Gestion améliorée des données de mesures d’épaisseur grâce à un mesureur d’épaisseur connecté et à un logiciel infonuagique

Introduction

À des fins de surveillance de la corrosion, il est nécessaire d’inspecter régulièrement les pipelines qui transportent des matériaux essentiels pour les industries pétrolière, gazière et chimique. Une inspection habituelle consiste à mesurer l’épaisseur de paroi des tuyaux et des réservoirs au moyen d’un mesureur d’épaisseur à ultrasons afin de faire le suivi de l’intégrité mécanique de ces installations. Pour effectuer ces inspections, les propriétaires de ces types d’installations font appel à leurs propres équipes d’inspection ou, plus souvent, à des fournisseurs de services d’inspection engagés sous contrat. On utilise les mesures d’épaisseur non seulement pour détecter les problèmes, mais aussi pour surveiller l’amincissement des parois au fil du temps, ce qui aide à prévoir le moment où il faudra effectuer l’entretien et les inspections ultérieures. Il est essentiel de bien gérer les données d’épaisseur, car les coûts que représente l’arrêt d’un pipeline à des fins de réparation ou, pire encore, la défaillance d’une installation sont importants.

Dans le secteur de l’inspection, divers processus de gestion des données sont utilisés selon les besoins et l’équipement des clients. Ces processus ont évolué en fonction des progrès technologiques des appareils et des logiciels, mais certaines entreprises choisissent de ne profiter pas de ces améliorations. Dans cet article, j’aborderai l’historique des processus de gestion des données d’inspection fournies par les mesureurs d’épaisseur à ultrasons, la façon dont ces processus se sont modifiés, les problèmes et difficultés actuels, et les raisons pour lesquelles certaines entreprises choisissent de ne pas adopter les améliorations possibles. J’expliquerai également comment l’émergence de l’infonuagique et de l’Internet des objets (IdO) améliore considérablement les flux de travaux, et enfin, j’indiquerai comment ces solutions façonnent l’avenir de la gestion des données d’inspection.

Bref historique des mesureurs d’épaisseur à ultrasons

Au cours des années 1970, les mesureurs d’épaisseur compacts à batterie optimisés pour de multiples applications sont devenus courants. Au fil du temps, ces mesureurs sont devenus de plus en plus petits et puissants (Thickness Gage Tutorial History, s.d.). Puisqu’à cette époque, les mesureurs d’épaisseur à ultrasons n’enregistraient pas de mesures d’épaisseur numériques, les entreprises d’inspection devaient transcrire manuellement les résultats sur papier pour conserver les données. « Les résultats d’inspection étaient saisis à la main, et tous les calculs nécessaires (taux de corrosion, durée de vie restante, date prévue d’inspection, etc.) étaient effectués manuellement sur papier. Les dossiers officiels et non officiels étaient tous conservés dans des classeurs, et l’information était gérée à un seul emplacement, soit dans la salle des dossiers. » (Rios, 2018).

Chaque fois que des données étaient manuscrites, il y avait un risque d’erreur humaine. Par exemple, un inspecteur pouvait accidentellement noter et fournir une mesure d’épaisseur erronée, ce qui pouvait entraîner la réalisation d’un entretien coûteux et inutile, voire une défaillance des installations. De plus, les mesures notées à la main par l’inspecteur devaient être transcrites dans un rapport ou une base de données plus officiels afin d’assurer le stockage et le suivi efficaces des inspections. Le risque d’erreurs augmentait chaque fois qu’il fallait effectuer plusieurs retranscriptions des données de mesure. Utilisé depuis longtemps, ce processus d’enregistrement de données manuscrites était sujet aux erreurs et très inefficace, mais à ce moment, il n’y avait pas de meilleure solution.

