Résilience, robustesse et sécurité des systèmes de production commandés à distance via un réseau sans qualité de service garantie.
Jean Vareille  1@  , Philippe Le Parc  1, *@  , Yvon Autret  1, *@  , David Espes  1, *@  , Laurent Nana-Tchamnda  1, *@  
1 : Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance  (Lab-STICC)  -  Site web
Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB), PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), Télécom Bretagne, Institut Mines-Télécom, Université de Bretagne Sud (UBS), Université de Bretagne Occidentale (UBO), CNRS : UMR6285, ENSTA Bretagne, Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest
Technopole Brest Iroise BP 832 29285 BREST CEDEX -  France
* : Auteur correspondant

Nous travaillons sur la commande sûre des machines de production via un réseau sans qualité de service garantie depuis 1997. Le projet portait le nom de téléproductique lorsqu'il a démarré. Nous avions obtenu en 1998 un financement régional pour installer une plate-forme composée d'un bras manipulateur et d'une fraiseuse 3 axes pour le prototypage rapide. Nous avions par ailleurs des robots mobiles. Le projet a donné lieu à une thèse soutenue par Pascal Ogor en 2001 et des projets de niveau master 2 en informatique. Le réseau sans qualité de service garantie choisi en 1997 était l'Internet. Un système client serveur a été développé entièrement en langage java qui permet la prise de contrôle des machines via des applets exécutés dans un navigateur WEB. La technique de programmation fait appel à du multi-threading. Lorsque les threads sont exécutés sur la même machine ils communiquent entre eux par des pipes, et des sockets lorsque la communication est à distance.

Pour assurer la robustesse de l'application et faire face aux problèmes de qualité de communication variable du réseau, nous avons proposé le Gemma-Q qui est dérivé du Gemma. Il permet de caractériser les modes de fonctionnement des systèmes de production dans lesquels les communications ont des délais variables. La qualité de communication est mesurée avec une actualisation permanente, par le biais d'un système de ping-pong faisant appel au protocole TCP-IP. Ces mesures sont enregistrées dans des fichiers de traces qui récapitulent tous les événements qui ont eu lieu pendant un contrôle. Ces fichiers de traces sont analysés après coup pour examiner les variations de la qualité du contrôle et vérifier sa faisabilité selon des critères similaires à ceux employés dans le contrôle de production.

Actuellement nous travaillons sur la prévision de la qualité de communication avec pour objectif, de fournir à la personne qui contrôle une machine à distance, un indicateur de confiance de la qualité du réseau et de l'horizon temporel sur lequel il peut compter pouvoir garder la main.

L'objectif de la communication est de présenter des résultats récents sur des mesures de temps de boucle de robots contrôlés à distance entre Brest et divers endroits dans le monde dont la Nouvelle-Calédonie et la Nouvelle-Zélande, ainsi que des résultats sur la prévisibilité de la qualité de service du réseau de communication. L'historique des recherches sera brièvement présenté, ainsi que les perspectives de développements futurs.

D'autre part nous participons à l'action transversale VITAAL du laboratoire Lab-STICC, dont l'objectif est l'accompagnement de personnes dépendantes auprès desquelles des robots seraient placés pour offrir des services, en particulier la téléprésence. Nous avons acquis des robots mobiles qui peuvent être commandés par Internet dont un Beam+. Nous envisageons d'en faire la démonstration pendant l'exposé. Deux autres actions transversales débutent actuellement au Lab-STICC, l'une sur les drones, l'autre autour d'une plate-forme « Industrie 4.0 » installée à l'ENSIBS de Lorient. Pour cette dernière un robot Baxter a été acheté et mis en place auprès d'un convoyeur. Nous poursuivons nos travaux en vue d'implanter notre système client-serveur sur des petits systèmes embarqués, de façon à pouvoir les greffer sur des robots de différentes natures : industriels, agricoles ou personnels pour pouvoir faire un monitoring de la qualité de la communication afin d'en améliorer la robustesse et la résilience. D'autre part le projet transversal Cyrus sur la cybersécurité se penche sur la sécurisation de chaîne de production industrielle. Une chaîne flexible modèle est en cours d'implantation à l'UBO dans le cadre du projet Cyber-SSI.


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