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SysCom Systme de commande distance dunitsmobiles de traitement
des boues organiques
Rapport de projet version Finale
prsent
Robert Bergevin et ric Poulin
par
quipe 08 Mud Engineering Group
matricule nom signature
111 010 607 Sylvain Champagne
908 419 028 Pierre Grgoire
111 011 462 Shanna Lajoie
111 009 255 Guillaume Lvesque
111 007 149 Marie-Pier Pouliot-Lavoie
111 003 106 Alexandra Samson
910 186 531 Cdric Thibeault
Universit Laval13 avril 2012
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Historique des versions
version date description27 janvier 2012 cration du document
0 3 fvrier 2012 rapport version 01 17 fvrier 2012 rapport
version 12 16 mars 2012 rapport version 2
Finale 13 avril 2012 rapport version Finale
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Table des matires
Table des figures iv
Liste des tableaux v
1 Introduction 1
2 Description 2
3 Besoins et objectifs 33.1 Besoins . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.1.1 Commande locale des units . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 33.1.2 Opration des units mobiles, localement et
distance . . . . . . . . 33.1.3 Archivage et disponibilit des
donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.1.4 Gestion des
activits dentretien par les techniciens sur la route . . . 43.1.5
Considrations montaires et de fiabilit . . . . . . . . . . . . . .
. . 4
3.2 Hirarchisation des objectifs . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 5
4 Cahier des charges 64.1 Systme de commande local . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.1.1 Nombre dentres et sorties . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 64.1.2 Prcision de la conversion . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 74.1.3 Temps dexcution . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.1.4 Facilit de
programmation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
74.1.5 Convivialit de linterface . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 8
4.2 Systme de commande central . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 84.2.1 Pourcentage de couverture . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 84.2.2 Ergonomie du systme . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2.3 Surface
daffichage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.3 Systme pour les oprations sur la route . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 94.3.1 Autonomie nergtique . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 104.3.2 Ergonomie du systme . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.3 Surface
daffichage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
4.4 Gestion des donnes et de la communication . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 10
i
-
TABLE DES MATIRES ii
4.4.1 Scurit et confidentialit . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 114.4.2 Capacit de stockage . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 114.4.3 Temps de communication et daccs
aux donnes . . . . . . . . . . . 11
4.5 Cots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 124.5.1 Cots dimplantation . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.5.2 Cots dopration . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.6 Fiabilit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 12
5 Conceptualisation et analyse de faisabilit 155.1 Diagramme
fonctionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 155.2 laboration des concepts de solution . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 17
5.2.1 Commander le procd et interfacer localement . . . . . . .
. . . . . 175.2.1.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 175.2.1.2 Concepts . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 17
5.2.2 Interfacer et traiter depuis la route . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 215.2.2.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 215.2.2.2 Concepts . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.2.3 Traiter et interfacer depuis lusine principale . . . . . .
. . . . . . . . 235.2.3.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 235.2.3.2 Concepts . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.2.4 Localiser les units et les techniciens . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 265.2.4.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 265.2.4.2 Concepts . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.2.5 Assurer la transmission des donnes . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 285.2.5.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 285.2.5.2 Concepts . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2.6 Scuriser les donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 315.2.6.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 315.2.6.2 Concepts . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2.7 Archiver les donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 335.2.7.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 335.2.7.2 Concepts . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.2.8 Grer les donnes archives . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 355.2.8.1 Critres de faisabilit . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 355.2.8.2 Concepts . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 35
6 tude prliminaire 386.1 Plan dtude . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386.2 Stratgie
dlaboration des solutions globales . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 406.3 valuation des solutions globales . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 43
6.3.1 valuation de la solution 1 . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 436.3.1.1 Systme de commande local . . . . . . . .
. . . . . . . 436.3.1.2 Systme de commande central . . . . . . . .
. . . . . . 44
-
TABLE DES MATIRES iii
6.3.1.3 Systme pour les oprations sur la route . . . . . . . .
446.3.1.4 Gestion des donnes et de la communication . . . . . . . .
. 44
6.3.2 valuation de la solution 2 . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 476.3.2.1 Systme de commande local . . . . . . . .
. . . . . . . 476.3.2.2 Systme de commande central . . . . . . . .
. . . . . . 476.3.2.3 Systme pour les oprations sur la route . . .
. . . . . 486.3.2.4 Gestion des donnes et de la communication . . .
. . . . . . 48
6.3.3 valuation de la solution 3 . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 506.3.3.1 Systme de commande local . . . . . . . .
. . . . . . . 506.3.3.2 Systme de commande central . . . . . . . .
. . . . . . 516.3.3.3 Systme pour les oprations sur la route . . .
. . . . . 516.3.3.4 Gestion des donnes et de la communication . . .
. . . . . . 51
6.3.4 valuation de la solution 4 . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 526.3.4.1 Systme de commande local . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 526.3.4.2 Systme de commande central . . . . .
. . . . . . . . . 536.3.4.3 Systme pour les oprations sur la route
. . . . . . . . . . . 546.3.4.4 Gestion des donnes et de la
communication . . . . . . . . . 54
7 Concept retenu 567.1 Matrice dcisionnelle . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.1 Analyse de la matrice dcisionnelle . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 567.2 Prsentation du concept retenu . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 567.3 Spcifications du concept
retenu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.4
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 59
Bibliographie 60
A Liste des sigles et des acronymes 65
-
Table des figures
3.1 Hirarchisation des objectifs. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 5
4.1 Maison de la qualit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 14
5.1 Diagramme fonctionnel du projet SysCom . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 165.2 Branchement avec les modules U170 . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 24
iv
-
Liste des tableaux
4.1 Barme de la scurit des donnes . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 114.2 Synthse du cahier des charges . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.1 Caractristiques du systme CentumVP . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 205.2 Analyse de faisabilit pour le systme de
commande local . . . . . . . . . . . 215.3 Analyse de faisabilit
pour lquipement des techniciens . . . . . . . . . . . . 235.4
Analyse de faisabilit pour le systme central . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 265.5 Analyse de faisabilit pour le systme de
localisation . . . . . . . . . . . . . 285.6 Analyse de faisabilit
du systme de transmission . . . . . . . . . . . . . . . 315.7
Analyse de faisabilit de la scurisation des donnes . . . . . . . .
. . . . . . 335.8 Analyse de faisabilit du stockage des donnes . .
. . . . . . . . . . . . . . . 355.9 Analyse de faisabilit de la
gestion des archives . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.1 Plan dtude pour le systme de commande local . . . . . . . .
. . . . . . . 386.2 Plan dtude pour le systme de commande central .
. . . . . . . . . . . . . 396.3 Plan dtude pour le systme dopration
sur la route . . . . . . . . . . . . . 396.4 Plan dtude pour la
gestion de la communication . . . . . . . . . . . . . . . 396.5
Plan dtude pour les critres globaux . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 406.6 Rsum des solutions globales . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 426.7 Synthse de ltude prliminaire .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.1 Matrice dcisionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 57
v
-
Chapitre 1
Introduction
De nos jours, il est non seulement difficile de trouver des
moyens efficaces de faire dispa-ratre les dchets, mais il est
surtout complexe dliminer ou de recycler ceux-ci en
respectantlenvironnement. Cest dailleurs le cas pour le traitement
des boues organiques provenantdes stations dpuration des eaux uses.
Ainsi, la firme coloVal, qui se spcialise dans letraitement et la
valorisation des ces boues, sest donn comme mission de prserver
lqui-libre entre le dveloppement industriel et lenvironnement grce
aux technologies de pointe.En effet, puisque le transport de ces
boues jusqu lusine principale est dommageable pourlenvironnement,
la compagnie souhaite mettre en place un systme novateur dunits
mo-biles de traitement. Ces mini-usines pourront tre transportes
sur des remorques et seronten mesure de traiter sur place les boues
organiques, ce qui diminuera considrablement lesdplacements
requis.
Dans ce contexte, la firme EcoloVal a mandat le Mud Engineering
Group afin dlaboreret de proposer une solution pour le systme de
commande distance de la flotte dunitsmobiles. Le prsent rapport
expose donc les rsultats des diffrentes tapes de design duprojet
ainsi que le choix de solution final.
1
-
Chapitre 2
Description
Tel que mentionn en introduction, le systme conceptualiser est
un systme de com-mande distance pour une flotte de dix usines
mobiles. Le mandat du Mud EngineeringGroup sarrte aux signaux
dentres et sorties des units mobiles et comprend lensemble dusystme
de commande. Plus prcisment, le systme doit inclure la commande
industrielle duprocd de traitement des boues pour chaque unit, de
mme que la collecte,lacheminementet la sauvegarde des donnes long
terme. En fait, en plus de pouvoir tre opres localement,les units
mobiles doivent tre entirement oprables distance soit par lun des
technicienssur la route, soit partir dun centre de contrle situ
lusine principale. Ce dernier doitpermettre en tout temps le
contrle centralis et la surveillance des oprations, car les
unitsfonctionnent de manire autonome. La position des units et des
techniciens sur la routedoit elle aussi tre connue en tout temps.
De plus, les techiniciens doivent tre en mesure derecevoir et
traiter les diffrentes requtes dintervention soumises depuis le
centre de contrle.videmment, le systme propos doit tre fiable et
scuritaire afin de prvenir les intrusionsinformatiques et dassurer
la confidentialit des donnes ; ces dernires pouvant par
exempleservir des fins de facturation aux clients.
2
-
Chapitre 3
Besoins et objectifs
3.1 BesoinsLes besoins du client peuvent tre regroups en cinq
besoins principaux, quon peut ensuite
diviser en donnes et contraintes respecter :
3.1.1 Commande locale des unitsLa commande locale des oprations
de traitement des boues implique, sur chaque unit
mobile, la gestion de 80 entres/sorties numriques et de 40
entres/sorties analogiques, celles-ci devant tre converties avec
une prcision dau moins 12 bits. La logique de commande dusystme
devra tre excute toutes les demi-secondes ou plus rapidement ; en
outre, elledevra tre facilement programmable par les
techniciens.
3.1.2 Opration des units mobiles, localement et distancetant en
mouvement, les units mobiles doivent pouvoir tre commandes la fois
sur
place et distance (que ce soit par le personnel au centre de
gestion central ou par lestechniciens sur la route), et ce grce une
interface conviviale. distance, les donneslues et les commandes
transmises aux units devront donc tre achemines avec un taux
derafrachissement spcifi 5 secondes ou moins. En outre, leur
position devra pouvoir treconnue en tout temps, celle-ci pouvant
raisonnablement avoir comme limite minimale le suddu Qubec.
3.1.3 Archivage et disponibilit des donnesAu fil de du temps,
lopration des units mobiles gnrera des donnes dhistorique.
