souvent mis en avant. Dites-nous franchement : y a-t-il des inconvénients?

L'utilisation de normes comporte toujours des inconvénients. Il y a des compromis, qui dans le cas des normes Weihenstephaner ont été « négociés » avec de nombreux partenaires industriels. Par conséquent, elles ne peuvent jamais répondre complètement aux désirs de chacun. Si vous disposez de suffisamment de temps et d'argent pour un projet spécifique, vous trouverez certainement de meilleures solutions dans ce cas particulier pour intégrer des systèmes de production dans un environnement informatique. En outre, les fournisseurs concurrents ne sont souvent pas très enthousiastes à l'idée des normes. De nombreuses entreprises gagnent également de l'argent avec des solutions spécifiques à l'entreprise lors de l'intégration informatique dans le secteur alimentaire, et lient simultanément leurs clients à elles. Pour elles, une norme neutre vis-à-vis des fabricants est désavantageuse, du moins à court terme.

Quels autres développements pouvez-vous imaginer pour les normes de Weihenstephan, en particulier en ce qui concerne l'industrie 4.0?

Comme indiqué, nous travaillons déjà sur une alternative au protocole WS actuel sur la base de WS OPC UA en ce qui concerne la mise en réseau croissante via l'Internet « ouvert » et les applications possibles des systèmes informatiques dans le nuage. Outre les mécanismes de sécurité informatique (cryptage, protection des autorisations, etc.), nous nous concentrons moins sur la pyramide d'automatisation classique pour les futurs modèles d'information et architectures de communication. À l'avenir, nous pourrons localiser les interfaces entre les dispositifs informatiques et de production n'importe où, par exemple dans un capteur électronique, un automate programmable, un ordinateur industriel, un système de contrôle ou un dispositif d'exploitation mobile. Les définitions d'interface uniformes et, surtout, la sémantique identique des contenus de données, gagnent en importance. Il sera donc judicieux de continuer à développer les normes Weihenstephaner en tant qu'interfaces IdO pour l'industrie alimentaire. Le projet de recherche RoboFill est le début d'un contrôle multi-agent, et donc entièrement visualisé, d'un processus de remplissage de boissons dirigé par le produit.

Dr Voigt, merci pour cet entretien.

Renseignements personnels

Dr-Ing. Tobias Voigt étudie la technologie brassicole et des boissons à l'Université technique de Munich, et est titulaire d'une chaire de professeur spécialisée dans les systèmes de brasserie et la technologie d'emballage alimentaire. Il a ensuite créé un groupe de recherche, rattaché à la chaire qui lui a succédé, consacrée aux technologies de conditionnement alimentaire. Ce groupe étudie les technologies de remplissage et de conditionnement, la production alimentaire industrielle durable et le support informatique dans ces domaines. Depuis janvier 2013, il est également le PDG de l'Association industrielle pour la technologie alimentaire et l'emballage (IVLV).

Comment tout a commencé...

Les normes Weihenstephaner sont le fruit d'un projet de recherche pour les brasseries qui a débuté en 1999. Les défis pour les systèmes de détection de données dans le secteur du remplissage des boissons ont été définis à l'époque dans un « document de spécifications normalisées ». Ceux-ci ont été de plus en plus utilisés au cours des années suivantes dans l'industrie des boissons. Les entreprises de remplissage, les sociétés d'ingénierie mécanique ainsi que les consultants en systèmes informatiques ont compris le besoin d'une normalisation supplémentaire. Entre 2003 et 2005, l'équipe du Dr Voigt a défini avec précision les fonctions d'évaluation et surtout les interfaces informatiques des machines pour la norme. Cela a servi de base aux définitions WS Pack pour les machines d'emballage, disponibles depuis 2007. En 2010, des définitions comparables ont été définies pour la fabrication de saucisses (WS Food) et en 2015 pour les produits de boulangerie (WS Bake).

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