s8095.fm Page 1 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 Cahier des charges des automatismes. Analyse fonctionnelle par Michel ROUX Consultant en ingénierie productique 1. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Définitions et rappels concernant les automatismes................... Définition du cahier des charges ................................................................ Cahier des charges et qualité...................................................................... Particularités de l’automatisme .................................................................. Architecture CIM .......................................................................................... L’automatisme comme un lot séparé ......................................................... 2. 2.1 2.2 Présentation des cahiers des charges................................................ Les différents cahiers des charges ............................................................. Les difficultés du cahier des charges ......................................................... — — — 4 4 5 3. 3.1 3.2 Recensement et formalisation des besoins...................................... Outils de recensement des besoins ........................................................... Outils descriptifs .......................................................................................... — — — 5 5 6 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Proposition d’un sommaire de cahier des charges ........................ La réquisition ............................................................................................... Les spécifications générales ....................................................................... Les spécifications particulières................................................................... Le questionnaire .......................................................................................... Le cadre de réponse .................................................................................... Le calendrier prévisionnel........................................................................... Les conditions commerciales ..................................................................... Les clauses juridiques ................................................................................. — — — — — — — — — 7 8 8 8 10 11 11 11 11 5. L’absence de cahier des charges.......................................................... — 11 Pour en savoir plus .......................................................................................... S 8 095 – 2 — 2 — 2 — 2 — 3 — 3 Doc. S 8 095 a conception des systèmes automatisés de production est basée sur une expression des besoins formalisés dans un cahier des charges fonctionnel. Le cahier des charges constitue non seulement un outil de travail mais il est aussi la base contractuelle entre le client et son fournisseur. La sophistication croissante des systèmes automatiques entraîne une difficulté accrue dans l’élaboration des cahiers des charges correspondants. C’est pour tenter de résoudre cette difficulté que de nombreuses réflexions ont été menées, des méthodes imaginées et des outils créés. De nombreuses études conduites dans plusieurs pays et notamment aux ÉtatsUnis ont mis en évidence que de nombreux cahiers des charges étaient incomplets, ambigus voire incohérents et que là se trouvait la raison de l’échec de nombreux projets (performances non atteintes, délais dépassés, budgets explosés). Après quelques définitions et réflexions sur les particularités des automatismes par rapport à d’autres biens industriels, seront exposées des méthodes de recensement puis de formalisation des besoins, ensuite un sommaire générique de cahier des charges sera proposé. S 8 095 12 - 2001 L Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle S 8 095 − 1 s8095.fm Page 2 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE _________________________________________________________________________ 1.1 Définition du cahier des charges Glossaire Partie opérative Ensemble des moyens matériels opérant physiquement sur les matières d’œuvre ou les utilités en vue d’assurer la production. Partie commande Ensemble des moyens de traitement de l’information permettant la commande et le pilotage d’une ou plusieurs partie(s) opérative(s). Avant-projet sommaire (APS) Appelée aussi quelquefois Étude de faisabilité ou Étude préalable, cette phase d’un projet doit voir les tâches suivantes : — recensement des solutions plausibles ; — examen des deux ou trois solutions les plus séduisantes ; — comparaison ; — préconisation de la meilleure solution ou compromis entre plusieurs parties de solutions. Avant-projet détaillé (APD) Cette phase du projet fait suite à la précédente et permet d’étudier à fond la solution retenue en fin d’APS. Hot line Permanence téléphonique qui permet au fournisseur de résoudre, à distance, un certain nombre de problèmes. Le cahier des charges est quelquefois défini comme étant un acte qui indique les conditions d’un marché, ce marché étant en cours d’appel d’offre ou déjà conclu. Une définition, plus industrielle, pourrait être la description précise et exhaustive de ce qu’un « client » attend d’un « fournisseur ». Les guillemets indiquent que les termes de « client » et « fournisseur » doivent être pris dans leur acception la plus large. Par exemple, les deux acteurs peuvent faire partie d’une même société, voire d’un même service. Le Gimélec (Groupement des industries de matériel d’équipement électrique et de l’électronique industrielle associée) fait sienne la définition que donne l’Afnor du cahier des charges : « Document établi par le demandeur définissant les clauses techniques, les clauses de qualité et les clauses administratives applicables à la fourniture recherchée ; il sert de base à la proposition du fournisseur et pourra faire l’objet d’un contrat ». Un cahier des charges d’automatisme doit décrire non seulement la fourniture attendue, matériel, logiciel et, éventuellement, installation, mais aussi les services les accompagnant (formation, garantie, hot-line, etc.) et les modalités d’exécution commerciales et juridiques. 1.2 Cahier des charges et qualité Plus complètement et plus clairement les besoins seront exprimés, plus les chances seront grandes d’obtenir une prestation de qualité. Un « bon » cahier des charges est une condition indispensable, même si elle n’est pas suffisante, à la réussite d’un projet, notamment d’automatisme. Une étude américaine de 1995 portant sur l’analyse de 8 380 projets a démontré que la moitié des échecs de projets d’automatisme étaient dus à la mauvaise qualité du cahier des charges (manque d’informations du client, spécifications incomplètes, demandes répétées de modifications, demandes utopiques, rédaction ambiguë). A titre d’information, l’autre moitié des échecs était due à une mauvaise planification et un manque de moyens ou de compétence. Aucun échec dû à des raisons techniques n’a été recensé. Notons, au passage, que « l’implicite » de la définition de la qualité constitue une des difficultés de l’établissement d’un cahier des charges. 1.3 Particularités de l’automatisme Les automatismes sont aujourd’hui en grande partie constitués par des logiciels et ceux-ci présentent de fortes originalités par rapport à d’autres biens industriels que ce soit du point de vue de l’évolutivité, de la fiabilité ou de la maintenance. Les cahiers des charges devront en tenir compte. ■ Évolutivité Un point original des automatismes programmés est la relative facilité avec laquelle il est possible de modifier quelques lignes de programme pour faire évoluer les fonctions offertes. Cette médaille trouve fréquemment son envers. La facilité entraîne souvent un certain manque de rigueur et la multiplication de nouvelles exigences souvent mal formalisées et dont la justification n’est pas toujours évidente. Dans les technologies précédentes, relais ou modules électroniques, un prescripteur hésitait longuement avant de demander le décâblage puis le recâblage de tout ou partie d’une armoire de relayage. Aujourd’hui, devant un logiciel, il hésite beaucoup moins. ■ Fiabilité Une autre des grandes particularités des automatismes réside dans les courbes de fiabilité. La fiabilité d’un équipement mécanique ou électromécanique (moteur, contacteur, relais...) est représentée par la courbe bien connue dite « en baignoire » (figure 1) alors que les logiciels ont une courbe de fiabilité décroissante jusqu’à l’asymptote à