Celles-ci devront tre archives au moins au 20 secondes pour
ensuite tre conserves sur unepriode dun an de manire durable et
scuritaire.
3
-
CHAPITRE 3. BESOINS ET OBJECTIFS 4
3.1.4 Gestion des activits dentretien par les techniciens sur
laroute
Les techniciens en dplacement devront tre munis dun systme
pouvant les avertir desproblmes survenant sur les units mobiles. Il
devra galement permettre la gestion desinterventions dentretien
quils feront. Il est noter que la position des techniciens
devraaussi pouvoir tre connue en tout temps la centrale.
3.1.5 Considrations montaires et de fiabilitLe client dsire
finalement que les solutions ventuellement proposes soient la
fois
abordables et fiables.
-
CHAPITRE 3. BESOINS ET OBJECTIFS 5
3.2 Hirarchisation des objectifsCest partir des besoins de la
section prcdente que la hirarchisation des objectifs du
Mud Engineering Group peut tre dveloppe. Les quatres premiers
objectifs exposs sont lesobjectifs fondammentaux pour le bon
fonctionnement du projet, auxquels les sous-objectifsspcifiques ont
t attachs. Viennent ensuite les objectifs secondaires de cots et de
fiabilitqui ne peuvent tre combls que si les objectifs fontionnels
qui les prcdent sont satisfaits.
ProjetSysCom
Assurerlacommandelocaledechaqueunit
mobile
Traiterlessignaux
Faciliterlaprogramma>ondusystmedecommande
Offriruneinterfaceconviviale
PermeDrelecontrlecentralisdesunitsmobilesdepuisl'usine
principale
Localiserchaqueunitentouttemps
Offriruneinterfaceconviviale
Offrirunsystmeefficace
Grerlesac>vitsdestechnicienssurlaroute
Connaitrelalocalisa>ondechaquetechnicienentouttemps
PermeDreauxtechniciensdetraiterdistancelesdemandesd'interven>on
Maximiserl'autonomiedestechniciens
Assurerlages>on,letransfertetl'archivage
desdonnesdusystme
Minimiserlespertesdedonnes
Assurerlascuritetlaconfiden>alit
Op>miserlarapiditdetransfertetd'accs
Op>miserl'espacedestockage
Minimiserlescots Minimiserlescotsdemiseenplacedusystme
Minimiserlescotsd'opra>onetdemaintenance
MaximiserlafiabilitFavoriserdesproduitset/ousystmesrobustesetdebonnequalit
Considrerladuredeviedesproduitsetlesupportdisponibledanslefutur
Fig. 3.1 Hirarchisation des objectifs.
-
Chapitre 4
Cahier des charges
Ce chapitre prsente llaboration du cahier des charges pour le
projet SysCom. Ce derniercontient les critres dvaluation ainsi que
leur barme respectif et il met en vidence, sil y alieu, les
contraintes associes. Une pondration est attribue chaque critre, ce
qui refltela hirarchisation des objectifs faite prcdement (voir
figure 3.1). La synthse du cahier descharges est faite dans le
tableau 4.2 la page 13. Enfin, la corrlation entre les objectifs
etles critres est reprsente avec la maison de la qualit en page
14.
4.1 Systme de commande localLa pondration des critres pour cette
section est de 25%, ce qui reprsente une part im-
portante. En effet, la commande locale des units mobiles est la
base du bon fonctionnementdes autres systmes du projet.
4.1.1 Nombre dentres et sortiesUn critre important pour valuer
le systme de commande sur les units mobiles est sans
aucun doute le nombre dentres que le systme est capable de grer.
Lune des contraintespour ce projet est que le systme propos soit
capable de grer au minimum 40 entres etsorties analogiques, ainsi
que 80 entres et sorties discrtes. Ce minimum doit donc gnrerun
score de 0 pour ce critre. Cela dit, il peut tre avantageux de
prvoir des entres et sortiesen plus dans le cas de bris ou
dventuels ajouts aux processus de traitement des boues. Ainsi,le
score maximal de 1 est donn aux concepts qui ont 10 entres et
sorties supplmentaires.Par exemple, pour obtenir la note parfaite,
un systme doit avoir 50 E/S analogiques et 90E/S digitales. Les
barmes sont donc les suivants :
A 4010
, A [40,50] (4.1)
D 8010
, D [80,90] (4.2)
6
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 7
o A est le nombre de paires dE/S analogiques et D le nombre de
paires dE/S digitales. Lapondration associe ce critre est de 3%
pour chaque type dE/S.
4.1.2 Prcision de la conversionLa gestion informatique dune
boucle de rgulation analogique requiert un systme de
conversion analogique-numrique prcis. Sans cela, des dviations
graves peuvent tre ren-contres. Dans ce cas-ci, les installations
du client imposent une contrainte de 12 bits deprcision. En de de
cette valeur, les propositions devront tre rejetes. En
contrepartie, lenombre de bits entranant un score maximal de 1 pour
ce critre peut tre raisonnablementestim 16. Il ne faut pas oublier
que lajout dun bit double la prcision disponible, et quela plupart
des systmes informatiques grent linformation en mots de 16 bits.
Les raisonsdaugmenter la prcision de conversion au-del de 16 bits
deviennent ainsi moins tangibles.La formule suivante peut ainsi tre
introduite comme barme :
b 124
, b [12,16] (4.3)
o b est le nombre de bits du systme. Ayant lgrement moins
dinfluence sur le systmeque le premier, ce critre a une pondration
de 5%.
4.1.3 Temps dexcutionIl est attendu que le systme de commande
industrielle prsent sur les units mobiles soit
contrl par une forme ou une autre de logique de programmation.
Pour assurer une bonnergulation des processus, le client exige
quune excution complte du programme de rgu-lation prenne 500 ms au
maximum. videmment, le temps pris pour cette excution varieraselon
le systme informatique qui lexcute ; il sagira donc dune bonne
mesure dvaluationde la rapidit des solutions proposes. Il est
galement considr quau-del du double duminimum exig, augmenter la
vitesse dexcution devient inutile. La formule dvaluation decritre
est donc
500 t250
, t [500,250] (4.4)
o t est le temps dexcution du programme, en millisecondes.
Amliorer le score de cecritre peut avoir une influence plus
apparente sur la performance du systme : il a donc unepondration de
8%.
4.1.4 Facilit de programmationPour assurer le suivi et
lamlioration long terme du systme propos, il est essentiel
que celui-ci soit facile programmer. En loccurrence, le client
exige que la mthode deprogrammation utilise par celui-ci soit
adapte aux techniciens. Il faut se rappeler que cesont des
techniciens qui seront appels intervenir sur le procd du systme de
commande
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 8
local et que la formation de ces derniers couvre gnralement des
langages de programmationspcialiss et spcifiques au contrle
industriel, comme le Ladder et le Grafcet. Dans cetteoptique, notre
barme pour ce critre se basera sur la norme IEC-61131-3, qui dfinit
cinqlangages de programmation utiliser pour les contrleurs
industriels. Ainsi, les concepts nesupportant quun seul des
langages dfinis dans cette norme auront une note de zro et ceuxqui
les supportent tous auront la note maximale. Le barme est donc le
suivant :
n 14
,n [1,5] (4.5)
o n est le nombre de langages supports. Ce critre prsente en
outre une pondrationde 3%.
4.1.5 Convivialit de linterfacevidemment, il est attendu que
linterface attache au systme sur les units mobiles
aide donner des commandes et rcuprer des donnes de celui-ci.
Lergonomie dune telleinterface se mesure selon la facilit qua son
utilisateur lire, crire et interagir avec celle-ci.En ce sens, le
nombre maximal dactions demandes pour effectuer une commande
standard(exemple : ouvrir une valve, accder une donne) est fix 12.
Par action, on entend parexemple un clic, taper un mot ou encore
changer de fentre dans une interface graphique.En contrepartie, il
est raisonnable de fixer le nombre dactions donnant la note
maximale 3. On obtient donc le barme suivant :
12 x9
, x [5,12] (4.6)
o x est le nombre dactions requises pour une commande. Ce critre
a une pondrationde 3% sur lensemble du projet.
4.2 Systme de commande centralLa pondration pour les critres de
cette section est de 20% ; aprs tout, le systme de
lusine principale est au centre du rseau entre les techniciens
et les units mobiles.
4.2.1 Pourcentage de couvertureLa couverture du systme de
positionnement utilis pour localiser les units et les tech-
niciens est value en tenant compte du fait que la firme coloVal
compte restreindre sesactivits la province de Qubec. On peut donc
estimer cette couverture en termes de pour-centage de surface
couverte par rapport une zone allant de la frontire sud du
Qubecjusqu la hauteur de la ville de Sept-les, dernier bassin de
population avant les zones loi-gnes du Nord qubcois. Une
localisation prcise et fiable (on parle de 10 mtres derreur
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 9
ou moins) sur toute cette surface donne donc une note de 1 ;
toute zone moins bien couvertefait baisser la note, une couverture
de 99% donnant une note de zro. Le barme est donc :
p 99,p [99,100] (4.7)
o p est le pourcentage de couverture minimal du systme. La
pondration de ce critre setrouve fixe 8%.
4.2.2 Ergonomie du systmeLergonomie offerte par le systme
central est value en tenant compte la fois de la
convivialit de linterface propose, ainsi que des performances
informatiques qui lui sontassocies. Le barme mesure ce critre en
nombre dactions, comme le critre prsent en4.1.5. Les
caractristiques matrielles du systme (vitesse de processeur, mmoire
vive) sonttoutefois prises en compte dans le calcul de ce nombre
dactions : une meilleure performancetend rduire celui-ci. La note
maximale est ainsi attribue pour 2 actions par commandestandard,
tandis quune ncessit de 10 actions se voit attribuer la note
zro.
10 x8
,x [2,10] (4.8)
o x est le nombre dactions requises pour une commande. Ce critre
a une pondration de8% sur lensemble du projet.
4.2.3 Surface daffichageLa gestion des 10 units mobiles depuis
le centre de commande central demandera ga-
lement une surface daffichage respectable, ncessaire la prise en
compte de la multitudede donnes informatiques qui jouent un rle
dans le processus. En faisant lestimation quelaffichage des donnes
dune unit mobile devrait prendre environ 350 cm2, il est dcid
quelaffichage simultan de 5 units mobiles donne une note de zro,
alors que laffichage des 10en mme temps donne une note de 1. Le
barme obtenu est donc le suivant :
A 17501750
, A [1750, 3500] (4.9)
o A est laire de la surface daffichage, en cm2. Limportance
attribue ce critre se chiffre 4% sur lensemble du projet.
4.3 Systme pour les oprations sur la routeLa pondration pour les
critres de cette section est de 16% ; en effet, les techniciens
seront les principaux acteurs en cas de panne des units mobiles,
et devront tre quips enconsquence.
