Alewijnse met en œuvre un nouveau concept de commande pour les installations offshore

Alewijnse Marine, en collaboration avec Rockwell Automation et l’une des plus grandes sociétés de dragage au monde, a développé un concept de commande innovant basé sur une plate-forme virtuelle. Avec cette plate-forme AlViVi (Alewijnse Virtualization & Visualization), tous les systèmes à bord liés au processus de dragage sont centralisés et intégrés. Par ailleurs, les systèmes peuvent être visualisés et pilotés à partir de tous les écrans du navire.

« Les solutions de commande pour les dragues et les autres installations offshore connaissent une forte demande », explique Johan van Rikxoort, responsable produits Dredging & Offshore chez Alewijnse. « Le matériel subit une usure accélérée car il est constamment exposé aux vibrations et à l’air salin. C’est pourquoi l’infrastructure de PC complète à bord d’un navire est généralement remplacée tous les cinq ans. Il ne s’agit pas seulement de remplacer le matériel et le câblage. L’évolution continue des systèmes d’exploitation impose aussi des mises à jour et le renouvellement régulier des logiciels utilisateurs. Ce remplacement périodique est une opération drastique et longue, qui concerne des dizaines de systèmes. Le client souhaitait simplifier et accélérer la maintenance des systèmes informatiques à bord. »

Solutions de serveur virtuel

La société Alewijnse Marine, qui travaille avec Rockwell Automation depuis 1997, a présenté fin 2017 à l’entreprise de dragage un concept qu’elle a déjà appliqué sous une forme légèrement différente pour plusieurs clients industriels. La caractéristique clé de la solution réside dans le fait que les applications et informations de processus ne sont plus sur différents PC en local à bord du navire, mais sont virtualisées sur un serveur central. Grâce à l’approche ‘zero client’, les informations et applications sont accessibles à toutes les parties-prenantes du processus, partout sur le navire. La société de dragage, qui possède une des flottes de dragues et de dragues suceuses porteuses les plus modernes, a été très enthousiasmée par la solution. Le client est resté fortement impliqué dans le développement jusqu’aux tests de validation du concept et a désormais installé le système avec succès sur plusieurs navires.

Le nouveau concept offre aux membres d’équipage un accès facilité aux informations pertinentes, ce qui a favorisé des processus de travail plus rapides et plus efficaces à bord. Un composant clé du concept est le logiciel de fourniture de contenu ThinManager de Rockwell Automation, lequel remplace les commutateurs KVM coûteux dans cette solution et met les informations à la disposition des utilisateurs à partir des environnements physiques et du serveur virtuel.

Système de commande de drague

Une drague comporte un certain nombre de systèmes spécifiques pour exécuter les processus principaux. Sur les dragues, Alewijnse installe des systèmes de tirant d’eau et de chargement, afin de mesurer et de réguler en continu le chargement, le tirant d’eau et le volume de trémie, et des systèmes de tubes d’aspiration, qui calculent, surveillent et contrôlent la position du tube d’aspiration. Ces systèmes sont intégrés dans le système de commande de drague, lequel surveille et commande tous les équipements et systèmes de dragage. Outre ces fonctions liées aux processus, les systèmes d’alimentation électrique, ainsi que les équipements de propulsion, de radar et de navigation jouent, bien évidemment, un rôle crucial sur le navire. En centralisant sur un serveur virtuel l’ensemble des informations métiers et des systèmes critiques, les PC locaux deviennent inutiles, et les informations accessibles à tous les employés, au niveau de chaque poste de travail.

Visualisation

« Un nouveau défi qui a émergé pendant le processus de développement concernait la visualisation des informations », explique Van Rikxoort. « Bien évidemment, toutes les informations de l’ensemble des systèmes doivent être disponibles sur la passerelle de commandement. Pour la majorité des autres postes du navire, la surveillance et le contrôle de sous-processus et systèmes spécifiques suffisent. Il était techniquement difficile d’opérer des terminaux d’affichage simultanément à partir d’un système central, car les informations à l’écran sont généralement dupliquées simultanément sur l’ensemble des moniteurs du réseau. Toutefois, pour la plate-forme AlViVi, chaque écran doit être en mesure d’afficher des informations indépendamment, tandis que de multiples applications doivent être présentées simultanément sur d’autres moniteurs. »

Solution technique

Le concept de plate-forme AlViVi, tel que développé par Alewijnse, est extrêmement simple. Au lieu d’une série de PC, chacun avec ses propres applications, la base de la nouvelle plate-forme est constituée par un serveur virtuel à tolérance de panne. Les applications s’exécutent sur celui-ci et il fait aussi office de réseau de zone de stockage virtuel. Tous les composants du serveur virtuel sont dupliqués. En cas de défaillance d’un composant, un autre prend immédiatement le relais, sans aucune interruption.