zéro (figure 2). Les logiciels ne connaissent pas les défauts de vieillesse. Cette particularité a une répercussion immédiate sur les conditions de garantie par exemple et sur les conditions de maintenance. Taux de défaillance 1. Définitions et rappels concernant les automatismes Défauts de vieillesse Défauts de jeunesse Période d'exploitation normale La qualité est définie comme étant « l’ensemble des propriétés et caractéristiques d’un produit ou service qui lui confère l’aptitude à satisfaire des besoins exprimés ou implicites ». Or, qu’est-ce qu’un cahier des charges sinon l’expression des besoins ? Il apparaît donc une très forte corrélation entre cahier des charges et qualité. S 8 095 − 2 Âge Figure 1 – Fiabilité d’un équipement mécanique ou électromécanique Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle s8095.fm Page 3 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 Taux de défaillance _________________________________________________________________________ CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE d’achat. Elle en déduit que l’acheteur n’est pas tenu de rédiger un cahier des charges. Il connaît ses besoins et peut juger si le produit répond à ses besoins. Cette position est un peu formelle, car s’il est techniquement possible d’évaluer un traitement de texte en quelques heures, il en va tout autrement d’un progiciel d’ordonnancement temps réel ou d’un superviseur disposant de multiples fonctionnalités. Le seul recours possible, en cas de déconvenue, réside alors dans les « vices cachés ». A tout prendre, il vaut mieux travailler avec un bon cahier des charges. Défauts de jeunesse Modification Période d'exploitation normale Âge Figure 2 – Fiabilité d’un logiciel Il est à noter que le taux de défaillance d’un équipement électromécanique dépend non seulement de la qualité intrinsèque de l’équipement, de la responsabilité du constructeur mais aussi des conditions d’utilisation qui sont de la responsabilité de l’utilisateur. Ainsi un relais dont les contacts sont calibrés pour 10 A aura un taux de défaillance moindre (et une durée de vie plus longue) s’il est utilisé pour établir des courants de 5 A que s’il est utilisé pour des courants de 10 A et quelquefois un peu plus. Rien de tel avec les logiciels, bien sûr. ■ Maintenance Pour un équipement industriel classique, la maintenance consiste à maintenir les caractéristiques et les performances originelles de cet équipement. Lorsqu’il s’agit d’un logiciel, le terme « maintenance » prend un tout autre sens. Il s’agit d’implanter les nouvelles versions du système d’exploitation, d’intégrer de nouvelles fonctions ou de perfectionner des fonctions déjà existantes. Il ne s’agit plus de « maintenir » au sens étymologique du terme mais bien d’« améliorer » les performances initiales. De nombreuses études ont constaté que le coût d’acquisition d’un logiciel ne représentait guère plus de 50 % du coût global de possession. ■ Phasage d’un projet d’automatisme Tous les projets, pour être correctement conduits, et donc planifiés, doivent être décomposés en tâches et en sous-tâches. Pour les raisons évoquées ci-dessus, notamment l’évolutivité et le laxisme qui risque d’en découler, cette obligation est d’autant plus pressante lorsqu’il s’agit de projets d’automatisme. Plus encore, il semble judicieux de ne s’engager que pour une étape bien définie : analyse fonctionnelle de l’avant-projet sommaire, analyse fonctionnelle de l’avant-projet détaillé, puis analyse organique et développement. Ceci va dans l’intérêt des deux parties, le client comme le prestataire. En effet les risques de dérive sont nombreux, apparition de nouvelles fonctionnalités, besoins accrus d’optimisation, etc., pour les mêmes raisons que celles évoquées plus haut. Il devient alors difficile de maintenir les clauses contractuelles initiales et alors, soit le prestataire doit faire face à un surcroît de travail non rémunéré, soit l’acquéreur reçoit de multiples avenants qui l’indisposent. Dans les deux cas, la situation devient vite tendue. Mieux vaut procéder par étapes plus courtes et donc mieux maîtrisées de part et d’autre. 1.4 Architecture CIM Est-il besoin de rappeler ce qu’est l’architecture CIM (Computer Integrated Manufacturing) ? Ce concept a vu le jour au courant des années 1980. Il permet de structurer les automatismes du point de vue fonctionnel. Ainsi, nous pouvons distinguer les niveaux suivants (tableau 1) : — le niveau 0 concerne les capteurs, les actionneurs et les préactionneurs, les automatismes « réflexes » de sécurité primaires ; — le niveau 1 s’intéresse de façon modulaire à l’automatisation d’une machine ou d’un poste de travail ; — le niveau 2 fédère les automatismes de niveau 1 d’un ensemble cohérent, ligne de production ou partie de ligne. Il s’appelle souvent supervision. Il peut inclure une partie de l’ordonnancement très court terme ou cadencement, appelé aussi MES (Manufacturing Execution System). Dans le cadre de la gestion des fonctions d’un entrepôt, les automatismes de niveau 2 sont souvent appelés WMS (Warehouse Management System) ; — le niveau 3 traite des fonctions de gestion de production et de gestion commerciale ; il ne fait plus partie de l’automatisation proprement dite ; — les niveaux supérieurs gèrent la finance de l’entreprise, le personnel, etc. Ce concept a été très en vogue à son apparition, puis a été décrié par une presse technique peu au fait des réalités industrielles. Il est maintenant mature ; on en parle moins mais on le réussit mieux. Cette architecture fonctionnelle est un outil méthodologique très utile pour bien structurer un ensemble d’automatisme. Il est recommandé de l’utiliser dès le début de la phase de conception et d’élaboration des spécifications. (0) Tableau 1 – Pyramide du CIM Niveau Fonction Matériel Temps de réponse 3 et au-dessus Gestion de production et autres Ordinateurs plus puissants Temps différé Traitement batch 2 Supervision d’une ligne Petits ordinateurs De l’ordre de 20 s 1 0 Commande Automate d’une machine programmable Entrées Sorties Capteurs Actionneurs De l’ordre de 300 ms De l’ordre de 30 ms ■ Cas des progiciels La jurisprudence montre que l’acquéreur d’un logiciel spécifique qui n’a pas pris la peine d’exprimer correctement ses besoins et qui est mécontent de la prestation de son fournisseur est le plus souvent débouté. Le cahier des charges est donc « jurisprudentiellement » parlant incontournable. Le cas des progiciels est sensiblement différent. Par définition, un progiciel (produit logiciel) est disponible, entièrement terminé, avant même que l’on envisage son acquisition. La jurisprudence estime donc que l’acheteur peut évaluer le progiciel avant l’acte 1.5 L’automatisme comme un lot séparé Une question fondamentale se pose dès que la conception d’un système complet est terminée. Doit-on confier la réalisation des automatismes au constructeur de la partie opérative ou faire appel à un automaticien spécialiste ? Et donc, doit-on rédiger un ou deux cahiers des charges ? Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle S 8 095 − 3 s8095.fm Page 4 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE _________________________________________________________________________ La réponse aux question suivantes permet d’effectuer un choix pertinent : ● La part de l’automatisme est-elle importante et/ou complexe ? ● Les fonctionnalités requises sont-elles spécifiques ou sontelles standards pour le constructeur mécanicien ? ● Le constructeur mécanicien dispose-t-il d’un service « automatismes » adapté à la taille du problème, en effectifs et en compétence ? ● L’automatisme doit-il fédérer plusieurs parties opératives de constructeurs différents ? Traiter les automatismes comme un lot séparé permet de choisir la meilleure offre de mécanique et, à côté, la meilleure offre d’automatisme ; en revanche, cela oblige le maître d’ouvrage, ou son maître d’œuvre délégué, à coordonner les deux lots, ce qui n’est pas toujours une tâche facile. La question ne doit pas se poser pour des fonctions d’automatisme que le constructeur mécanicien a déjà réalisées de multiples fois. Il serait dommage de se priver de son expertise acquise au fil du temps. Les cahiers des charges seront fondamentalement différents suivant la décision prise. 