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 10
4.3.1 Autonomie nergtiqueLe travail des techniciens stend sur la
grande majorit de la province. Lquipement
doit tre en mesure de fonctionner avec la possibilit quil ny ait
pas de source dnergie proximit. Lautonomie minimum se base sur un
quart de travail normal de 8 heures enmode dconomie dnergie. Dans
le cas o lquipement aurait fonctionner en continu pluslongtemps, il
serait avantageux que le systme ait une autonomie supplmentaire. Le
nombredheures optimal a donc t fix 16 heures. Le barme pour ce
critre est donc le suivant.
H 88
, H [8,16] (4.10)
o H est le nombre dheures dautonomie. La pondration adopte pour
ce critre est de 7%.
4.3.2 Ergonomie du systmeLinterface du systme fourni aux
techniciens est value de la mme faon qu la sec-
tion 4.2.2 la page 9. Le barme de linterface se doit toutefois
dtre moins restrictif, tantdonn le caractre portable que revtira
lquipement des techniciens. Le maximum accep-table dactions est
donc 15, et le nombre dactions donnant la note maximale est fix
6.
15 x9
,x [6,15] (4.11)
o x est le nombre dactions requises pour une commande. Ce critre
obtient une pondrationglobale de 6%.
4.3.3 Surface daffichagePour grer lactivit des units mobiles,
les techniciens ont galement besoin dune surface
daffichage respectable, ncessaire la prise en compte de la
multitude de donnes informa-tiques qui jouent un rle dans le
processus. En faisant lestimation que laffichage des donnesabrges
dune unit mobile devrait prendre environ 120 cm2, il est dcid que
laffichage si-multan dune unit mobile donne une note de zro, alors
que laffichage de 3 en mme tempsdonne une note de 1. Le barme
obtenu est donc le suivant :
A 120240
, A [120, 360] (4.12)
o A est laire de la surface daffichage, en cm2. Limportance
attribue ce critre se chiffre 3% sur lensemble du projet.
4.4 Gestion des donnes et de la communicationLa pondration pour
les critres de cette section est de 14%, car les exigences de
cette
partie du projet restent plus simples remplir que la commande
distance comme telle desunits.
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 11
4.4.1 Scurit et confidentialitIl est important de scuriser le
rseau pour viter que quiconque puisse accder aux
donnes ou modifier les commandes du systme central et des units
locales. Cest pourquoinous avons accord ce sous-critre le plus haut
pourcentage de sa catgorie, soit 6%. Pource critre, une note gale 0
signifie que la scurit des donnes et des communications est la
limite de lacceptabilit, soit une protection simple comme un mot de
passe. linverse, lanote maximale serait attribue un systme
utilisant par exemple le chiffrement de donneset la biomtrie. Ceci
donne le barme suivant :
Note attribue Description[0,75 - 1] Scurit excellente
[0,5 - 0,75] Trs scuritaire[0,25 - 0,5] Moyen[0 - 0,25]
Minimal
Tab. 4.1 Barme de la scurit des donnes
4.4.2 Capacit de stockageTel qunonc par le client, les donnes du
systme doivent tre archives aux 20 secondes
et tre accessibles sur une priode minimale dun an, ce qui
correspond une note de 0. Lanote maximale pour ce critre sera
attribue une capacit darchivage des donnes sur troisans. En effet,
il nest pas pertinent de conserver les donnes sur une priode
beaucoup pluslongue, car cela constituerait une grande quantit de
donnes inutilises. La formule suivantedfinit donc le barme pour la
capacit de stockage des donnes :
n 12
,n [1,3] (4.13)
o n est le nombre dannes de donnes pouvant tre stockes. Ce
critre se voit attribuerune pondration de 3%.
4.4.3 Temps de communication et daccs aux donnesIl ne suffit pas
demmagasiner des donnes longtemps : il faut aussi pouvoir y
accder
rapidement. De ce ct-ci, le client demande un dlai maximal de 5s
pour accder aux donnesdes units et pour transmettre des commandes
celles-ci. Ceci est primordial pour assurerla bonne communication
travers le rseau form par les techniciens, lusine centrale et
lesunits mobiles. Le barme pour ce critre se basera donc sur le
temps de transmission :
5 t5
, t [0,5] (4.14)
o t est le temps requis pour quune commande ou donne passe de
lmetteur au rcepteur.Il sagit l aussi dun critre important dans sa
catgorie, pondr 5% du projet global.
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 12
4.5 CotsLa fiabilit et le cot sont deux aspects touchant
lensemble du projet et se voient donc
communment attribuer une pondration de 25%, divise entre eux 12
et 13%, respective-ment. Ils font partie intgrante des
proccupations du client.
4.5.1 Cots dimplantationPour valuer les cots dimplantation du
systme, il suffit de considrer le prix dachat
du matriel ainsi que les cots de main-doeuvre. Une estimation
grossire faite partir decertains lments potentiels de solution
permet la mise en place dune plage de cots. Cettedernire ne sert qu
tablir le barme et elle pourra tre rajuste ultrieurement. Ainsi
uncot de 100000$ ou moins se voit attribuer la note 1, tandis quun
cot de 250000$ aura lanote 0. Le barme est donc le suivant, o C
reprsente le cot en k$ :
250 C150
, C [100,250] (4.15)
La pondration pour ce critre correspond 6%.
4.5.2 Cots doprationPour lvaluation de ce critre, on considre
tous les cots relis lopration et au
fonctionnement du systme, except le salaire des techniciens sur
la route. En dautres termes,il sagit du cot requis pour des besoins
comme les pices de rechange, les rparations etles cots rcurrents
(abonnements ou autres). En procdant encore une fois par
estimationsommaire, le maximum est fix 50000$, le cot idal tant
nul. Le barme est donc lesuivant, o C reprsente le cot en k$ :
50 C50
,C [0,50] (4.16)
Ce critre obtient une pondration de 7%, quant lui.
4.6 FiabilitPour valuer la fiabiltit du systme, une dmarche se
basant sur les probabilits et
sinspirant de Billinton et Allan [1] sera utilise. Plus
prcisment, suite llaboration dudiagramme fonctionnel, chaque
solution pour chaque sous-problme se verra attribuer uneprobabilit
de dfaillance. Le diagramme permettra ensuite dtablir les liens
logiques entreles solutions et donc de choisir les lois de
probabilit adquates. Par exemple, la probabilitde dfaillance
quivalente dun ensemble de composantes en srie quivaut au produit
desprobabilits individuelles, tandis quen parallle, elle quivaut la
somme. Cest ainsi quela fiabilit globale pourra tre value. Dans le
cas de SysCom, on considre que le systme
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 13
fait dfaut lorsque lune ou lautre des units ne peut plus tre
commande, ou bien lorsquedes donnes deviennent inaccessibles ou
perdues. Pour valuer la probabilit de dfaillancedun concept, une
estimation sur une base annuelle sera faite partir de diverses
sourcesdinformation comme les fiches techniques et les garanties
des produits. On rejettera lessolutions globales dont la probabilit
de dfaillance est value 1% (ou plus) sur un an(ce qui quivaut plus
de 3 jours pour lanne). Le barme pour ce critre peut donc treexprim
ainsi :
1 p,p [0,1] (4.17)o p est la probabilit de dfaillance (en %) du
systme complet sur un an. On rappelleraque la pondration de ce
critre est de 12%.
Critres Pond. Barme MIN MAX
Systme de commande local 25%Nombre dE/S analogiques 4 20 mA 3%
A40
10A [40,50] 40
Nombre dE/S digitales 3% D8010
D [80,90] 80Prcision de la conversion (bits) 5% b12
4b [12,16] 12 bits
Temps dexcution (ms) 8% 500t250
t [500,250] 500 msFacilit de programmation (nb de langages) 3%
n1
4n [1,5]
Convivialit de linterface(actions requises) 3% 12x9
x [5,12]Systme de commande central 20%Pourcentage de couverture
(%) 8% p 99 p [99,100]Ergonomie du systme (actions requises) 8%
10x
8x [2,10]
Surface daffichage (cm2) 4% A17501750
A [1750, 3500]Systme pour les oprations sur la route
16%Autonomie nergtique (h) 7% H8
8H [8,16] 8 h
Ergonomie du systme (actions requises) 6% 15x9
x [6,15]Surface daffichage (cm2) 3% A120
240A [120, 360]
Gestion de donnes et communication 14%Scurit et confidentialit
6% voir table 4.1Capacit de stockage (annes) 3% n1
2n [1,3] 1 an
Temps de communication (s) 5% 5t5
t [0,5] 5sCots 13%Cots dimplantation (k$) 7% 250C
150C [100,250]
Cots de maintenance et dopration (k$) 6% 50C50
C [0,50]Fiabilit (% dfaillance) 12% 1 p p [0,1]
Tab. 4.2 Synthse du cahier des charges
-
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES 14
Fig. 4.1 Maison de la qualit
-
Chapitre 5
Conceptualisation et analyse defaisabilit
Avant de proposer des solutions compltes pour la ralisation du
projet SysCom, il estpertinent de diviser le problme en
sous-problmes pour ensuite prsenter diffrents conceptsde solution
pour chacun de deux-ci. Cest ce qui sera effectu dans le prsent
chapitre, olanalyse fonctionnelle du projet sera suivie de lanalyse
de faisabilit de chaque sous-conceptpropos.
5.1 Diagramme fonctionnelLes exigences du projet ont t mises en
relation dans le diagramme fonctionnel visible
la figure 5.1 de la page 16. Celui-ci met en lumire les
sous-problmes suivants :1. Commander le procd et interfacer
localement : La commande automatique
du procd de traitement est essentielle la bonne ralisation du
projet. Le choix dunsystme de traitement implique ncessairement
linterface lui tant jointe.
2. Interfacer et traiter depuis la route : Il est ici question
du dispositif dont lestechniciens en dplacement seront quips pour
accomplir leur travail distance.
3. Interfacer et traiter depuis lusine principale : Un systme
diffrent sera videm-ment choisi pour que le personnel de lusine
centrale puisse accomplir ses fonctions.Cest l que seront achemines
les donnes de lensemble du systme.
4. Localiser les units et les techniciens : Il sagit ici de
choisir un systme de posi-tionnement pour ces deux lments.
5. Assurer la transmission des donnes : Cette fonction est au
coeur du projet ; ainsi,un mme concept sera choisi pour assurer la
communication entre les diffrentes partiesdu projet, des units
mobiles au systme darchivage.
6. Scuriser les donnes : videmment, la scurisation fait partie
intgrante du pro-cessus de transmission des donnes.
15
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 16
7. Archiver les donnes : Il faudra videmment un dispositif
servant conserver lesdonnes dopration du projet SysCom.
