Cours sur la cyberculture

• 8/11/2009 - L'utilisation du web pour l'instrumentation virtuelle - Jean-Jacques BOIS

L'utilisation du web pour l'instrumentation virtuelle Contrôle distant, mesure, et surveillance 1.] L'instrumentation Virtuelle Les prouesses réalisées par les technologies de l'internet et les nombreux protocoles web n'ont évidemment pas échappés au monde "technique" de l'industrie, et notamment au milieu de l'instrumentation virtuelle. Qu'est-ce que l'instrumentation virtuelle ? Selon la définition de National Instruments - société leader en matière d'instrumentation (au niveau matériel et logiciel), avec notamment l'ensemble de ses jeux de cartes d'acquisition et son logiciel phare LabVIEW - : "Un instrument virtuel consiste en un PC ou une station de travail [...] qui possède les mêmes fonctions qu'un instrument de mesure traditionnel". On imagine alors immédiatement l'intérêt de ce type d'instrumentation qui, "par opposition aux systèmes d'instrumentation traditionnels centrés sur le matériel, [...] sont centrés sur le logiciel qui exploite la puissance de calcul, la productivité, l'affichage et toutes les connexions disponibles sur les PC et les stations de travail.". 2.] L'instrumentation Virtuelle sur les réseaux Maintenant convaincu du grand intérêt de cette technique, regardons plus en détail sa mise en oeuvre dite "distante", via un server web. En effet, le logiciel LabVIEW de National Instruments intègre un serveur web qui permet de publier l'instrument virtuel sur le réseau (que ce soit un réseau local ou sur l'Internet). Ainsi, depuis n'importe quel poste du réseau, il est possible d'accéder à la visualisation, voire au contrôle de l'instrument virtuel, et tout cela, à distance, que l'on soit à 10m ou aux antipodes de la station "serveur" ! 3.] Des exemples concrets d'application A titre d'exemple, prenons le cas d'un VI (Virtual Instrument = instrument virtuel) qui assure le contrôle de la rotation d'un moteur. Ce dernier affiche en permanence la vitesse de rotation du moteur, sa température, ainsi qu'un graphique représentant les variations de température pendant les 30 dernières minutes. Il affiche un warning lorsque la température dépasse un seuil limite. Imaginons ce moteur placé dans une enceinte fermée pour des raisons de sécurité (i.e. manipulation d'objets radioactifs), l'opérateur ne pouvant se trouver sur place, doit agir et surveiller en permanence le moteur depuis sont poste de contrôle de l'autre côté du bâtiment. Après lancement du VI sur la machine serveur, il suffira à l'opérateur d'ouvrir son navigateur internet, d'accéder à l'URL correspondante à son VI distant (éventuellement à s'identifier si l'accès est sécurisé par mot de passe), et il pourra alors assurer le contrôle de l'interface exactement de la même manière que s'il était devant la machine qui réalise les mesures. Ci-dessous un aperçu de la "Face-avant" (Interface visible du VI qui permet d'en assurer le contrôle) via le navigateur web Firefox de l'opérateur. Aperçu de la face-avant du VI de contrôle Notre exemple était fictif afin d'avoir un aperçu du procédé, mais un très grand nombre d'entreprises utilisent ce système. Deux exemples sont disponibles dans les références ci-dessous, à savoir l'utilisation des technologies du web pour la surveillance de l'étanchéité du "réseau hydrant" de l'aéroport de Paris-Orly (réseau de distribution du Kérosène) qui fonctionne en continu 24h/24 pendant plusieurs années consécutives, ou encore sont utilisation dans le contrôle des installations ferroviaires du RER (RATP), via deux caméras qui détermine par "stéréovision" l'usure des caténaires. 4.] Une technologie indispensable cacherait-elle une terrible hégémonie ? Si l'on recherche sur Google "Instrumentation Virtuelle" ou "Virtual Instrumentation" en anglais , on voit nettement que la majorité des liens proviennent du site web de National Instruments (NI), et pour ceux qui ne sont pas officiels, ils citent quasiment tous National Instruments ou l'un de ses produits phares tel que LabVIEW ou LabWindows/CVI... On pourrait donc en venir à se demander où est la concurrence ? Quelles sont les grosses entreprises qui font face à NI en proposant des produits compétitifs pour des applications équivalentes ? Et bien la réponse est somme toute assez simple... il n'y en a pas. C'est d'ailleurs ce qui permet à NI de continuer d'investir autant de manière aussi significative (jusqu'à 10% par an !) en Recherche et Développement, creusant de plus en plus l'écart avec toute éventuelle société qui serait tentée de se lancer dans l'aventure. On peut donc dire que "Dr. Truchard", PDG de National Instruments, créateur de LabVIEW (qui a d'ailleurs commencé sa carrière chez HP...), a su imposer son nouveau type d'instrumentation au monde entier. Nous pouvons regarder ci-dessous l'évolution du cours de cette entreprise au cours de la dernière décénie: une croissance rapide, qui a toujours su se tenir bien au-dessus de la moyenne ! Evolution du cours boursier de National Instruments (NATI) et comparaison à celui du Nasdaq Comment entrenir également à moindre coût une telle position dominante ? Il suffit de prendre une exemple comme celui de l'INSA avec la mise en place d'un partenariat "gagnant-gagnant" entre le département de Physique (qui a une spécialisation "instrumentation") et NI. Ceci permet donc à la fois aux étudiants de bénéficier de matériel de qualité et de licences logicielles offertes gratuitement, tout en assurant à l'entreprise que lorsque ces futurs ingénieurs seront confrontés à une réalisation technique autour de l'instrumentation, ils se pencheront simplement et directement sur les produits de sa marque car ce sont des produits qu'il connaît, sur lesquels il a été formé, et qu'il maîtrise plus que toute autre solution "pseudo-équivalente"... L'hémégonie flagrante de National Instruments dans l'industrie est donc fondée sur son omniprésence, que ce soit sur le marché industriel de l'instrumentation ou encore dans la formation des ingénieurs et techniciens. Mais il n'en reste pas moins que la principale raison de son succès réside dans sa capacité et sa volonté de développer sans cesses de nouveaux produits à la point de la technologie par un investissement colossal en Recherche et Développement. Références L'instrumentation virtuelle comparée à l'instrumentation traditionnelle : http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/5526 Définition de l'instrumentation virtuelle : http://www.dico.nifrance.fr/d,Instrumentation-virtuelle.html Instrumentation virtuelle par Wikipedia : http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_instrumentation Exemples d'applications de l'instrumentation virtuelle à distance RER de la RATP : http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-11786 Distribution du Kérosène à l'aéroport de Paris-Orly : http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-10074 L'Instrumentation Virtuelle comme outil pédagogique : http://lemcel.univ-littoral.fr/prive/CETSIS2005/papers/113.pdf

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