2. Présentation des cahiers des charges 2.1 Les différents cahiers des charges les pénalités en cas de retard, les tribunaux compétents en cas de litige, etc. Ces rubriques sont bien sûr inutiles lorsque tous les acteurs se trouvent à l’intérieur d’une même société. En revanche, le cœur du cahier des charges, c’est-à-dire la partie expression des besoins, l’analyse fonctionnelle, devrait être rigoureusement la même dans les deux cas. ■ Cahier des charges de consultation ou de commande Le cahier des charges d’un projet vit deux phases bien distinctes. Dans un premier temps, il va permettre de faire appel à la concurrence dans une procédure d’appel d’offres. Dans un second temps, il doit formaliser, en termes contractuels, les accords entre le client et le fournisseur retenu. En simplifiant les choses à l’extrême, un cahier des charges de consultation ne devrait parler que de besoins alors qu’un cahier des charges de commande (une fois le fournisseur choisi entre tous ceux qui ont été consultés) ne devrait s’exprimer qu’en termes de solutions et de moyens. Par exemple, un industriel souhaite acquérir l’automatisme d’une machine. Lors de la consultation, il décrira les fonctions et les performances attendues. Ensuite, parmi les différentes offres qu’il aura reçues, l’une d’elles lui paraîtra plus séduisante que les autres, car l’automaticien aura proposé des automates de tel constructeur, une architecture bien adaptée, un chef de projet expérimenté pour conduire le projet, etc. Alors que le cahier des charges de consultation était ouvert, laissant le champ libre au consulté pour exprimer toute sa créativité, tout son savoir-faire personnel, le cahier des charges de commande va se « verrouiller » en reprenant tous les points de l’offre qui l’ont fait choisir. En pratique, il est rare qu’un client puisse laisser une entière liberté aux consultés pour choisir eux-mêmes tous les moyens nécessaires à la satisfaction de son besoin. Toutefois, il est recommandé de laisser la plus grande marge de manœuvre raisonnablement admissible. ■ Appel à la créativité ou commande à façonnier Pour bien comprendre la problématique du cahier des charges, il paraît important de recenser les différents types auxquels ils appartiennent. Ainsi, les dichotomies suivantes peuvent être envisagées en fonction de leurs destinataires ou de leur place dans le calendrier général du projet. ■ Cahier des charges de projet ou de produit Le propre d’un projet est d’être unique et réalisé pour le compte d’un client alors que la caractéristique principale d’un produit est d’être destiné à de très nombreux clients qui ne sont pas connus lors de la conception dudit produit. Un cahier des charges de projet, l’automatisation d’un atelier par exemple, est généralement fait par le client lui-même ou son maître d’œuvre qui sont l’un et l’autre parfaitement au fait des besoins à satisfaire. De plus, le cahier des charges peut être amendé ultérieurement, lors de la réalisation, par des accords intervenant entre le client et son fournisseur. Dans le cas des produits, automatisation d’une voiture ou d’une machine outil par exemple, la problématique est toute autre ; le rédacteur du cahier des charges doit travailler pratiquement seul sur des besoins qui ne le concernent sans doute pas en tant qu’utilisateur. C’est là que les outils de recensement des besoins décrits plus loin rendent les plus grands services. ■ Cahier des charges interne ou externe Un cahier des charges peut être établi pour définir ce que l’on attend d’un prestataire extérieur à la société à laquelle on appartient ou de ce que l’on attend d’un service interne, service automatisme ou service informatique. Dans le premier cas, le document sera plus formel et comprendra toute une série de rubriques concernant les conditions de paiement, S 8 095 − 4 La position exposée dans le paragraphe précédent n’est pas toujours la meilleure. Certaines sociétés multinationales préfèrent mener des études très approfondies en interne avant toute consultation et lancer un appel d’offres qui n’est exprimé non plus en termes de besoins mais en termes de moyens et de solutions parfaitement définis. C’est ce que l’on appelle faire appel à des « façonniers ». On ne sollicite plus alors, leur créativité mais leur seule compétence en réalisation. Cette démarche permet d’obtenir des équipements rigoureusement identiques dans toutes les usines du groupe dans le monde entier. Les performances sont analogues et toutes sont au niveau de la conception initiale. Le personnel peut aisément aller d’usine en usine sans jamais se trouver dépaysé devant des équipements inconnus. Le stock de pièces de rechange peut être sensiblement réduit. L’intégration d’une nouvelle version d’un module logiciel peut être réalisée simultanément ou presque sur tous les sites. De plus, notons au passage, même si cela est subsidiaire, qu’il devient beaucoup plus facile de comparer les offres. ■ Appel à variante Un compromis existe entre les cahiers des charges « ouverts » et les cahiers des charges « verrouillés » ; c’est l’appel à variante. Dans ce cas, le cahier des charges décrit avec précision la solution souhaitée. L’offre devra répondre au scénario décrit. Mais la liberté est laissée au consulté de répondre, à côté, suivant une solution personnelle qu’il pense être plus performante ou plus compétitive. ■ Vue externe ou vue interne La description d’un automatisme peut être donnée par une « vue externe » ou une « vue interne ». L’approche « vue externe » consi- Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle s8095.fm Page 5 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 _________________________________________________________________________ CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE Cahier des charges de consultation d'APS Consultation et choix du prestataire Cahier des charges de commande d'APS Exécution d'APS et décision d'APD Cahier des charges de consultation d'APD tendance. Le concept d’ingénierie simultanée n’est pas récent mais les contraintes deviennent de plus en plus fortes au fur et à mesure que des outils se développent pour le faciliter : planification, travail en groupe, EDI, Internet et Intranet, etc. Cette organisation implique l’obligation de modifier le cahier des charges lorsque les données de l’étude amont (et néanmoins menée simultanément) changent. ■ Distinction entre besoins et solutions Consultation et choix du prestataire Cahier des charges de commande d'APD Les techniciens sont des imaginatifs et dès qu’un problème leur est posé, ils entrevoient immédiatement des axes de solution. Il est toujours difficile, même pour les gens d’expérience de prendre suffisamment de recul pour examiner toutes les solutions qui peuvent satisfaire le besoin et non pas la première qui vient à l’esprit. C’est le grand intérêt de la phase d’avant-projet sommaire pratiquée par les ingénieries ; elle impose d’étudier deux ou trois solutions et de les comparer. La phase suivante, avant-projet détaillé, ne considère plus que celle qui aura été retenue en fin d’APS. ■ Arbitrage entre exhaustivité et concision Exécution d'APD et décision de réalisation Etc. APS avant-projet sommaire APD avant-projet détaillé Figure 3 – Les cahiers des charges successifs dère l’automatisme comme une « boîte noire » et n’est alors défini que ce que l’on attend de cette entité : quelles fonctions ? à partir de quelles entrées ? pour animer quelles sorties ? A l’inverse, l’approche « vue interne » décrit l’intérieur de la boîte : architecture, organisation des mémoires, éventuellement algorithmique, etc. Sauf dans le cas de commande à façonnier, il est nettement préférable de pratiquer la vue externe. Il pourrait sembler souhaitable qu’un cahier des charges soit le plus complet et le plus exhaustif possible. Le temps accordé à la rédaction d’un cahier des charges étant limité, l’épaisseur du dossier est par là même limitée. Mais aussi l’expérience (enquête effectuée auprès de plusieurs dizaines d’entreprises) montre qu’au delà d’un certain nombre de pages, le lecteur n’exploite plus correctement et/ou complètement les données qui lui sont fournies. L’étude a conclu que le nombre maximal de pages d’un cahier des charges était de l’ordre de 50. L’on retrouve ici, la notion des besoins implicites évoqués dans la définition de la qualité donnée dans le paragraphe 1.2. Quels sont les besoins que l’on doit expliciter et quels sont ceux que l’on peut considérer comme implicites ? La réponse sera donnée par une réflexion de pur bon sens et par la connaissance que l’on aura de ses partenaires. La référence à des normes permet fréquemment d’alléger le texte. ■ Véritables et fausses contraintes La distinction entre les besoins et les contraintes n’est pas toujours facile, mais la distinction entre vraies et fausses contraintes