8. Grer les donnes archives : Les donnes dopration archives
devront pouvoirtre gres efficacement ; ce sous-problme est
dailleurs directement rattach larchi-vage des donnes.
Fig. 5.1 Diagramme fonctionnel du projet SysCom
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 17
5.2 laboration des concepts de solution
5.2.1 Commander le procd et interfacer localement5.2.1.1 Critres
de faisabilit
On rappellera que le systme de commande locale des units mobiles
doit rpondre auxcritres et aux contraintes suivants, ici regroups
selon les quatre aspects de lanalyse defaisabilit :
1. Aspects physiques Le systme doit pouvoir commander 80 entres
et 80 sorties digitales (on/off) Le systme doit pouvoir commander
40 entres et 40 sorties analogiques La rsolution des convertisseurs
doit tre suprieure 12 bits. La vitesse dexcution du programme doit
tre suprieure 500ms. Le systme propos doit tre fiable
2. Aspects conomiques Les cots totaux dimplantation sont limits
250000$ Les cots dopration annuels sont limits 50000$
3. Aspects temporels Le produits choisis ne doivent pas tre en
fin de vie.
4. Aspects socio-environnementaux Le langage de programmation du
systme doit tre un langage adapt au techniciens.
5.2.1.2 Concepts
Automate programmable modulaire DL405 avec cran tactile C-More,
de Auto-mation Direct
Description gnrale Une solution vidente pour effectuer le
contrle et linterfacelocale des units mobiles est sans doute
lutilisation dun automate programmable modulaire.Cette approche est
largement rpandue dans le milieu industriel et de nombreux produits
sontofferts par divers manufacturiers. De tels automates sont
constitus de plusieurs modules quipeuvent tre assembls en
"sandwich" sur des supports standards utiliss dans les panneaux
decontrle industriels. Typiquement, un automate est constitu dune
base pour les modules,dun module dalimentation, dun module de
contrle, de modules de communication, demodules dentres et sorties
et parfois de certains autres modules spciaux. Souvent,
lesmanufacturiers offrent aussi des interfaces homme-machine (HMI)
qui peuvent facilementtre utilises avec les autres produits quils
proposent. En somme, avec lapproche modulaire,la solution peut
facilement tre adapte aux besoins spcifiques dun systme prcis. De
plus,lvolution du systme ainsi que la maintenance sont
facilites.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 18
Particularits du DL405 Pour ce concept, on sarrte sur lautomate
DL405 combin lcran tactile couleur C-More de 8po, tous deux fournis
par la compagnie AutomationDirect. Base en Gorgie aux tats-Unis,
cette entreprise oeuvre dans le domaine de lauto-matisation depuis
1994 et sest dmarque au cours des annes 2000 avec son support
laclientle de mme quavec des prix comptitifs. En choisissant les
modules adquats, toutesles entres et sorties peuvent tre traites.
De plus, la communication avec lcran C-Moreet avec les autres
lments du systme SysCom serait possible. On note aussi que le
moduleprincipal de traitement (CPU) peut traiter 1kilo-octet de
logique boolenne en 5ms, ce quirpond au critre de rapidit SysCom.
Pour la rgulation de procd, le CPU peut traitersimultanment 16
boucles PID et des modules de calcul supplmentaires peuvent tre
ajoutssi cela est requis. La rsolution des convertisseurs
analogiques est de 12 bits, ce qui rpondau critre de prcision.
Programmation et mise en place Enfin, le logiciel de
programmation du DL405utilise le langage "Ladder" bien connu des
techniciens et la programmation de lcran tactileest faite haut
niveau avec un logiciel adapt. Ensemble, ces deux logiciels de
programmationvalent environ 600$, ce qui est raisonnable pour le
dveloppement. Finalement, selon les prixaffichs par le
manufacturier, on peut sattendre un cot denviron 4000$ par unit
mobile,dpendamment du nombre et du type de modules choisis.
Dcision : Retenu mais Ce systme remplit pleinement les critres
du projet. Parcontre, il faudrait peut-tre prvoir des modules
supplmentaires pour les calculs lis auxboucles de rgulation.
Rfrences :[14] [16] [15] [17]
Automate programmable modulaire avec redondance CS1D-Duplex
combin cran tactile NS8, de Omron
Caractristiques Ce systme est trs similaire celui prsent
prcdemment. En effet,en choisissant les modules adquats, il est
possible de satisfaire toutes les exigences du projeten ce qui
concerne la communication ainsi que le nombre et la prcision des
entres/sorties.La vitesse dexcution est de lordre de 2 4 us par
instruction "Ladder", ce qui est largementsuprieur aux besoins de
SysCom. De plus, lcran tactile NS8 (8po en couleur), permet
luiaussi une interface usager conviviale.
Particularit La principale diffrence entre ce systme et le
prcdent vient du faitquil est possible dajouter de la redondance au
systme en dupliquant les modules dsirs.Ainsi, en cas derreur
dexcution ou de panne, les modules en double prennent la relve.Cela
permet deffectuer le remplacement des composantes dfectueuses sans
impact sur leprocd. Bref, cest un avantage majeur pour assurer la
fiabilit du systme et cela facilite lamaintenance en laissant une
marge de manoeuvre temporelle aux techniciens.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 19
Programmation et mise en place Ensuite, en ce qui concerne la
programmation,Omron fournit une suite logicielle, CX-One, au cot
denviron 2500$. Cette dernire permetde programmer facilement
lautomate en langage "Ladder" et lcran tactile avec des outilsde
haut niveau. Cependant,le cot total des composantes est beaucoup
plus lev. partirdes prix affichs chez certains fournisseurs, on
peut estimer un cot de 10000$ 15000$ parunit mobile pour les
composantes.
Dcision : Retenu Bien quune telle solution soit potentiellement
plus chre, unegrande importance est accorde au contrle des units
mobiles dans le projet SysCom. Ilest donc impratif que ce systme
soit trs fiable et dune grande qualit.
Rfrences :[18] [19] [20] [21] [22]
PC industriel APAX-5570 avec priphriques standards
Description gnrale Une autre alternative consiste utiliser ce
que lon appelleun PC industriel. Gnralement, ces derniers utilisent
des technologies similaires cellesutilises dans les ordinateurs de
bureau standards, ce qui leur confre une grande puissanceet une
grande versatilit en comparaison avec les automates programmables
(PLC). Leurconstruction est aussi plus robuste que les ordinateurs
personnels et leur gomtrie rpondhabituellement aux standards
industriels pour la fixation et les branchements. La plupart
dutemps, il est possible dlargir les possibilits en ajoutant des
modules dentres et de sortiesau PC. Cest dailleurs le cas du PC
industriel APAX-5570 offert par la compagnie Advantecqui peut
contrler toutes les entres et sorties ncessaires une unit mobile.
Comme lamajorit des PC industriels, les applications pour le
contrle des entres et sorties peuventtre dveloppes avec les outils
de dveloppement PC habituels tels que les librairies deC/C++, dans
lenvironnement Windows.
Particularit et mise en place Le PC APAX-5570 se distingue de
plusieurs autresproduits sur le march, car les modules
dentres/sorties peuvent aussi tre programms avecles langages
dautomates conventionnels selon la norme IEC-61131-11 avec loutil
de develop-pement KW Multiprog. De plus, lAPAX-5570 offre la
possibilit dappliquer la redondanceau systme en dupliquant le PC
(i.e. deux PC pour traiter les modules dentres/sorites).Pour
linterface, le PC est quip de ports USB et dun port VGA ; on peut
ainsi interfacerfacilement et peu de frais en utilisant des
priphriques pour ordinateur conventionnels(cran, souris et
clavier). Toujours selon les prix fournis sur le site du
manufacturier, le cot lachat du matriel serait denviron 10000$ par
unit mobile.
Dcision : Retenu Cette solution rpond toutes les exigences
minimales du projet.De plus elle offre une plus grande souplesse au
niveau du dveloppement logiciel, avec des
1Cette norme dfinit cinq langages de programmation utiliser pour
les contrleurs programmables.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 20
outils complets et puissant comme les librairies du C/C++ ainsi
que des outils adapts auxtechniciens et rpandus en industrie selon
la norme IEC-61131-1.
Rfrences : [23] [24] [25] [26]
Systme de contrle distribu Centum VP de Yokogawa
Description gnrale Le dernier concept consiste utiliser un
systme de contrle dis-tribu (SCD).De faon gnrale, un tel systme
fait rfrence un systme dont les contrleursne sont pas situs un
endroit centralis, mais sont plutt distants et relis entre eux par
unrseau centralis et une base de donnes commune. En fait, un tel
systme, simplement parsa dfinition, correspond presque lensemble de
ce qui doit tre labor dans le cadre duprojet SysCom. En effet, les
solutions de SCD proposes par plusieurs entreprises
incluentgnralement le rseautage, les contrleurs dentres/sorties,
les interfaces homme-machineet mme la gestion de base de
donnes.
Caractristiques du systme Centum VP Le systme Centum VP est
offert parlentreprise Yokogawa, rpute pour ses produits de qualit
et le support long terme offert ses clients. videmment, bien que
prsent dans la prsente section, ce systme couvreplusieurs autres
foncions du diagramme foncionnel prsent la page 16. En fait,pour
enfaire une solution globale, il suffirait de le combiner un systme
de positionnement ainsiqu un systme de transmission de donnes sans
fil. En effet le systeme Centum VP utiliseun protocole propritaire,
VNetIP, qui est compatible avec la plupart des rseaux
standards.Certaines caractristique du systme sont rsumes dans le
tableau 5.1.
CaratristiquesNombre dE/S analogiques Modules de 16 canaux
chacun.Rsolution convertisseurs 12 bits.Nombre dE/S digitales
Modules de 32 canuaux chacun
Interface locale Plusieurs modles, adaptable selon les
besoinsPuissance des contrleurs Processeur VR5432 (133 MHz)
Interface centrale PC dusage gnral sous Windows, moniteurs
multiplesInterface distance Ordinateur portable dusage gnral sous
Windows
Programmation Suite logicielle pour lensemble du systmeFiabilit
Le systme supporte la duplication
Tab. 5.1 Caractristiques du systme CentumVP
Dcision : Retenu Ce concept rpond aux exigences minimales du
projet et lunifor-mit des composantes facilite la mise en place. De
plus, le temps de dveloppement est rduit,car la majorit des outils
logiciels requis sont regroups et intercompatibles. En
contrepartie,
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 21
le cot initial pour limplentation dun tel systme est gnralement
un peu plus lev pourdes projets de lenvergure de SysCom (i.e. moins
de 5000 points de connexion au total). Deplus, ce concept impose un
seul et unique fournisseur pour la quasi totalit du projet, ce
quicre une sorte de dpendance, certe, mais cela simplifie
grandement lapprovisionnement etle support.