Dans les approches précédentes, un commutateur KVM (clavier, vidéo et souris) était souvent retenu pour le fonctionnement, mais cette nouvelle solution repose sur des clients légers VersaView^® et le logiciel ThinManager^® de Rockwell Automation. Le système de fourniture de contenu utilise des clients légers connectés individuellement au serveur virtuel via Ethernet. Cette solution économise très largement le matériel et le câblage. Elle est par conséquent plus économique à l’achat. En principe, toutes les informations du serveur peuvent être proposées à tous les postes de travail, mais un système d’autorisations détermine qui a accès à quelles informations et qui peut effectuer quelles activités. Une solution différente a été choisie pour la transmission des images de sonar et de radar, car la virtualisation de ces systèmes n’est pas autorisée. À la place, la sortie vidéo est convertie en flux vidéo continu, lequel est distribué via ThinManager aux postes de travail.

Tests et installation

Alewijnse a réalisé et testé de manière poussée l’ensemble de l’installation et de l’infrastructure de la plate-forme ALViVi au centre de test de Nijmegen, aux Pays-Bas. « Le concept en lui-même est peut-être nouveau », déclare, Anton Evens, responsable de l’équipe informatique, « mais nous utilisons uniquement des composants qui ont fait leurs preuves dans l’offshore et sont certifiés pour leurs applications respectives. Une fois le matériel et la plate-forme testés, l’installation complète est préparée et installée sur le navire. Comme, finalement, le nombre de composants à intégrer est inférieur, l’installation est nettement plus rapide qu’avec un remplacement classique. Cela se traduit par des gains considérables au niveau des délais et des coûts. »

Un autre avantage de taille du nouveau concept est la capacité de travailler avec un modèle indépendant du matériel pour la configuration du serveur virtuel. Cela autorise une adaptation très flexible du noyau aux applications et processus spécifiques d’un navire. Alewijnse stocke une sauvegarde de chaque environnement, de sorte qu’en cas d’urgence, la configuration originale peut être entièrement copiée sur le navire en quelques minutes. Selon Van Rikxoort, cela forme la base de la prochaine étape vers un jumeau numérique de chaque serveur. Les scénarios et événements peuvent ensuite être simulés pour résoudre des problèmes ou tester de nouvelles applications. Cette option peut être intéressante, dans la mesure où les navires d’exploitation n’ont généralement pas de personnel informatique dédié à bord.

Avantages

Outre les gains de temps dus au développement, à la réalisation et à l’installation rapides des nouveaux systèmes informatiques, la réduction énorme de la quantité de matériel est particulièrement frappante. Le recours à une solution de serveur virtuel et de clients légers réduit la quantité de matériel et de câblage d’environ 75 %. Une armoire de serveur demi-hauteur suffit désormais sur la passerelle au lieu de plusieurs racks 19 pouces. Même si les coûts d’achat du matériel sont inférieurs, la construction et l’installation complètes de la plate-forme AlViVi par navire n’est initialement pas nettement plus économique qu’un environnement informatique traditionnel.

Selon Van Rikxoort, les plus grosses économies résident dans la maintenance des systèmes. Moins de matériel signifie évidemment moins de besoin de maintenance, mais comme les applications sont en fait indépendantes du matériel, il est possible de remplacer des composants matériels sans arrêter le système. Lorsqu’un terminal zero client VersaView est remplacé, le nouveau firmware est téléchargé automatiquement et le nouveau terminal est de nouveau opérationnel en quelques minutes. De même, les systèmes d’exploitation et applications ne dépendent plus du matériel. Ainsi, il n’est plus nécessaire d’ajuster les logiciels employés sur la plate-forme à chaque remplacement du matériel, d’où une durée de vie accrue. Tous les logiciels sont simplement copiés vers le nouvel environnement matériel.