est encore plus difficile. Le rédacteur du cahier des charges dispose d’une chance de remettre en cause des contraintes « historiques » dont la raison d’être a disparu depuis longtemps mais qui perdurent seulement par habitude. ■ Les cahiers des charges successifs ■ Lisibilité Les cahiers des charges font souvent partie intégrante d’un projet complet. Ce projet connaîtra une toute première étape : le plan directeur. Se succéderont ensuite l’avant-projet sommaire, puis l’avant-projet détaillé, la consultation des entreprises et enfin arrivera la phase de réalisation. L’on verra plus loin qu’il existe de nombreux langages pour décrire ce que l’on attend d’un automatisme ; mais le français littéral reste quand même le plus utilisé. Le cahier des charges sera d’autant plus lisible que l’on utilisera des phrases courtes : sujet, verbe complément. Ne s’agissant pas d’une œuvre littéraire, il ne faut pas craindre les répétitions ; utiliser plusieurs mots synonymes pour désigner la même chose risque de prêter à confusion. Ceci est d’autant plus vrai que l’on destine la spécification à la traduction dans une langue étrangère. Le traducteur ne sera pas forcément spécialiste des automatismes ou du process à automatiser. Il est évident que les cahiers des charges se préciseront à chacune des étapes. Au fil du temps, les problèmes feront place à des axes de solution et l’on passera du qualitatif au quantitatif. Par exemple, du « temps réel », notion un peu vague, l’on s’acheminera vers un nombre précis de millisecondes, etc. (figure 3). 2.2 Les difficultés du cahier des charges Recenser les difficultés souvent rencontrées devrait permettre de mieux les surmonter. Celles auxquelles on se heurte le plus fréquemment sont les suivantes. 3. Recensement et formalisation des besoins 3.1 Outils de recensement des besoins ■ Accélération du cycle de vie Si, depuis bien longtemps, beaucoup d’efforts sont faits pour raccourcir les temps de mise en œuvre d’un projet, force est bien de reconnaître que l’on assiste à une très forte accélération de cette Avant même d’exprimer les besoins, il est nécessaire de recenser tous ceux qui devront être explicités. Pour cela, il existe plusieurs entrées au cahier des charges et plusieurs outils méthodologiques. Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle S 8 095 − 5 s8095.fm Page 6 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE _________________________________________________________________________ 3.1.1 Entrées du cahier des charges Les outils créés pour élaborer la liste des besoins sont nombreux et ne sont surtout pas exclusifs les uns des autres. Il est recommandé de les utiliser tous, ainsi un besoin qui aurait pu être oublié lors de l’utilisation d’un outil aura moins de chance d’être oublié avec un autre type de réflexion. ■ L’expérience du rédacteur Bien sûr, la première entrée est constituée par la connaissance qu’a le rédacteur à la fois des automatismes et du process à automatiser. Néanmoins, le rédacteur chevronné ne devra pas tomber dans le piège qui consisterait à considérer trop de besoins comme implicites, son expertise les lui faisant apparaître comme évidents. Les outils méthodologiques suivants seront d’autant plus utiles que l’on sera novice mais ils peuvent aussi apporter une aide certaine aux praticiens d’expérience. ■ Les check-lists La check-list (liste de vérification) est surtout utilisée dans les bureaux d’étude ou d’ingénierie qui ont le souci de capitaliser leur savoir-faire acquis au fil des projets précédents. Ces check-lists sont enrichies à chaque nouveau projet et elles permettent d’améliorer à la fois la productivité du rédacteur et la qualité de la rédaction. La forme la plus élémentaire de la check-list est le cahier des charges (ou parties du cahier des charges) du projet précédent se rapprochant le plus du projet en cours. ■ Les interviews Une autre entrée est constituée par les interviews de tous les acteurs concernés. Parmi ceux-ci figurent en première place les futurs exploitants, mais sont aussi concernés, les agents de maintenance, les responsables de la gestion de production, les qualiticiens, le service achats, etc. Il serait dommage de ne pas exploiter toutes les informations que l’on peut glaner aux contacts de ces professionnels. Par contre, la tâche n’est toujours facile : manque de disponibilité des interlocuteurs, timidité, trop grande modestie et barrières de toutes sortes. Pour débloquer les cas difficiles, il peut être utile de prévoir un questionnaire, utilisé en dernière extrémité. ■ La méthode FAST Acronyme de Functional Analysis System Technique, cet outil méthodologique a été conçu, comme les deux suivants, par des concepteurs devant spécifier des produits, ce qui présente des difficultés encore plus grandes que dans le cas d’un projet d’automatisme puisque le client réel n’est pas connu et ne peut donc pas exprimer son besoin. Cette méthode préconise de recenser toutes les tâches nécessaires à la satisfaction du besoin et, suivant un formalisme bien précis, de les organiser de telle façon que la tâche N – 1 explique l’utilité de la tâche N (réponse à la question « pourquoi ? ») et la tâche N + 1 donne le mode opératoire (réponse à la question « comment ? »). Nota : concernant la méthode FAST, le lecteur pourra consulter l’article [1] des Techniques de l’Ingénieur, ainsi que la référence [7]. ■ La méthode SAFE fonctions qui leur seront nécessaires dans l’exercice de leurs fonctions. Le terme d’acteur doit être pris dans son acception la plus large ; il recouvre aussi l’environnement, les réseaux d’énergie... ■ La méthode GRAIL/KAOS KAOS est une méthodologie pour l’analyse des besoins guidée par les objectifs à atteindre. Son complément, GRAIL, est un outil informatique support de la méthode qui est à la fois un éditeur structuré et un vérificateur sémantique et syntaxique. Cette méthode a été développée par des chercheurs de l’Université catholique de Louvain. 3.1.2 Les outils informatiques La tentation est toujours grande pour les automaticiens de tenter d’automatiser leur propre activité. Ainsi ont été développés notamment les outils logiciels suivants : — GENERIS de la société Saint-Gobain ; — KSIS développé à l’instigation de la société Elf ; — TRIFON d’Euriware. 3.2 Outils descriptifs 3.2.1 Outils descriptifs généraux ■ Français littéral Il s’agit là, bien sûr, du véhicule de la pensée le plus utilisé. Pour autant que la rédaction soit de qualité, il est universel. ■ GEMMA Acronyme de Guide d’Étude des Modes de Marche et d’Arrêt, cet outil méthode, fruit d’un travail collectif, est d’une remarquable efficacité pour effectuer la synthèse d’une analyse fonctionnelle et initialiser une analyse « dysfonctionnelle », si l’on peut s’exprimer ainsi. En effet, nombre de concepteurs se focalisent sur la ou les marches normales et ont une fâcheuse tendance à omettre les régimes de marches perturbées et encore plus le passage d’un mode de marche à un autre. Par ailleurs, cet outil décrit très bien « ce qu’il ne faut pas faire » alors que tous les autres cités plus loin décrivent bien « ce qu’il faut faire ». L’application de cette méthode est très simple et pourtant son utilisation n’est pas encore généralisée comme elle le devrait. 3.2.2 Outils descriptifs du niveau 1 Il est à noter qu’un cahier des charges d’automatisme de niveau 1 du CIM peut utiliser plusieurs langages dans le même document pour décrire des fonctions ayant des caractéristiques différentes. ■ Français littéral Mêmes remarques que précédemment : d’un usage universel. Acronyme de Sequential Analysis of Functional Elements, cette méthode recommande de décliner toutes les actions que l’on souhaite voir se dérouler dans l’ordre chronologique, suivant un formalisme bien pensé puis d’en déduire toutes les fonctions nécessaires à l’accomplissement de ces actions (se reporter à l’ouvrage [7]). ■ GRAFCET ■ La méthode des interacteurs L’on distingue le GRAFCET de niveau 1 qui est un véritable « Espéranto » pour automaticiens et mécaniciens et le GRAFCET de niveau 2, plus détaillé, plutôt réservé aux seuls automaticiens. Ce GRAFCET de niveau 2 permet également, grâce à son formalisme rigoureux, la traduction automatique en langage machine lors de la programmation des automates programmables notamment. Cette méthode, encore appelée APTE du nom du cabinet d’étude qui l’a mise au point (Applications des techniques d’entreprises de Paris), procède d’une autre approche. Elle consiste à recenser tous les acteurs concernés par l’objet du cahier des charges : exploitants, agents de maintenance, qualiticiens, etc., et de répertorier toutes les S 8 095 − 6 Fruit d’une réflexion collective française, le GRAFCET (Graphe de Commande à Étapes et Transitions) est maintenant mondialement utilisé. Il permet de décrire d’une façon très claire toutes les fonctions séquentielles d’un automatisme industriel. Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle s8095.fm Page 7 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 _________________________________________________________________________ CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE Nota : ces deux niveaux n’ont rien à voir avec les niveaux du CIM dont il a été question plus haut. Nota : concernant le GRAFCET, le lecteur pourra se reporter à l’article [2] des Techniques de l’Ingénieur. ■ Logigramme Les logigrammes ont été très utilisés à l’époque où les modules logiques électroniques étaient la technologie reine. Ils ne sont plus guère employés que lors de la conception de circuits intégrés. Ils sont basés sur l’utilisation des symboles des grandes fonctions élémentaires logiques : ET, OU, NI, PAS, Temporisation, Mémoire, etc. Ils font l’objet d’un formalisme décrit par la norme européenne EN 61 346. ■ Chronogramme Les chronogrammes sont particulièrement utiles dans la description de séquences d’automatisme très rapides, quand le synchronisme ou l’ordre de succession des différentes actions sont cruciaux. Le formalisme du chronogramme se rapproche beaucoup de celui d’un diagramme de Gantt enrichi des liaisons de corrélation des tâches de type PERT (Program Evaluation and Review Technique). Nota : concernant la méthode PERT et le diagramme de Gantt, le lecteur pourra consulter l’article [3] des Techniques de l’Ingénieur. ■ Schéma à contacts Les schémas à contact ont une vie étonnement longue à l’ère de la programmation. Ils ne sont cités que pour mémoire et de toute façon ne peuvent plus être utilisés que pour la description d’automatismes extrêmement succincts. 3.2.3 Outils descriptifs du niveau 2 Contrairement à ce qui peut se faire pour les automatismes de niveau 1 du CIM, un cahier des charges d’un automatisme de niveau 2 se doit d’utiliser un seul langage descriptif quel qu’il soit. Le français littéral ne sera plus cité que pour mémoire. Il apparaît judicieux d’opter pour le langage le mieux partagé entre les différents partenaires ou, à défaut de les connaître, le langage que l’on pense le mieux connu, le mieux adapté ou le plus répandu. ■ Ordinogramme Les ordinogrammes ont été l’un des premiers outils des informaticiens (Ils sont souvent appelés à tort organigrammes). Chacun les a vus au moins une fois même s’ils sont de moins en moins utilisés. Le symbole essentiel est un losange contenant une question et comportant deux chemins de sortie l’un répondant à la question par oui, l’autre par non. Ils sont purement graphiques. Ils ont fait l’objet d’une norme annulée. ■ SART Acronyme de Structured Analysis / Real Time, c’est une méthode plus orientée vers la spécification de systèmes d’automatisme à forte contraintes de temps de réponse et de synchronisme. C’est dans les milieux universitaires qu’il est le plus utilisé. ■ MERISE La méthode MERISE (Analyse et conception des systèmes d’information) date de la fin des années 1970 ; elle a été mise au point à la demande du ministère de l’Industrie de l’époque pour aider les administrations à formuler leurs besoins. Elle se définit comme une « Méthode de définition d’un système d’information ». Bien que son formalisme soit relativement complexe, la démarche proposée offre l’originalité de séparer l’étude des données de l’étude des traitements à effectuer sur lesdites données. Il s’agit là aussi d’un outil qui apporte beaucoup plus qu’un mode de représentation graphique. Cette méthode a mis beaucoup de temps à s’imposer dans les milieux industriels, mais c’est maintenant chose faite, du moins en France. Elle propose un phasage très structuré : — schéma directeur ; — étude préalable ; — étude détaillée ; — étude technique ; — production du logiciel ; — mise en œuvre, et pour chacune de ces phases, elle impose une démarche nécessitant l’établissement pour les données des modèles suivants : — modèle conceptuel des données ; — modèle logique optimisé ; — modèle physique ; — cycle de vie des objets, et pour les traitements : — modèle conceptuel des traitements ; — modèle organisationnel des traitements ; — modèle opérationnel des traitements. Une autre des originalités de cette méthode est l’usage qu’elle fait de la cardinalité minimale et maximale. Ces documents établis lors des phases initiales du projet constituent le cahier des charges des phases suivantes. ■ ALBERT Acronyme de Agent-oriented Language for Building and Eliciting Real Time systems, cette méthode et ce langage ont été développés dans le cadre d’un projet Esprit 2 par une équipe animée par des chercheurs belges. ■ SADT/IDEF0 Acronyme de Structured Analysis and Design Technique, c’est un outil, créé en 1977, d’expression des besoins très répandu dans le milieu de l’informatique industrielle après avoir été conçu pour des applications de gestion. Son approche est descendante et son formalisme extrêmement rigoureux le rend quelquefois laborieux à établir (pour bien le maîtriser, une formation d’au moins deux semaines est nécessaire à un informaticien déjà expérimenté) mais il est tellement plaisant à lire ! Il s’agit d’un outil qui apporte beaucoup plus qu’un mode de représentation graphique. Son symbole principal est l’actigramme, rectangle contenant un verbe à l’infinitif indiquant une action. Le côté gauche est réservé aux entrées, déclencheurs de l’action, le côté droit est dédié aux sorties, résultat de l’action, le côté supérieur indique les données utilisées alors que la face inférieure indique les moyens utilisés. La méthode IDEF0 est une extension de SADT et IDEF1 s’applique aux données. Nota : concernant la méthode SADT, le lecteur pourra consulter l’article [1] des Techniques de l’Ingénieur. ■ Nassi Shneidermann et les autres Nous ne citerons que pour mémoire cette méthode descriptive proposée par des ingénieurs d’IBM. Elle était structurée feuille à feuille ce qui rendait sa manipulation remarquablement aisée. D’autres méthodes ont vu le jour, mais sont restées d’un usage moins répandu. 4. Proposition d’un sommaire de cahier des charges La structure la plus complète d’un cahier des charges élaboré par les sociétés d’ingénierie est composée des éléments suivants. Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle S 8 095 − 7 s8095.fm Page 8 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE _________________________________________________________________________ 4.1 La réquisition La réquisition est en fait le sommaire complet de tout le dossier de consultation. Elle rappelle tous les éléments constitutifs du dossier avec l’indication rigoureuse des indices de révision. Le soin apporté à sa mise à jour évitera beaucoup de malentendus par la suite : travail sur des dossiers incomplets en toute ignorance, utilisation de documents périmés, etc. La réquisition indique également l’ordre de préséance des documents : le premier cité l’emporte sur les suivants en cas de contradiction. 4.2 Les spécifications générales Les spécifications générales permettent d’améliorer la productivité du bureau d’étude mais aussi la qualité des documents produits. Améliorer la productivité car cet élément sera utilisé pour tous les lots d’un même projet et/ou pour tous les projets d’une même technologie. Ce document peut être amélioré ou complété à chaque nouvelle occasion mais point n’est besoin de repartir, chaque fois, de zéro. Améliorer la qualité aussi car cette pratique des spécifications générales évite d’éventuels oublis et permet de capitaliser le savoirfaire à chaque nouveau projet. Que contiennent les spécifications générales ? ■ Les informations mises en facteur Ce document ou ce chapitre comprendra toutes les informations communes soit au projet soit à la technologie. Les spécifications générales d’une technologie définiront toutes les données invariantes d’un projet à l’autre comme les normes applicables, la méthodologie à suivre, les règles de calcul préconisées, les coefficients de sécurité choisis, le mode de repérage de la filerie imposé (sans, fils de couleur, numérotation indépendante, tenant / aboutissant) etc. Dans le cas des spécifications générales d’un projet, seront mentionnés, par exemple, l’adresse du site, les moyens d’accès, le nom des acteurs, les références et coordonnées des organismes