Rfrences : [47] [48] [50] [51]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
DL405 Oui mais Oui Oui Oui Retenu maisC1SD Duplex Oui Oui Oui
Oui RetenuAPAX 5570 Oui Oui Oui Oui RetenuCentumVP Oui Oui Oui Oui
Retenu
Tab. 5.2 Analyse de faisabilit pour le systme de commande
local
5.2.2 Interfacer et traiter depuis la route5.2.2.1 Critres de
faisabilit
Lquipement qui est donn aux techniciens doit satisfaire nos
exigences en se basantsur les critres suivants :
1. Aspects physiques Lautonomie minimale est de 8h. Linterface
doit permettre daccder linformation dsire le plus rapidement
pos-
sible, avec un maximum de 15 actions . Le systme doit prsenter
une surface daffichage denviron 120 cm2 au minimum.
2. Aspects conomiques On rappellera que les cots totaux
dimplantation et dopration sont respectivement
limits 250000$ et 50000$. Limpact du choix de cet quipement
risque toutefoisdtre mineur sur ceux-ci.
5.2.2.2 Concepts
Tlphone mobile
Description Les tlphones portables sont de plus en plus petits
et de plus en plusperformants. Plusieurs compagnies offrent un
tlphone intelligent pour un prix allant de 150$ 250$. Le modle
choisi en exemple est le Galaxy Gio de Samsung. Avec une autonomie
de11 heures en marche et denviron 25 jours en mode veille, il
dpasse de loin le minimum exig.Le processeur de 800MHz et la
vitesse de transfert allant jusqu 7,2 Mbps devraient suffire
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 22
aux besoins du technicien. Plusieurs compagnies offrent mme un
systme de positionnementintgr. Le problme avec ces appareils, cest
videmment lergonomie. Lcran, ntant quede 3.2 pouces, nest pas trs
pratique. Bien quon puisse avoir accs linformation dsire enmoins de
15 actions, il devient pnible de travailler des journes entires sur
un tel appareil.
Dcision : Rejet Un tlphone la base nest tout simplement pas conu
pour a.Bien quil puisse physiquement faire le travail demand, le
concept bas sur un tlphoneintelligent a t rejet pour un problme
vident de convivialit.
Rfrences : [9] [10]
Tablette lectronique
Description Les tablettes lectroniques sont sur le march depuis
seulement quelquesannes et elles dmontrent dj beaucoup de
potentiel. La Galaxy Tab 10.1 de Samsung seratudie ici. Partant
400$, ces tablettes ont une autonomie denviron 10 heures
dutilisation.Avec des processeurs roulant plus de 1GHz et une
vitesse de transfert allant jusqu 20 Mbps,la performance nest pas
un problme. Le point fort de ces gadgets est quils combinent
bienportabilit et utilit. Lcran de 10 pouces est un compromis
raisonnable pour rduire lataille et le poids. Tout comme les
tlphones mobiles, il est facile dinclure un systme depositionnement
sur de telles tablettes.
Dcision : Retenun Ce concept respecte toutes les contraintes,
autant pour lauto-nomie que pour les performances. Lergonomie dune
telle tablette nest peut-tre pas lameilleure qui soit, mais elle
est tout de mme acceptable pour un environnement de travail.
Rfrences : [11] [12]
Ordinateur portable
Description En ce qui concerne les ordinateurs portables, ce
nest pas le choix quimanque. Avec des composants de la gamme du
processeur Intel Core i5, cest--dire des bonscomposants durables
sans toutefois tre trop puissants pour rien, il est possible de
faire unemachine sur mesure aux alentours de 1000$. Contrairement
aux autres concepts qui doiventse fier Android (ou un autre systme
dexploitation pour mobile), le client a ici plus delibert en termes
de logiciels et de systmes dexploitation. Une mmoire vive de 4 Go
est unbon standard, quoiquil peut tre augment si ncessaire pour une
augmentation modeste duprix. La polyvalence dun ordinateur portable
lui assure dtre compatible avec dventuelsmodules ou pices
dquipement qui viendraient sajouter larsenal des techniciens. Le
pointmajeur o ce concept se dmarque des autres est la convivialit.
Un cran de 16 pouces et unclavier complet sont les caractristiques
dune interface de qualit. Enfin, notons que cettesolution est celle
qui serait employe avec le systme CentumVP dcrit la page 20
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 23
Dcision : Retenu Malgr le prix plus lev, ce concept offre
beaucoup plus de pos-sibilits pour trouver lappareil rpondant le
mieux aux besoins des techniciens. En plus derpondre aux
contraintes, il laisse place la possibilit de pouvoir tre modifi si
ncessaireune fois le projet termin.
Rfrences : [13]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
Tlphone mobile Non Oui N/A N/A RejetTablette lectronique Oui Oui
N/A N/A RetenuOrdinateur portable Oui Oui N/A N/A Retenu
Tab. 5.3 Analyse de faisabilit pour lquipement des
techniciens
5.2.3 Traiter et interfacer depuis lusine principale5.2.3.1
Critres de faisabilit
Lquipement qui est lusine principale doit satisfaire nos
exigences en se basant surles critres suivants :
1. Aspects physiques Le systme doit prsenter une surface
daffichage dau moins 1750 cm2
Le systme doit supporter le outils logiciels standards qui
serviront ventuellementau dveloppement de linterface de
contrle.(i.e. C/C++, Java, Python, MySQL, etc)
Linterface doit permettre permettre laccomplissement dune tche
dans un maxi-mum de 10 actions.
Le systme propos se doit dtre fiable. Le client dsire au minimum
trois postes utilisateur pour le contrle central.
2. Aspects conomiques On rappellera que les cots totaux
dimplantation et dopration sont respectivement
limits 250000$ et 50000$. Limpact du choix du systme de commande
centralpourrait influencer ceux-ci de manire non ngligeable.
5.2.3.2 Concepts
Ordinateur central partag avec Systme U170 pour usagers
multiples, de NCom-puting
Description De nos jours, la puissance des ordinateurs est
souvent sous-utilise. Pourmaximiser lutilisation de ces derniers,
plusieurs entreprises proposent des solutions afin que
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CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 24
de multiples usagers puissent utiliser un ordinateur
simultanment. Cette approche est cou-ramment employe dans les
coles, les bureaux et les cybercafs, par exemple. Cela permetde
rduire le cot dachat de matriel et doptimiser les investissements.
Le systme retenuest celui de la compagnie NComputing, plus
prcisment le U170, qui permet le partage dunordinateur entre dix
usagers au maximum via USB un trs faible faible cot, soit
environ150$ par module. Ce systme est trs simple utiliser et
implanter. Il suffit de relier lespriphriques (moniteur, clavier et
souris) un module U170 pour chaque usager. Tous lesmodules sont
ensuite relis lordinateur hte via un hub USB, tel quillustr sur la
figuresuivante :
Fig. 5.2 Branchement avec les modules U170
Chaque usager a ainsi accs aux logiciels et aux priphriques de
lhte. Ensuite, pour lechoix de lordinateur hte, il faut tenir
compte du nombre dusagers. Dans le cas de SysCom,le client dsire
avoir au minimum trois postes pour le contrle central. Ainsi, daprs
lesrecommandations de la compagnie NComputing, le PC hte devrait
avoir au minimum lescaractristiques suivantes :
Processeur coeur double ou quadruple. Au minimum 3 gigabits de
mmoire vive.
Ainsi, pour 1000$ envirion le PC Optiplex 990 offert chez Dell
avec un prossesseur i7 deIntelet 4 gigabits de mmoire vive est
parfaitement adapt cette application. Pour lespriphriques, ils
peuvent tre choisis en fonction des prfences des usagers sans
grandeinfluence sur le projet. La seule restriction est la
rsolution des crans usagers qui est limite 1600x1200pixels. Par
exemple,pour 200$ environ, le moniteur Dell 2007FP 20.1po
faitparfaitement laffaire. En somme, les cots matriels pour cette
partie du projet seraientrelativement peu levs avec un total
avoisinant les 3500$. cela, il faut ajouter les cot lisau
developpement logiciel de linterface de contrle centralis.
Dcision : Rejet En utilisant un seul ordinateur hte, la fiabilit
est grandementcompromise en cas de panne ou de mise jour effectuer.
Une solution simple pour pallier ce problme serait dutiliser deux
ordinateurs htes avec chacun un usager, pour un total dequatre
postes. En cas de bris, un poste usager peut tre rapidement support
par lautre hte.Cela permet aussi lajout ventuel de postes usager
peu de frais. Cependant, un problme
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 25
majeur persiste, soit le nombre dcrans par poste, limit un seul.
En effet, un cran uniquenapparait pas suffisant pour fournir une
vue densemble adquate aux oprateurs.
Rfrences : [27] [28] [29]
Ordinateurs de bureau standards Optiplex 990 de Dell
Description Une solution trs simple et souple pour le contrle
central est lutilisationde PC de bureau standards. La plupart de
ceux-ci rpondent entirement aux critres noncsplus haut et
supportent deux moniteurs, ce qui est un avantage majeur pour
contrler etafficher simultanment les informations de plusieurs
units mobiles. Pour ce concept, nousavons retenu le mme PC que la
solution prcdente, soit un PC Optiplex 990 , offert chezDell au
prix de 1000$.Le modle retenu dispose dun puissant processeur i7 de
Intel ainsi quede 4 gigabits de mmoire vive, ce qui suffit
amplement pour effectuer le traitement requis.Avec quatre
exemplaires de ce PC muni de deux moniteurs 24po chacun, il est
possibledafficher une quantit adquate dinformations pour le contrle
centralis. En prenant commeexemple un moniteur 24po de ASUS 200$
environ, le cut materiel pour cette solution seraitdenviron 6000$.
Bien sur, il faut aussi considrer le temps requis pour le
developpementlogiciel de linterface, qui peut tre encore une fois
tre fait avec tous les outils gnralementdisponibles sur PC.
Dcision : Retenu Cette solution rpond aux critres exigs. De
plus, le PC choisiest facilement remplacable et est relativement
peu dispendieux. Le quatrime PC assure lafiabilit en cas de mises
jour effectuer ou de dysfonctionnements en plus dune
certainesouplesse si plus doprateurs sont momentanment requis.