Émergence de l’enregistrement numérique des données

Au cours des années 1980, les mesureurs d’épaisseur ont commencé à offrir des fonctions internes d’enregistrement des données et d’affichage des formes d’onde. Ensuite, dans les années 1990, le traitement numérique du signal a remplacé les circuits analogiques, offrant une stabilité et une répétabilité supérieures (Thickness Gage Tutorial History, s.d.). La technologie a continué d’évoluer, et les utilisateurs ont commencé à pouvoir stocker les mesures d’épaisseur sur l’enregistreur de données interne intégré à leur mesureur. Un besoin s’est alors fait sentir : il fallait créer des programmes d’interface compatibles pour faciliter le transfert de données, la production de rapports et l’archivage des résultats des inspections passées. Plusieurs entreprises, dont des propriétaires d’installations et des fournisseurs de services d’inspection, ont alors commencé à concevoir leurs propres systèmes de gestion de données d’inspection. Ces systèmes leur permettaient de faire le suivi des données, de gérer celles-ci plus efficacement, et de se servir des données d’inspection précédemment recueillies pour prévoir les entretiens à venir.

Systèmes de gestion de données d’inspection

Aujourd’hui, les systèmes de gestion de données d’inspection les plus répandus sont les suivants : UltraPIPE/PS AIM, PCMS, Meridium, ACET, Aware et RBMI (Rios, 2018). Ces systèmes ont été rapidement adoptés par plusieurs grands propriétaires exploitants, car ils leur permettaient d’améliorer la gestion de leurs installations. Les registres de données manuscrits pouvaient être mis de côté : ces systèmes étaient capables de générer des fichiers de travail compatibles avec les mesureurs en fonction de l’installation qui devait être inspectée. Ces fichiers pouvaient être configurés dans une variété de formats, notamment un format pour l’inspection de chaudières et un autre à grille 2D, et inclure tous les endroits nécessaires dont l’état est à surveiller (CML) pour que l’inspecteur sache où prendre des mesures. Le nom donné au fichier pouvait être associé à la tâche à effectuer ou à l’installation à examiner, permettant un meilleur suivi des inspections au fil du temps. La répétabilité des mesures et l’intégrité des données se sont aussi améliorées grâce au format numérique. Une fois le fichier créé, il pouvait être transféré vers un mesureur d’épaisseur à ultrasons compatible au moyen d’un câble USB ou RS-232. L’analyste de données travaillant au bureau pouvait charger sur un appareil tous les fichiers de travail nécessaires à l’inspecteur avant que celui-ci commence sa journée de travail. Une fois toutes les données nécessaires chargées sur l’appareil, l’inspecteur pouvait se rendre sur le terrain et effectuer toutes les mesures d’épaisseur requises aux endroits à surveiller (CML) désignés. Au lieu d’écrire les résultats à la main, l’inspecteur pouvait désormais enregistrer les mesures d’épaisseur (de même que les formes d’onde/A-scans s’il le souhaitait) dans l’enregistreur de données interne du mesureur. Une fois l’inspection terminée, l’inspecteur pouvait ramener l’appareil au bureau, où l’analyste de données n’avait qu’à connecter le câble pour transférer les fichiers de l’appareil sur le programme d’interface.

Grâce à ce processus amélioré, il n’était plus nécessaire de noter les résultats à la main, mais il fallait tout de même rapporter le mesureur à l’analyste afin qu’il transfère les données vers le programme d’interface compatible. De plus, les analystes de données devaient attendre de recevoir l’appareil et de finir de transférer les fichiers avant de pouvoir examiner les données. Si on détectait une erreur nécessitant une nouvelle inspection, l’inspecteur devait retourner sur le terrain s’il ne s’y trouvait plus, ce qui arrivait souvent. Bien que ce processus ait amélioré l’intégrité des données, il était toujours inefficace.

Cartes mémoire amovibles

Une autre avancée technologique qui a amélioré ce processus est l’intégration de supports de stockage amovibles, comme les cartes SD, aux mesureurs d’épaisseur. Grâce à ces supports, le flux de travaux s’est amélioré, car les analystes de données pouvaient désormais remplir la carte mémoire de fichiers de travail, et l’inspecteur pouvait importer ces fichiers sur son mesureur d’épaisseur, enregistrer toutes les mesures nécessaires, puis réexporter les fichiers mis à jour sur la carte SD. De plus, les supports de stockage amovibles permettaient aux inspecteurs de laisser l’appareil sur le terrain, car seule la carte était nécessaire au transfert des données. Bien qu’il s’agisse d’une amélioration notable, ce processus prenait encore du temps et nécessitait un déplacement physique des données de l’appareil vers l’analyste.