concernés, médecine du travail, Inspection du travail, organisme de sécurité, etc. ■ Les modèles à instancier Les spécifications générales peuvent inclure des schémas types indiquant les principes que l’on souhaite voir mis en œuvre. Seules les valeurs numériques seront à personnaliser par la suite. Par exemple, pour l’alimentation d’une ligne de production, l’on trouvera le schéma type d’une « tête de filerie ». En effet, pourquoi se reposer toujours les mêmes questions : combien de secondes doivent séparer la mise sous tension des entrées d’automates de la mise sous tension des sorties ? Combien de secondes doit-il y avoir entre l’alimentation des circuits transitiques de celle des robots ? Seuls les calibres des circuits d’alimentation et de protection resteront à définir en cours d’étude. ■ Les méthodes imposées Pourront être mentionnés également dans les spécifications générales, les méthodes et les outils que l’on souhaite voir utilisés comme tel logiciel de gestion de projet, tel simulateur de partie opérative, etc. ■ L’objet du cahier des charges Il est recommandé de décrire de façon synthétique, en une demipage au maximum, l’objet du cahier des charges. C’est à la fois efficace et courtois. Cela permettra au responsable de l’équipe qui doit répondre à l’appel d’offre de savoir si le projet proposé est de sa compétence et, si oui, quel ingénieur le plus apte (compétence particulière, expérience d’un problème semblable, lieu de résidence...), sera désigné pour étudier le dossier et ce, sans avoir à lire plusieurs dizaines de pages. ■ La présentation du projet Le paragraphe suivant situera l’action en général. On y trouvera notamment : — le nom et les coordonnées des acteurs principaux ; — l’adresse du site et les moyens d’accès ; — les horaires pratiqués et toutes les procédures particulières (attribution de badge, etc.), en évitant les redondances avec les spécifications générales du projet, si elles existent. ■ Le glossaire La présence d’un glossaire est une sage précaution, voire dans certains cas une précaution indispensable. En effet, il est bien rare qu’une société ne possède pas plusieurs mots qui lui sont propres ou des mots d’un usage courant mais qui, dans le cadre de la société, ont une signification tout à fait particulière. Le glossaire peut se placer en tête du document ou en fin. Il semble préférable de le placer au début. ■ Les données de base Le chapitre suivant définira la volumétrie du projet. Ainsi, à titre d’exemple, dans le cahier des charges de l’automatisation d’une bibliothèque l’on précisera le nombre de volumes à accueillir, le nombre de lecteurs, les horaires d’ouverture, les délais d’attente souhaités, le nombre de lecteurs attendus, le nombre de places assises, etc. Pour l’automatisation d’un entrepôt, seront énoncés le nombre de palettes en entrée, la loi d’arrivée des camions, la capacité du stock, le nombre de commandes à servir, le nombre de cartons à préparer, etc. Ces données sont quantitatives bien sûr, mais aussi qualitatives. Les valeurs annoncées concerneront les moyennes mais aussi les pointes, variations saisonnières ou autres. ■ La définition du besoin (analyse fonctionnelle) Il s’agit là de la partie la plus importante, le cœur du cahier des charges. Les besoins auront été recensés à l’aide des moyens indiqués dans le paragraphe 2.2 (1er alinéa) et ils seront exprimés à l’aide des moyens indiqués aux paragraphes 3.1.1 et 3.1.2. Seront exposés la mise en marche de l’installation, le fonctionnement en exploitation normale, l’arrêt de l’installation et ses marches de clôture. Pour que cela soit plus clair, les fonctions pourront être regroupées en fonction de leur point de vue : — les fonctions de pilotage (commandes, régulations, optimisations...) ; — les fonctions de gestion de production (ordonnancement temps réel, cadencement, synoptiques, tableaux de bord, journaux de bord...) ; — les fonctions d’aide à la maintenance (tendances, alarmes, aide au diagnostic...) ; — les fonctions d’aide à la qualité (mesures, échantillonnage, variations, CPK...) ; — les fonctions liées à la gestion des données techniques ; — les fonctions logistiques ; — les fonctions liées au respect de l’environnement. 4.3 Les spécifications particulières Nota : concernant l’indicateur de capabilité CPK, le lecteur pourra se reporter à l’article [6] des Techniques de l’Ingénieur C’est dans ce chapitre que l’on va trouver toute l’originalité du projet. C’est pour cela qu’il est difficile ici d’en parler autrement qu’en termes généraux. Les fonctions seront décrites dans un ordre logique de telle façon que le lecteur suive facilement ce que le concepteur souhaite. Un poste d’une ligne pourra être complètement décrit en tenant compte de tous les points de vue avant de passer à la description du poste S 8 095 − 8 Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle s8095.fm Page 9 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 _________________________________________________________________________ CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE suivant. Une autre solution peut conduire à décrire tous les postes d’un point de vue avant de passer à un point de vue suivant. ■ La définition des contraintes Ce chapitre décrira les contraintes du projet. En fonction des caractéristiques du projet, les contraintes peuvent être de plusieurs sortes. On trouvera en premier lieu les contraintes normatives et réglementaires en faisant référence à des textes, français européens ou internationaux. Une attention particulière sera apportée notamment à tout ce qui touche à la sécurité. Les contraintes d’environnement climatique seront aussi explicitées : température, pression, humidité relative, air salin, présence de moisissure, de rongeurs... Les contraintes d’exploitation seront également évoquées, présence de substances chimiques agressives, exposition à des projections d’eau, à des chocs, à des vibrations. La détermination du degré de protection souhaité évitera tout malentendu. Les différentes normes françaises et allemandes reprises dans la norme européenne NF EN 60-529 codifient ces degrés de protection des enveloppes électriques (coffrets, armoires, boîtiers de capteurs, moteurs, etc.) à l’aide d’un indice de la forme IP x y z dans lequel : — IP signifie Indice de Protection ; — x détermine le degré de protection contre la pénétration de corps étrangers variant de 0 (non protégé) à 6 (étanche à la poussière) ; — y définit le degré de protection contre la pénétration de l’eau variant de 0 (non protégé) à 8 (immersion prolongée) ; — z indique le degré de protection contre les chocs variant de 0 (choc faible : énergie ≈ 0,225 J) à 9 (choc très important : 20 J). Il peut s’agir également de contraintes spécifiques : solutions qui sont déjà imposées ou de matériels déjà choisis. Cela peut également concerner des procédures à suivre ou des outils à utiliser à moins que cela ait déjà été spécifié auparavant. Les contraintes peuvent aussi concerner les procédures à mettre en place lorsque le projet consiste à réhabiliter une ancienne installation, maintien de la production, basculement en fin de semaine ou pendant une période de fermeture de l’usine, etc. ■ La documentation Ce point est trop souvent négligé. Un dossier de fin de projet en automatisme devrait toujours être composé des éléments suivants : — plan qualité ; — schéma descriptif de la partie opérative ; — notice de fonctionnement ; — analyse fonctionnelle ; — graphe d’études des modes de marche et d’arrêt (GEMMA) ; — liste des entrées/sorties ; — chronogrammes des éventuels points critiques ; — architecture générale du système ; — implantation géographique des matériels ; — liste des messages N1 ↔ N1, N1 ↔ N2, N2 ↔ N3 (N : niveau, cf § 1.4) ; — liste des messages opérateurs ; — schéma des alimentations électriques ; — structure des programmes ; — supports magnétiques des programmes ; — cahiers de recette ; — modèle de simulation des programmes ; — nomenclature détaillée des composants ; — mode du repérage adopté ; — manuel d’exploitation ; — note de sécurité ; — manuel de maintenance ; — liste des pièces de rechange ; — supports ayant servi à la formation. Le cahier des charges doit bien préciser les documents attendus, sinon il y a peu de chances d’obtenir la totalité du dossier. ■ La formation Pour la plupart des automatismes industriels d’une certaine importance, il y a lieu de prévoir une formation avant la mise en service. Le cahier des charges doit indiquer clairement la formation attendue. Cette formation s’adressera