Rfrences : [29]
Ordinateur avec crans multiples
Description Cette solution utilise toujours un ordinateur, mais
dont la carte graphiquepermet lutilisation de plus de deux
moniteurs. Cela permet un affichage optimal pour lop-rateur qui
peut visaliser un trs grand nombre dinformation par un simple
balayage visuel.Le PC retenu, un Precision T5500, est disponible
chez Dell pour la somme de 2900$ environ.Ce dernier dispose du
processeur quatre coeurs Xeon de Intel aisni que de 4 gigabits
demmoire vive. Il se distingue par une carte graphique de 2
gigabits AMD FirePro V7900qui lui permet de grer jusqua six
moniteurs. Avec trois exemplaires de ce PC munis deleurs six crans
chacun, il serait possible de ddier un cran complet par technicien
ou unitmobile. Un quatrime exemplaire assure la fiabilit par
redondance et permet deffectuer lamaintenance et des mises jour
sans influencer les procds. En prenant en exemple le mo-niteur ASUS
du concept prcdent, on peut estimer un cot total de 15000$, auquel
il faut
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 26
ajouter les cots lis au dveloppement logiciel de linterface. Par
ailleurs, ces derniers reste-ront sensiblement les mmes peut
importe le concept choisi.Enfin, il faut mentionner que lesystme
CentumVP, prsent en page 20 utilise du matriel trs similaire pour
la commandecentrale.
Dcision : Retenu Bien que ce soit une solution plus
dispendieuse, cette solutionpermet un affichage complet et augmente
lefficacit des oprateurs.
Rfrences :[31] [30]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
PC Partag Non Oui N/A N/A RejetPC standard Oui Oui N/A N/A
Retenu
PC avec cran multiples Oui Oui N/A N/A RetenuTab. 5.4 Analyse de
faisabilit pour le systme central
5.2.4 Localiser les units et les techniciens5.2.4.1 Critres de
faisabilit
On rappellera que le systme de localisation des units mobiles et
des techniciens doitrpondre aux critres et aux contraintes suivants
:
1. Aspects physiques La pourcentage de couverture de
localisation minimal a t fix 99%. La localisation des units mobiles
et des techniciens doit pouvoir tre connue en tout
temps. Le systme propos se doit dtre fiable.
2. Aspects conomiques On rappellera que les cots totaux
dimplantation et dopration sont respectivement
limits 250000$ et 50000$. Limpact du choix du systme de
localisation risquetoutefois dtre mineur sur ceux-ci.
3. Aspects socio-environnementaux Localiser les units mobiles et
les techniciens contribue la securit du personnel.
5.2.4.2 Concepts
GPS
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CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 27
Description Mis en place par les tats-Unis dans les annes 1970
et oprationnel depuis1994, le systme de localisation mondial (ou
GPS) fait appel un ensemble de satellites enorbite autour de la
Terre pour connatre la position dun rcepteur GPS, condition que
celui-ci soit dans le champ de vision dau moins quatre de ces
satellites. Les satellites envoient leurssignaux de positionnement
au rcepteur, qui utilise ensuite un procd mathmatique commela
trilatration et tient compte des effets relativistes pour dterminer
sa position partir deces signaux. Le GPS est ainsi capable de
localiser un rcepteur partout sur la Terre avec uneprcision
denviron cinq mtres. Par contre, bien quil soit efficace dans les
zones ouvertes,sa prcision diminue grandement dans les espaces
intrieurs ou fortement urbaniss. Il est enoutre facile de se
procurer un rcepteur GPS : certains sont vendus comme dispositifs
isols,et dautres sont mme inclus dans des tlphones mobiles. Le prix
dun appareil GPS peutvarier sensiblement selon le type choisi :
certains rcepteurs ddis avec afficheur de cartevirtuelle avoisinent
la centaine de dollars, alors que des rcepteurs USB pouvant se
connecter un ordinateur portable se situent plus autour de 30$.
Dcision : Retenu La porte du GPS remplit entirement les
exigences du cahier descharges. Il peut certes savrer moins
efficace en milieu urbain, mais il faut considrer quela zone
daction dcoloVal ne comporte pas une abondance de gratte-ciel. Il
sagit en outredun systme qui a fait ses preuves pour la
localisation prcise en temps rel de ses cibles, cequi sera
probablement amplement suffisant pour les demandes du projet
SysCom.
Rfrences : [2] [3] [4]
Systme de localisation par cellulaire
Description Souvent utilise pour localiser les usagers de
tlphones sans fil, cettetechnologie se base sur la force du signal
de communication reu diffrentes antennes tl-phoniques autour du
tlphone cibl pour ensuite dterminer la position de celui-ci par
unalgorithme comme la triangulation. Ce procd est surtout efficace
dans les zones urbaines etintrieures, o plusieurs antennes de
tlphonie sont prsentes ; cest l son avantage par rap-port au GPS.
Il est toutefois bien moins efficace dans les zones rurales. En
outre, il requiertque les cibles localiser (les techniciens et les
units mobiles, dans notre cas) soient quipesdun dispositif pouvant
capter les ondes tlphoniques, celui-ci pouvant tre un modem oubien
videmment un tlphone cellulaire. Il peut ainsi tre considr que
limplantation duntel systme serait potentiellement moins chre que
celle dune infrastructure fonctionnantgrce au GPS.
Dcision : Rejet Bien quune telle solution soit potentiellement
plus avantageuse quele GPS au niveau conomique, il est clair que
ses capacits de localisation ne correspondentpas aux besoins de
couverture minimale et de localisation en milieu rural du projet
SysCom.
Rfrences : [3] [5]
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 28
Systme de localisation hybride
Description Une autre alternative consisterait profiter la fois
des avantages duGPS et des systmes de positionnement en milieu
urbain, en combinant tout simplement lesdeux. Des compagnies comme
SkyHook ou Google offrent dailleurs des services combinantles
technologies de GPS, dantennes de tlphonie mobile et de Wi-Fi.
Sachant en outre que lalocalisation par Wi-Fi fonctionne avec les
mmes principes que la localisation par cellulaire,mais utilise des
bornes Wi-Fi la place des antennes tlphoniques et peut ainsi
atteindre uneprcision dune dizaine de mtres en milieu urbain, un
systme de positionnement hybrideslectionnant la mthode de
positionnement la plus efficace selon la situation peut tre vucomme
une solution avantageuse. Bien sr, profiter la fois des multiples
technologies faisantpartie dun tel systme ncessite un dispositif
tant muni desdites technologies ; le cot duntel dispositif
(ordinateur portable, tlphone intelligent) serait bien suprieur
celui dulogiciel de positionnement comme tel. On citera par exemple
Google Maps pour Mobile, quiest gratuit sur toute tablette
informatique ou tlphone intelligent quip dun GPS, ou lasuite
logicielle gratuite de SkyHook Wireless, qui permet dcrire ses
propres applications depositionnement par Wi-Fi et GPS sur tous les
systmes dexploitation majeurs.
Dcision : Retenu Par rapport au GPS seul, ce systme prsente
lavantage addition-nel doffrir un systme de localisation efficace
en milieu urbain, ce qui ne va probablementpas contre les vises du
projet SysCom. Le logiciel comme tel serait offert gratuitement
dansle cas de Google Maps for Mobile, par exemple.
Rfrences : [6] [7] [8]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
GPS Oui Oui N/A Oui RetenuCellulaire Non Oui N/A Oui mais
RejetHybride Oui Oui N/A Oui Retenu
Tab. 5.5 Analyse de faisabilit pour le systme de
localisation
5.2.5 Assurer la transmission des donnes5.2.5.1 Critres de
faisabilit
Le systme de transmission peut tre valu avec les critres
suivants :
1. Aspects physiques Le dlai maximal daccs aux donnes doit tre
de 5 secondes. Le rseau doit pouvoir couvrir le rayon daction des
techniciens et des units mobiles. Le systme propos se doit dtre
fiable.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 29
2. Aspects conomiques On rappellera que les cots totaux
dimplantation et dopration sont respectivement
limits 250000$ et 50000$. Limpact du choix du mode de
transmission pourraittre significatif sur ceux-ci, dpendant de la
solution choisie.
5.2.5.2 Concepts
Wi-Fi
Description Le WiFi est une technologie de connexion sans fil
dont la porte peutatteindre jusqu 250m. Avec la norme la plus
rcente (802.11n), son dbit peut atteindre 300Mbits/s, avec des
temps de latence de lordre de quelques millisecondes. Afin que
lentrepriseutilise un tel rseau, il faudrait squiper dun modem WiFi
reli un cble tlphoniquede SysCom en plus de possder un adaptateur
WiFi sur chaque portable des techniciensqui permettrait la
communication avec le modem. Ladaptateur est au choix et peut
treune cl USB, une carte dextension ou une carte rseau. Il faut
souligner que la plupartdes ordinateurs portables possdent dj la
technologie Wi-Fi. Dans le cas o lentreprisedcide de squiper de
portables ayant cette technologie, celle-ci naura qu effectuer
quelquesconfigurations pour que la communication avec le modem soit
tablie.
Dcision : Rejet Bien que trs accessible et peu coteux, le Wi-Fi
na pas une assezgrande porte pour tre la solution optimale pour ce
projet.
Rfrences : [38]
WiMax
Description Le WiMax, plus connu sous le nom de 4G, est une
technologie permettantlaccs un rseau sans fil par lemplacement dune
antenne de diffusion. Un rseau de bornessecondaires communiquent
entre elles et tendent ainsi la porte de rseau. Ainsi, cela
permetla transmission de donnes IP haut dbit par voie hertzienne
sur une zone gographiquetendue. Le dbit typique support par le
Wimax est de 5 Mbits/s avec une latence delordre de 180 ms. Au
Qubec, le rseau WiMax offert par Bell couvre la majeure partie
dusud du Qubec, et ce environ pour 40$ par Go. Pour capter le
signal, il suffit dutiliser unrcepteur fourni par le fournisseur,
qui ressemble souvent une cl USB, puis de le branchersur un routeur
qui supporte le rseau, comme le MBR1200 de la compagnie Cradle
pointpour 350$.
Dcision : Retenu Comparativement au Wi-Fi, le WiMax a lavantage
de desservirun plus grand territoire et ses spcifications en
vitesse respectent les contraintes de SysCom.De plus, il est
facilement implantable sur des applications mobiles.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 30
Rfrences : [39] [60] [61] [62] [65] [66]
Liaison satellitaire
Description La connexion par satellite fonctionne grce un
metteur terrestre reliau rseau de collecte (fibre optique dun
fournisseur) qui envoie un signal un satellite detlcommunication.
Ce dernier joue le rle dintermdiaire entre le rseau et
lutilisateur.Ainsi, ladresse IP de lusager est tlcharge puis mise
du modem vers une parabole pra-lablement installe qui la transmet
au satellite. Plus prcisment, elle est redirige jusquau" hub "
satellite qui gre la communication depuis le sol. La transmission
des donnes sefait avec une latence totale relativement grande de
900 ms laller, mais lavantage dun telrseau est que sa superficie
englobe tous les secteurs terrestres. De plus, comparativement
dautres services offerts, tous les clients voulant adhrer ce type
de technologie y sontligibles pourvu quils possdent les
installations ncessaires. La compagnie Xplornet, base Calgary,
offre le choix de connexion avec le rseau de Tlsat, bas Ottawa, ou
avec HughesNetwork, une compagnie amricaine du Maryland.