Problèmes et difficultés liés aux flux de travaux actuels

Même si les mesureurs d’épaisseur modernes comportent des fonctions d’enregistrement de données et qu’il existe une grande variété de systèmes de gestion de données d’inspection compatibles avec les appareils offerts sur le marché, certaines entreprises utilisent encore aujourd’hui des résultats manuscrits en raison du faible coût de cette méthode et du fait qu’ils y sont accoutumés. Les entreprises qui ont adopté l’enregistrement numérique des données et les systèmes de gestion de données d’inspection sont encore confrontées à divers problèmes. D’abord, ces systèmes sont généralement coûteux et engendrent souvent des frais supplémentaires pour les mises à niveau logicielles. Pour cette raison, ce sont souvent les propriétaires exploitants qui possèdent la licence du logiciel plutôt que l’entreprise d’inspection. De plus, puisque tous les propriétaires exploitants n’utilisent pas les mêmes systèmes de gestion de données, il est de plus en plus difficile et coûteux pour les entreprises d’inspection de maintenir la compatibilité de leurs appareils avec ces systèmes. La compatibilité entre l’appareil et le programme d’interface peut également être un problème, car il est possible qu’une ancienne version du programme ne fonctionne pas avec une version récente du micrologiciel de l’appareil. La gestion des pilotes de périphérique et des pare-feux informatiques peut également causer des problèmes. Enfin, pour pouvoir recueillir des données numériques, il est nécessaire que l’inspecteur ait une bonne connaissance pratique de l’enregistreur de données de l’appareil.

Résumé des problèmes

Voici les principaux problèmes qu’engendrent les résultats manuscrits ainsi que ceux liés aux méthodes de transfert de fichiers numériques :

Résultats manuscrits

• Possibilité d’erreurs de transcription
• Inefficacité en raison des multiples étapes requises pour mettre les données dans leur format final
• Organisation et gestion difficiles des inspections actuelles et passées
• Coûts élevés en raison du besoin de reprendre du travail et/ou des arrêts non planifiés

Transferts de fichiers numériques

• Inefficacité en raison de la nécessité de retirer l’appareil du terrain
• Investissements importants nécessaires pour l’obtention de systèmes de gestion de données d’inspection
• Erreurs de compatibilité lors des tentatives de transfert de données
• Nécessite de la formation supplémentaire concernant l’enregistreur de données de l’appareil

Bien qu’il y ait quelques problèmes liés à l’utilisation des systèmes de gestion de données d’inspection, il demeure manifestement avantageux de les utiliser. Ces systèmes incluent désormais les données historiques de toutes les installations actuelles et permettent aux propriétaires exploitants de mieux planifier le calendrier des entretiens nécessaires. Beaucoup de ces systèmes offrent également un niveau de personnalisation important, ce qui permet à l’utilisateur final d’adapter le système à ses besoins précis.

Avantages de l’infonuagique

Les entreprises ont réalisé d’importants investissements financiers dans les systèmes de gestion de données d’inspection. Leurs inspecteurs connaissent le flux de travaux des logiciels, et les entreprises comprennent les avantages de ces systèmes. Mais, comme mentionné précédemment, il y a encore des problèmes. Pour régler ces problèmes, Olympus a créé l’application Inspection Project Manager (IPM), laquelle est fondée sur la technologie infonuagique. Cette application aide les utilisateurs à rendre plus efficace leur gestion de données, car elle offre une meilleure visibilité sur l’état des projets et favorise l’augmentation de la collaboration entre les inspecteurs, les analystes de données et les décideurs.