vraisemblablement à plusieurs catégories d’acteurs. Une première formation s’adressera à l’encadrement pour lui donner les informations nécessaires à la maîtrise du changement des conditions de travail et à la compréhension des problèmes qui pourront surgir ultérieurement. Une deuxième formation concernera la formation du personnel d’exploitation et une troisième s’intéressera aux agents de maintenance. Pour cette dernière session, peut-être sera-t-il judicieux de prévoir des cours séparés pour les électromécaniciens et pour les automaticiens / informaticiens. Le calendrier de ces formations doit être réfléchi : ni trop tôt avant la mise en service (les acteurs se sentiraient peu concernés et auraient le temps d’oublier ce qu’ils auraient appris), ni trop tard évidemment. Le lieu des formations n’est pas indifférent non plus. Il est préférable qu’une première partie soit dispensée en dehors du lieu de travail afin que le personnel concerné puisse être réellement disponible. Ceci est d’autant plus vrai lorsqu’il s’agit du personnel de maintenance toujours très sollicité. La seconde partie de la formation doit bien sûr s’effectuer sur l’installation elle-même. ■ Les conditions de recette Il est éminemment souhaitable que le cahier des charges précise dans quelles conditions seront effectués les tests permettant de vérifier que la fourniture et ses performances sont bien celles que l’on attendait. Les validations doivent se faire le plus tôt possible dans le cycle de vie du projet, afin de corriger les éventuelles erreurs dès que cela est possible. A cette fin, un calendrier précis doit être élaboré qui comprendra les phases principales suivantes : — essais en plate-forme avec simulateur de partie opérative afin de pouvoir procéder au plus tôt, avant que celle-ci soit disponible ; — essais en plate-forme avec la partie opérative quand cela est possible ; — essais en plate-forme des communications entre les différentes parties d’automatisme (même si les communications sont de mieux en mieux maîtrisées, il est rare que l’on arrive au « Plug and Play » et il est plus facile de procéder aux inévitables mises au point en plate forme que sur le site final). — essais sur site de tous les raccordements électriques ; — essais en fonctionnement réel en autonome (s’il y a lieu) ; — essais d’ensemble avec tous les prestataires du site (s’il y a lieu). Chaque phase possédera son cahier d’essai (ou cahier de recettes) dans lequel chaque essai élémentaire sera décrit par une fiche dans laquelle seront consignés : — les conditions de l’essai ; — les manœuvres à effectuer ; — les résultats attendus ; — les résultats effectivement obtenus. Des cases permettront de noter les éventuelles anomalies constatées et le nom des automaticiens qui auront procédé à ces essais. Les modalités seront définies. Lorsque tous les tests sont jugés satisfaisants, la réception est prononcée. Elle peut l’être sans réserve ou, le plus souvent, avec des réserves mineures. Les réserves majeures sont celles qui correspondent à des anomalies suffisamment graves pour interdire l’exploitation dans des conditions acceptables d’opérabilité ou de sécurité. Les réserves mineures sont celles qui correspondent à des carences bénignes (mais qu’il conviendra néanmoins de corriger à court terme) comme une absence d’étiquette, une documentation incomplètement remise à jour, etc. Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle S 8 095 − 9 s8095.fm Page 10 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE _________________________________________________________________________ Le cahier des charges précisera si l’on prévoit une réception unique ou en deux temps : réception provisoire et réception définitive. Dans ce dernier cas, la réception provisoire correspond à un fonctionnement normal de l’installation, et, souvent un an plus tard, la réception définitive est prononcée lorsque l’on aura constaté que les performances initiales des équipements étaient conservées de façon fiable. Nota : le code des marchés publics ne prévoit plus qu’une réception unique ; le droit privé permet une réception en deux temps. L’on peut également prévoir d’accorder la réception définitive dès que l’on aura constaté le fonctionnement satisfaisant de l’installation pendant une période significative, un mois par exemple. Le cahier des charges précisera également si l’acheteur souhaite attacher un dernier terme de paiement à la réception définitive, libération de la retenue de garantie. ■ Le descriptif du marché et les limites de fourniture Ce chapitre a pour but de récapituler de façon concise tous les besoins et de bien définir les limites des prestations attendues. C’est ici que l’on trouvera notamment la définition des interfaces entre différents automatismes, entre l’automatisme et la partie opérative ou entre les électriciens et les automaticiens. A titre d’exemple, les réponses seront données à des question comme : — qui raccordera les câbles d’alimentation électrique aux armoires et coffrets ? — qui fixera et réglera les capteurs sur la machine ou le convoyeur ? — qui développera les protocoles de communication entre deux lots d’automatisme et qui fournira et posera le médium correspondant ? ■ Les exclusions Il est souvent utile de consacrer un chapitre explicitant les exclusions même si cela présente des risques de redondance. En effet, il est facile de décrire, pour le demandeur, les travaux ou prestations diverses qu’il souhaite exécuter lui-même, comme fourniture de mobilier support de console, alimentations électriques ou travaux de génie civil. Cela peut éviter quelques malentendus. ■ La garantie Ce chapitre doit indiquer ce qui doit être couvert par la garantie, ses modalités d’application et sa durée. ● Pour les matériels, la garantie couvre généralement la réparation, les nouveaux réglages ou le remplacement de ce qui aura été jugé défectueux. Le cahier des charges devra préciser si la réparation doit être effectuée sur le site ou dans les ateliers du constructeur. Il précisera également la durée d’indisponibilité qu’il juge acceptable et les conditions éventuelles de mise à disposition provisoire d’un matériel de remplacement pendant la durée de la réparation. ● Pour les logiciels, la question est plus complexe. En effet, la garantie ne peut, de façon réaliste, couvrir que les dysfonctionnements reproductibles et ce dans un délai qui peut difficilement être garanti. ● Les modalités d’application concernent principalement les délais d’intervention et de remise en route. Plusieurs paramètres interviennent dans la fixation de ce délai, l’importance stratégique de l’équipement concerné, la gravité du dysfonctionnement, le temps de déplacement du technicien pour rejoindre le site, etc. Pour certaines installations d’importance vitale, le cahier des charges peut prévoir la mise en astreinte de dépanneurs, afin de pouvoir procéder à une remise en marche même pendant les périodes chômées. ● La durée de la garantie est généralement d’un an, bien que, pour certains matériels informatiques et progiciels, la durée proposée par les fournisseurs varie de 3 à 6 mois. Le début de la garantie est souvent fixé à la date de la réception provisoire ou au début de l’exploitation. S 8 095 − 10 ■ L’assistance au démarrage Pour des installations complexes, il est judicieux de mentionner dans le cahier des charges une prestation d’assistance au démarrage. Cette disposition permet de rassurer le personnel d’exploitation qui prend possession de son nouvel outil, de l’aider le cas échéant, et de répondre aux questions non abordées dans le cadre de la formation. Un autre avantage de cet arrangement est qu’il permet au fournisseur de maintenir un personnel sur place qui pourra, le cas échéant, pallier un défaut de jeunesse de l’équipement, couvert bien sûr par la garantie, sans délai d’intervention. ■ La maintenance Il est bon d’aborder, dès le cahier des charges de consultation, le sujet de la maintenance. Quel type de maintenance souhaite-t-on ? Plusieurs scénarios peuvent être envisagés. L’acquéreur peut disposer d’un service maintenance suffisamment étoffé pour n’avoir besoin d’aucune prestation extérieure. À l’inverse, le maître d’ouvrage peut souhaiter externaliser la totalité des actions de maintenance qu’elle soit curative ou systématique. La troisième voie consiste à garder en interne les tâches banales d’entretien ainsi que les tâches de dépannage de premier degré et de faire appel à l’extérieur pour tout ce qui nécessite une spécialisation un peu pointue. Connaître, dès le début du