Dcision : Rejet Malgr sa couverture intressante, ce concept doit
tre rejet. Dabord,lquipement ncessaire pour une liaison satellite,
en plus dtre relativement dispendieux, estbeaucoup trop encombrant.
De, plus la plupart des rcepteurs satellites doivent tre
orientsprcisment, ce qui est gnant pour les units en transit et de
mme que pour les techni-ciens. En outre, si des erreurs surviennent
dans la transmission, le temps de latence peut treaugment et ainsi
ne plus respecter la contrainte de 5 s de temps de
transmission.
Rfrences : [40] [41]
3G
Description Le rseau 3G dsigne en fait un ensemble de normes de
tlcommunicationde troisime gnration contenant principalement les
normes bases sur le UMTS (UniversalMobile Telecommunications
System) et le CMDA. Au Qubec, ce type de rseau est offert parla
plupart des grandes compagnies de tlphonie mobile. De faon gnrale,
la couverture dece rseau stend lensemble de la partie sud de la
province et le dbit typique est denviron3 Mbits/s (le dbit maximal
tant de 5 Mbits/s), avec une latence de quelques centaines
demillisecondes en gnral. Les rcepteurs peuvent tre aussi compacts
quune cl USB et leurimplantation est trs simple ; elle se fait de
la mme facon quavec le WiMax. Enfin, on peutestimer le cot
dutilisation de ce rseau 30$ pour 3 Go de donnes transfres.
Dcision : Retenu , Le rseau 3G respecte toutes les contraintes
du projet et est peucoteux implanter.
Rfrences : [63] [64] [67]
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 31
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
Wi-Fi Non Oui N/A N/A RejetWiMax Oui Oui N/A N/A RetenuSatellite
Non Oui N/A N/A Rejet
3G Oui Oui N/A N/A RetenuTab. 5.6 Analyse de faisabilit du
systme de transmission
5.2.6 Scuriser les donnes5.2.6.1 Critres de faisabilit
1. Aspects physiques Le barme de scurit doit tre respect. Le
systme propos se doit dtre fiable.
2. Aspects conomiques Limpact du choix du mode de scurisation
sera probablement peu important sur les
cots dopration et dimplantation du projet, mais il vaut mieux
les mentionner ici.
5.2.6.2 Concepts
OpenSSL
Description Le chiffrement SSL (" Secure Socket Layer ") est une
mthode de cryptagedveloppe lorigine par la compagnie Netscape et
est dsormais connue sous labrviationTLS pour " Transport Layer
Security ", disponible pour tous les systmes dopration majeurs.Cet
outil permet de scuriser les changes Internet, plus prcisment sur
un rseau de typeTCP/IP, en crant un tunnel protg entre le client et
le serveur. Ce tunnel est muni dundispositif permettant de filtrer
les entres et les actions entrantes sur le serveur, annihilantainsi
toute opration malveillante susceptible dattenter la scurit des
donnes du client.De plus, SSL (ou TLS) utilise lauthentification
client-serveur ; en dautres mots, lutilisateurdoit sidentifier sur
le serveur courant qui soccupe ensuite de crypter les donnes en
utilisantune mthode de chiffrement prtablie ( la fois symtrique et
asymtrique). La plupart dutemps, lauthentification client-serveur
est effectue laide dun certificat lectronique, aussiappel cl
numrique. Il sagit en fait dune licence acquise par lutilisateur
auprs duneautorit de certification.
Dcision : Retenu OpenSSL est un logiciel de cryptage " open
source " et gratuit, cequi est favorable au problme de la
minimisation des cots du projet.
Rfrences : [32] [33]
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 32
TrueCrypt
Description Comme OpenSSL, TrueCrypt est un logiciel gratuit et
"open source", mais la diffrence de celui-ci, son mode dopration
repose sur le chiffrement la vole. Il sagitl dune mthode o toutes
les donnes dun disque ou dune partition sont initialementchiffres
ensemble : lusager ne peut accder ces donnes quaprs avoir fourni au
logicielle bon mot de passe, ou la bonne cl de chiffrement. Une
fois que laccs aux donnes esttabli, le chiffrement la sauvegarde et
le dchiffrement la lecture se font de manire auto-matique, partir
dun "faux" systme dopration communiquant avec le vritable
systmedopration, dissimul par chiffrement. Le systme pourrait donc
tre utilis pour chiffrerautomatiquement les donnes sur un
dispositif de stockage distance, comme dans le cas duprojet SysCom.
Un tel transfert scuris avec TrueCrypt peut toutefois savrer
compliqu,ncessitant entre autres que seul le "faux" systme
dopration soit utilis pour la naviga-tion. TrueCrypt, en
dveloppement depuis 2004, est prsentement sa version 7.1a, sortieen
fvrier 2012 ; la version 6.0a a reu un certificat de scurit de
premier niveau de lAgencenationale de scurit des systmes
dinformation.
Dcision : Retenu mais TrueCrypt est une option gratuite et "open
source", en plusdavoir reu lapprobation dun standard. Toutefois, la
scurisation dun rseau avec True-Crypt peut savrer difficile ; son
utilisation pourrait tre combine avec celle dOpenSSL cet effet.
Rfrences : [34] [35] [36]
Microsoft Forefront
Description Microsoft Forefront est une solution de scurit
abordable et facilementimplantable au rseau de lentreprise. Cette
solution permettra de protger efficacementtoutes les informations
de celle-ci, en scurisant les accs aux applications et aux
serveurs. Celogiciel de dfense peut tre combin avec dautres
solutions de scurit, tel quun antivirus,afin dassurer une meilleure
protection. Aussi, Microsoft Forefront a lavantage dtre conude
manire permettre aux administrateurs de grer efficacement les
identits via une consoledadministration. De plus, son interface
intuitive permet aux utilisateurs de crer rapidementdes stratgies
de gestion des comptes et des accs dans lentreprise. Ce logiciel
est compatibleavec les serveurs bass sur Windows ainsi quavec la
plupart des systmes dexploitation etce, avec une licence
propritaire au cot de 2159$ par serveur. Le soutien technique est
offertau dtenteur dune licence propritaire Microsoft.
Dcision : Retenu Cette solution rpond aux besoins de scurit de
lentreprise. Elleest facilement implantable et surtout abordable.
Certes, Microsoft fait payer pour ses pro-duits, mais il a
lavantage doffrir beaucoup de support technique en ligne et sur
place.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 33
Rfrences : [37]
VNetIP de Centum VP
Description Le protocole VNet/IP a reu la certification Achilles
1+ pour la securitdes donnes face aux cyber-attaques. Cette
certification est octroye par lentreprise Wurld-tech qui se
spcialise dans la scurit informatique des systme de contrle
industriels. Lacertification Achilles 1+ signifie que le systme a t
soumis a divers test de scurit sans queles donnes ou le
fonctionnement ne soit affects.
Dcision : Retenu Cette solution rpond aux besoins de scurit de
lentreprise etsimplifie limplentation.
Rfrences : [59]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
OpenSSL Oui Oui N/A N/A RetenuTrueCrypt Oui mais Oui N/A N/A
Retenu mais
Microsoft Forefront Oui Oui N/A N/A RetenuVNetIP Oui Oui N/A N/A
Retenu
Tab. 5.7 Analyse de faisabilit de la scurisation des donnes
5.2.7 Archiver les donnes5.2.7.1 Critres de faisabilit
1. Aspects physiques Le systme doit pouvoir sauvegarder les
donnes toutes les 20 secondes ou moins. Le systme doit tre capable
darchiver les donnes sur un an. Le systme propos se doit dtre
fiable.
2. Aspects conomiques On rappellera que les cots totaux
dimplantation et dopration sont respectent
les mmes contraintes nonces prcdemment. Limpact du systme
darchivage surceux-ci ne risque pas dtre grave.
5.2.7.2 Concepts
Disques RAID
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 34
Description Les disques RAID permettent de rpartir et de
sauvegarder les donnesdun serveur sur plusieurs disques durs. Les
disques RAID sont bass sur trois conceptssoit, le "mirroring", tape
qui permet de copier les donnes sur plusieurs disques,
ensuitelagrgation du volume par bandes (ou "striping"), qui permet
de distribuer les donnes entredeux disques au minimum et
finalement, ltape de la correction derreurs, qui permet dedtecter
et de rparer celles-ci lorsquelles surviennent. Pour donner un
exemple, une unitde stockage Western Digital de 4 traoctets disques
RAID 1 est offerte chez Dell un prixde 380$. Une telle solution
permet en outre que des copies de sauvegarde soient effectuessur un
autre disque chaque jour, en cas dun accident lendroit o les
disques RAID sontentreposs (ceci moyennant des cots
additionnels).Enfin, il faut mentionner que cest unesolution de ce
tpye qui est employe avec le systme CentumVP.
Dcision : Retenun Ainsi, le disque Raid assure la protection des
donnes, puisquecelles-ci sont crites sur plusieurs disques. De
plus, les disques RAID sont reconnus pour trerapides en mode
lecture et criture comparativement des lecteurs simples. Il est
relativementais dintgrer cette solution un systme de sauvegarde en
cas daccident.
Rfrences : [43] [42]
Stockage en ligne
Description Le stockage en ligne est un autre moyen efficace
pour la sauvegarde desdonnes. Un tel service envoie les
informations via internet afin que celles-ci soient rpertorieset
sauvegardes sur diffrents serveurs. Une des compagnies les plus
reconnues pour offrir ceservice est "Amazon Simple Storage Service
(Amazon S3)". Amazon S3 offre une interface deservices Web utiliser
pour stocker et rcuprer une quantit illimit de donnes sur le Web.Il
offre un service de restauration des donnes et une disponibilit de
99,99%, et ce un tarifdune centaine de dollars par mois. De plus,
utiliser cette solution permet dviter de payerpour de lespace de
stockage inutilis, car la compagnie ajuste ses tarifs
lutilisation.
Dcision : Retenu Cette solution est abordable et scuritaire. La
compagnie soccupede la sauvegarde des donnes. Dailleurs, il offre
un service de restauration des donnes etune disponibilit de
99,99%.
Rfrences : [44]
Location dun serveur distant
Description Une autre alternative serait de louer un serveur
distant ddi chez unecompagnie spcialise, comme Nexucom. Le client
se voit alors rserver un serveur pourson usage exclusif, o lespace
nest pas partag avec dautres clients. Dans le monde de
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 35
lhbergement distance, la location dun serveur ddi est vue comme
une solution trsefficace et fiable, mais souvent relativement
coteuse. Par exemple, la compagnie Nexucom,cite plus haut, offre un
service bas sur un processeur Intel Core 2 Duo de 2.4 GHz, avec2
160 gigaoctets de stockage en configuration redondante RAID 1. En
plus de fournir desservices de communication scurise, la compagnie
sassure de lentretien et de la scurit dumatriel sur place. La
facture pour un tel forfait slve 135$ par mois.