projet, les services attendus après la mise en route permettra au fournisseur de prévoir, en temps utile, le personnel nécessaire en nombre et en compétence. ■ Les pièces de rechange La politique concernant les pièces de rechange doit également être traitée, en même temps que la question de la maintenance dont elle est connexe. De ces deux points dépend directement la disponibilité de l’équipement : il s’agit donc d’un sujet vital. Là aussi, plusieurs scénarios sont envisageables qui seront choisis en fonction d’un certain nombre de critères : — nature de la pièce concernée, pièce d’usure ou pièce de dépannage ; — importance stratégique ou non de la pièce ; — coût de la pièce ; — délai d’approvisionnement (voire délai de fabrication) ; — possibilité de partage d’un stock de pièces de rechange avec d’autres utilisateurs ; — etc. Aborder le sujet dès le début du projet permettra, par exemple, de fabriquer certaines pièces de rechange (circuits imprimés, capteurs spéciaux, etc.) en même temps que les pièces de l’équipement original et donc d’obtenir des prix sensiblement inférieurs à ceux que l’on aurait dû payer si ces pièces avaient été fabriquées en deux fois. 4.4 Le questionnaire Le questionnaire, dans les cahiers des charges de consultation, n’est pas d’un usage fréquent. Il a pourtant une double utilité. D’abord le questionnaire permet d’obtenir des informations qui permettront un choix plus motivé du fournisseur. Parmi ces questions, l’on peut trouver : — l’état du carnet de commande de l’entreprise (pourra-t-elle dégager, sans problème, les ressources nécessaires à la bonne conduite du projet ?) ; — le chiffre d’affaires de l’entreprise (une trop grande disparité entre le chiffre d’affaires et la taille du projet pourrait conduire dans le cas d’un trop petit projet à un certain manque d’intérêt ou, dans le cas inverse, à une surcharge génératrice de difficultés ou à une sous-traitance occulte) ; — le curriculum vitae du chef de projet pressenti ; Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle s8095.fm Page 11 Vendredi, 30. novembre 2001 10:49 10 _________________________________________________________________________ CAHIER DES CHARGES DES AUTOMATISMES. ANALYSE FONCTIONNELLE — les trois derniers bilans de la société (pour s’assurer de la pérennité de l’entreprise) ; — les références (projets comparables réussis récemment) ; — la date de la première version du progiciel et de sa dernière mise à jour ; — etc. Ensuite, une seconde famille de questions peut concerner des points définis auparavant dans le cahier des charges et pour lesquels on demande confirmation. Cette disposition peut paraître amener des redondances, mais elle permet sur des sujets importants d’éviter tous les risques de malentendus du type « Ah ! je n’avais pas bien lu ce paragraphe ! » 4.5 Le cadre de réponse Le cadre de réponse définit le détail suivant lequel le montant total du projet sera décomposé. Souvent considéré, par les consultés, comme une contrainte inutile, voire une mesure vexatoire, le cadre de réponse ne présente pourtant que des avantages pour les deux parties. Bien sûr, le degré de détail demandé doit rester raisonnable. Le cadre de réponse permet d’abord d’obtenir une offre structurée qui permettra, lors du dépouillement, de comparer les propositions de façon équitable. La décomposition en prix élémentaires par rubriques ou sousensembles peut mettre en évidence des disparités qui resteraient inaperçues avec le seul montant global. Si des différences de prix supérieures à 10 ou 20 % apparaissent pour une même rubrique dans deux offres différentes, il peut s’agir soit d’une supériorité technologique importante soit le plus souvent, d’une mauvaise interprétation du cahier des charges. Il peut permettre ainsi d’éviter d’éventuels oublis. Le cadre de réponse peut aussi permettre de faire des ajustements, budgétaires notamment, sans importuner les consultés. 4.6 Le calendrier prévisionnel Il est trop rare que les contraintes de temps figurent dans les dossiers d’appel d’offre. Ces contraintes déterminent pourtant la faisabilité pure et simple du projet pour certaines entreprises consultées. De toutes les façons, le délai imposé conditionne les moyens à mobiliser sur le projet et donc directement les coûts. Le planning indiquera la durée globale du projet mais aussi des dates clés intermédiaires, points de « rendez-vous » avec d’autres lots notamment. Ces dates peuvent aussi être déterminées en fonction des contrôles intermédiaires que l’on souhaite effectuer. Il est recommandé que le cahier des charges demande le planning, détaillé cette fois, proposé par le consulté. La qualité du planning présenté, sa pertinence, sa précision en diront long sur la compétence du fournisseur potentiel et sur les moyens dont il dispose. Le calendrier mentionnera également toutes les indications utiles propres à l’entreprise comme dates de fermeture pour congés annuels, périodes de pointe, dates de lancement de collection, etc. 4.7 Les conditions commerciales Un cahier des charges externe se doit de prévoir les conditions commerciales du contrat potentiel. Seront notamment, précisés les éléments suivants. ● Les termes de paiement. Un échéancier sera le bienvenu. Quel événement déclenchera quel pourcentage du montant global ? Il est sain de prévoir des étapes claires comme : remise de l’analyse fonctionnelle détaillée, fin des essais plate-forme, prononciation de la réception provisoire, etc. Pour éviter tout malentendu, il est judicieux de préciser quels sont les « livrables » pour chacune de ces étapes. ● Les conditions de paiement. La différence entre un paiement par chèque à la remise de la facture ou la remise d’une traite à 90 jours, fin de mois peut justifier une différence de prix significative de la part du fournisseur. ● Les primes et pénalités. Celles-ci peuvent s’appliquer au niveau de performance de la fourniture ou au respect des délais annoncés. La plus grande prudence est à conseiller en ce qui concerne les pénalités de retard. D’une part, la jurisprudence les limite à un pourcentage peu significatif, toujours inférieur à 10 % et, d’autre part, il existe des motivations plus fortes et plus constructives : désir de satisfaire le client et de le fidéliser, volonté de libérer les ressources mobilisées pour les engager sur d’autres projets, etc. 4.8 Les clauses juridiques Ce chapitre définira un certain nombre de points comme : — le ou les bénéficiaires du brevet qui serait déposé à l’occasion de ce projet (le client, le fournisseur ou les deux ?) ; — la protection du client en cas de non respect du droit de la propriété intellectuelle ; — le droit d’exploiter le logiciel sur plusieurs applications ou sur plusieurs sites ; — la gestion des droits d’auteur pour les logiciels ; — la libre disposition des programmes sources. Font-ils partie de l’offre originale ? — la disposition des programmes sources en cas de la disparition du fournisseur. (Programmes déposés chez un notaire et disponibles seulement en cas de cessation d’activité ?) ; — les modalités de conciliation en cas de graves litiges (recherche d’un médiateur expert indépendant, recours à l’avis d’un syndicat professionnel, etc.) ; — le tribunal qui serait compétent en cas de contentieux. Ce chapitre sera rédigé par le service juridique du futur acquéreur ou avec son aide. Dans le cas d’une petite société, ne disposant pas de structure juridique, peut-être serait-il judicieux de solliciter le concours de l’avocat habituel. 5. L’absence de cahier des charges Malheureusement et beaucoup plus fréquemment qu’on pourrait le penser, des projets se déroulent en l’absence de cahier des charges. Cette démarche, fort peu professionnelle, aboutit à des résultats prévisibles : piètres performances, coûts élevés en fin de parcours, retards à répétition, conflits internes et externes, impossibilité de recours à une expertise ou à une action en justice, etc. Le prestataire, confronté à une consultation purement verbale se retrouve devant trois possibilités : — accepter de travailler sans cahier des charges, ce qui est sans aucun doute la pire solution pour les raisons évoquées ci-dessus ; — décliner l’offre, ce qui est toujours une décision commerciale difficile à prendre ; — rédiger une offre en forme de cahier des charges, sans doute la moins mauvaise solution mais qui demande un travail considérable le plus souvent non rémunéré et quelquefois non récompensé par l’obtention de la commande. Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Informatique industrielle S 8 095 − 11