Dcision : Retenu En plus dtre relativement abordable et
scuritaire, cette solutionoffre lavantage de lexclusivit dun
serveur priv, sans qucoloVal ait grer lentretien liau matriel.
Rfrences : [46] [45]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
Disque RAID Oui Oui N/A N/A RetenuStockage en ligne Oui Oui N/A
N/A RetenuServeur distant Oui Oui N/A N/A Retenu
Tab. 5.8 Analyse de faisabilit du stockage des donnes
5.2.8 Grer les donnes archives5.2.8.1 Critres de faisabilit
1. Aspects physiques Le systme doit pouvoir sauvegarder les
donnes toutes les 20 secondes ou moins. Le systme doit tre capable
darchiver les donnes sur un an. Le systme propos se doit dtre
fiable.
2. Aspects conomiques On rappellera que les cots totaux
dimplantation et dopration sont respectent les
mmes contraintes nonces prcdemment. Limpact du systme de gestion
de basede donnes choisi pourrait toutefois avoir une influence non
ngligeable sur les cotsdopration.
5.2.8.2 Concepts
MySQL Enterprise Edition
Description MySQL Enterprise Edition est un systme de gestion de
base de donnesrelationnelle. Il est dailleurs prsentement le
logiciel le plus utilis au monde dans sa cat-gorie. Depuis lachat
de MySQL par Oracle, les seules ditions MySQL disponibles pour
les
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 36
entreprises sont les version payantes. Le cot slve donc 5 568$
par serveur pour un an.MySQL Enterprise Edition a au moins
lavantage dtre rapide, scuritaire et trs bien do-cument, en plus
dtre disponible pour tous les systmes dexploitation majeurs. La
gestiondu langage procdural SQL par le logiciel rend dailleurs son
utilisation plutt aise.
Dcision : Retenu Malgr son cot, MySQL Entreprise Edition prsente
de multiplesavantages par rapport la gestion des donnes, et vient
avec les garanties dun logicielpropritaire.
Rfrences [52] [53] [54]
Oracle Database
Description Comme son nom peut le laisser prsager, Oracle
Database est un systmede gestion de base de donne relationnelle et
objet conu par Oracle Corporation. tantvendu sous licence
propritaire, son cot pour un an dutilisation slve 9263$ par
serveur.Oracle Database possde lavantage dtre robuste, stable,
fiable et scuritaire. De plus, soninstallation est simple et
rapide. Il est toutefois rput pour utiliser de manire
considrableles ressources du serveur, ce qui tend diminuer les
performances de celui-ci.
Dcision : Rejet En plus dtre trs onreux, Oracle Database est trs
demandanten ressources informatiques, ce qui risque de nuire
lefficacit du rseau informatique duprojet SysCom.
Rfrences [56] [57]
PostgreSQL
Description PostgreSQL 9.1.3 est un systme de gestion de base de
donnes relation-nelle et objet. tant sous licence libre,
lentreprise peut se le procurer gratuitement. La versionpropose ici
est en outre supporte sur tous les systmes dexploitation majeurs,
comme Li-nux, Mac OS et Windows. Bnficiant du support dune large
communaut de dveloppeursvolontaires, PostgreSQL peut tre considr
comme tant aussi bien conu quun produitcommercial. Il est
principalement utilis pour la gestion des gros volumes de donnes et
greles langages de haut niveau comme Python, Java et PHP, ce qui le
rend convivial pour lusa-ger. Comme pour Oracle Database, son
approche objet permet en outre aux utilisateurs decrer leurs
propres types de donnes.
Dcision : Retenu La capacit de PostgreSQL grer de larges volumes
de donnessadapte bien aux besoins darchivage du projet SysCom. Il
possde en outre lavantage nonngligeable dtre gratuit tout en
offrant des normes leves de performance et de scurit.
-
CHAPITRE 5. CONCEPTUALISATION ET ANALYSE DE FAISABILIT 37
Rfrences [55]
Sequence of Events, logiciel propritaire de CentumVP
Description Ce logiciel fait partie de la suite logiciel du
systme CentumVP et est djentirement intgr. Selon les spcifications,
la base de donnes supporte la sauvegarde desdonnes pour 10000
vnements par jour sur une priode de 20 ans, ce qui est
amplementsuffisant pour SysCom.
Dcision : Retenu Ce logiciel est dj intgr et rpond aux besoins
du projet.
Rfrences [49]
Concept Aspects de lanalyse DcisionPhysiques conomiques
Temporels Socio-envir.
MySQL Oui Oui N/A N/A RetenuOracle Oui Oui N/A N/A Rejet
PostgreSQL Oui Oui N/A N/A RetenuSOE (CemtumVP) Oui Oui N/A N/A
Retenu
Tab. 5.9 Analyse de faisabilit de la gestion des archives
-
Chapitre 6
tude prliminaire
Maintenant que les critres ncessaires lvaluation des solutions
ont t formuls dans lecahier des charges et que plusieurs
sous-concepts ont t proposs pour chaque sous-problmedcoulant de
lanalyse fonctionnelle, une valuation de plusieurs concepts de
solutions com-pltes peut enfin tre mene. Ce chapitre prsente dabord
un plan dtude o une mthodedvaluation est labore pour chaque critre
du projet ; ledit plan est ensuite appliqu pourquatre propositions
de concepts globaux.
6.1 Plan dtudePour pouvoir valuer les concepts de solution
partir des barmes du cahier des charges,
il faut dabord tablir par quels moyens les paramtres desdits
barmes seront dtermins.Les tableaux qui suivent prsentent les
mthodes choisies dans une organisation suivant celledu cahier des
charges du chapitre 4.
Critres Procdures et hypothses Rfrences4.1.1 Nombre dentres et
sorties Consulter les fiches techniques des fabricants. [14]
[47]
[18] [23]4.1.2 Prcision de la conversion Consulter les fiches
techniques des fabricants. [47] [14] [18] [23]4.1.3 Temps dexcution
Consulter les fiches techniques ; dfaut dinformation [24] [14]
directe dans celles-ci, estimer partir de la vitesse [18]
[47]des processeurs et de la taille dun programme decommande.
4.1.4 Facilit de programmation Dterminer le nombre de langages
de programmation [25] [22]disponibles pour lappareil faisant partie
de la norme [20] [26]IEC-61131-3 [48]
4.1.5 Convivialit de linterface valuer le nombre dactions
requises [48] [16] partir des possibilits de menus et de [19]
[24]boutons afficher.
Tab. 6.1 Plan dtude pour le systme de commande local
38
-
CHAPITRE 6. TUDE PRLIMINAIRE 39
Critres Procdures et hypothses Rfrences4.2.1 Pourcentage de
couverture Consulter la documentation des produits proposs. [2] [3]
[4]
Ne compter une surface de couverture que si la [5] [6]
[7]couverture y est complte (en ville et en campagne). [58] [8]
4.2.2 Ergonomie du systme valuer le nombre dactions requises
[29] [30] partir des performances et des capacits [31]des
priphriques.
4.2.3 Surface daffichage Consulter les spcifications techniques
[29] [30]du fabricant. [31]
Tab. 6.2 Plan dtude pour le systme de commande central
Critres Procdures et hypothses Rfrences4.3.1 Autonomie nergtique
Consulter la documentation des produits proposs. [11] [12]
Se rfrr lautonomie en mode dconomie dnergie, [13]vu quil sagira
du mode dopration le plus frquent.
4.3.2 Ergonomie du systme valuer le nombre dactions requises
[11] [12] partir des performances et du design de [13]linterface
offerte.
4.3.3 Surface daffichage Consulter les spcifications techniques
[11] [12]du fabricant. [13]
Tab. 6.3 Plan dtude pour le systme dopration sur la route
Critres Procdures et hypothses Rfrences4.4.1 Scurit et
confidentialit Se fier des statistiques (comme la qualit [35]
[36]
de chiffrement) ainsi quaux normes et aux certifications [32]
[33]reues par les produits proposs. [37]
4.4.2 Capacit de stockage Comparer la capacit de stockage (en
octets) des [46] [44]solutions proposes aux besoins du projet
Syscom [43] [42]en archivage dinformation sur un an.
4.4.3 Temps de communication Faire un estim du temps de latence
en comparant [60] [61] [63]la vitesse de transfert en bits la
taille estime [66] [67] [64]des paquets sur le rseau de Syscom. Y
ajouter [39]les temps de latence moyens en aller-retour (RTT),pour
tenir compte des erreurs possibles de transmission.
Tab. 6.4 Plan dtude pour la gestion de la communication
-
CHAPITRE 6. TUDE PRLIMINAIRE 40
Critres Procdures et hypothses Rfrences4.5.1 Cots dimplantation
Faire la somme des cots lachat et linstallation Solution
dtaille
de chacun des sous-concepts proposs. Prendre encompte les frais
de mise en place par du personnel qualifiavec un taux horaire estim
60$/h.
4.5.2 Cots dopration Faire un estim partir de la fiabilit des
sous-concepts Solution dtailleproposs.
4.6 Fiabilit Se baser sur la mthode justement dcrite en Solution
dtaille et4.6. La limiter aux sous-concepts les plus risque fiches
techniques.de dfaillir pour faciliter lanalyse au besoin.
Tab. 6.5 Plan dtude pour les critres globaux
6.2 Stratgie dlaboration des solutions globalesCette section
prsentes les stratgies employes pour llaboration des solutions
globales.
Les concepts choisis pour chaque solution globale sont ensuite
rassembls dans le tableau 6.6 la page 42.
Solution 1 On rassemble ici les concepts qui semblent priori
optimiser les performances,en se fiant surtout sur lide que les
concepts plus chers sont plus performants et conviviaux.Bien
entendu, il est attendu que cette solution soit dispendieuse.
Ainsi, cette solution utilise les contrleurs redondants et les
crans tactiles Omron pour lacommande locale. Ces derniers peuvent
tre connects sur le rseau internet via un moduledisponible chez
Omron ([68]). Plus prcisment, pour chaque unit, ce module est
connect un routeur 3G/4G auquel sont branchs les rcepteurs des
divers fournisseurs, gnrale-ment via les ports USB dudit routeur.
Cependant, en pratique, il est relativement complexedinterfacer les
rcepteurs GPS et Wi-Fi pour le positionnement avec le PLC dOmron.
Cestpourquoi cette solution utilise un tlhone intelligent pour le
positionnement. En effet, lemobile permet la fois la transmission
de la position via 3G ou 4G, de mme que le posi-tionnement hybride
avec Google Maps for Mobile. Les techniciens, quant eux, sont
quipsdun ordinateur portable sur lequel toute la suite logicielle
CX-O