Transfert sans fil des données

Alors que l’industrie est passée des résultats manuscrits aux transferts de fichiers de travail par connexion filée, la prochaine étape consiste à éliminer les fils et à fournir des possibilités de transfert sans fil au moyen d’appareils connectés et d’applications infonuagiques sécurisées. Les mêmes fichiers actuellement transférés par les systèmes de gestion de données d’inspection peuvent être exportés et téléversés vers l’application infonuagique IPM, et donc être transférés sans fil. Imaginez pouvoir créer et gérer des projets depuis le bureau et ensuite envoyer les tâches connexes à un inspecteur se trouvant n’importe où dans le monde où une connexion Internet est possible. L’inspecteur sur le terrain peut connecter son appareil à un point d’accès sans fil ou à un réseau local sans fil (WLAN), et ses fichiers de travail seront téléchargés directement sur son appareil. Il peut alors effectuer toutes les mesures nécessaires, puis téléverser à nouveau le fichier dans l’application infonuagique IPM pour que les analystes de données et les décideurs les examinent. Il s’agit d’un moyen rapide, efficace et fiable de transférer des données depuis le site d’inspection et d’accélérer la prise de décision. Toutes les données sont conservées dans un format numérique, ce qui élimine le besoin de résultats manuscrits et réduit donc considérablement le risque d’erreur humaine. L’examen des données peut se faire dans l’application IPM, et en fonction de la qualité des données, le fichier peut être redéployé si une nouvelle inspection est requise, ou exporté dans une variété de formats et téléversé à nouveau dans les systèmes de gestion de données d’inspection pour permettre l’analyse statistique et les mises à jour sur l’intégrité mécanique des installations.

Dessins isométriques

Actuellement, de nombreux inspecteurs écrivent à la main les résultats d’épaisseur sur un dessin de circuit et doivent livrer les mesures en mains propres aux analystes de données. La future mise à jour de l’application IPM, qui est en cours de développement, permettra l’envoi sans fil presque instantané des données d’un mesureur d’épaisseur vers des dessins isométriques numériques. Les inspecteurs pourront mettre à jour les mesures d’épaisseur de ces dessins de circuit pendant qu’ils seront sur le terrain, ce qui permettra une économie de temps et d’argent.

De plus, les utilisateurs pourront utiliser la caméra de leur tablette électronique pour prendre des photos des installations ou des endroits à surveiller et inclure ces images avec les mesures d’épaisseur. Toutes ces informations seront conservées au format numérique et enregistrées sur le nuage pour que les décideurs puissent les examiner. Ces documents pourront être facilement convertis en documents au format traçable qui pourront être à nouveau téléversés dans les systèmes de gestion de données et consultés ultérieurement. Nous pensons que ces futures améliorations de l’application augmenteront considérablement l’intégrité des données, réduiront le besoin d’effectuer de nouvelles inspections et diminueront au bout du compte le temps nécessaire pour effectuer les inspections.

Gestion du personnel et des ressources

Il est également possible d’utiliser l’application infonuagique IPM pour gérer plus efficacement le personnel et l’équipement nécessaires à la réalisation de tous les projets, travaux et tâches. Un tableau de bord montrant les progrès réalisés à toutes les étapes de l’inspection permet une meilleure gestion des ressources. De plus, tous les documents d’inspection pertinents, comme les instructions de travail et les plans des sites, peuvent être inclus dans la tâche, ce qui permet à l’inspecteur de les consulter facilement.

Il est possible de profiter des avantages mentionnés ci-dessus en utilisant des appareils connectés et les applications infonuagiques d’Olympus. Bien que ces solutions logicielles apportent une valeur ajoutée aux inspecteurs, aux gestionnaires et aux propriétaires d’installations, il y a encore des obstacles qui en limitent l’adoption, tout comme il y avait des obstacles qui limitaient l’adoption des méthodes à systèmes de gestion de données d’inspection à connexion filée, obligeant de nombreuses entreprises à revenir à l’utilisation du crayon et du papier. Il est donc important de souligner ces problèmes afin qu’ils puissent être résolus, car l’adoption de ces nouvelles technologies profitera à terme à l’ensemble de l’industrie.

Problèmes et solutions liés à l’infonuagique

Connexion Internet médiocre ou absente

Pour toute solution Internet, il est crucial d’avoir une connexion sans fil solide et fiable. Même si vous utilisez la meilleure tablette ou le meilleur téléphone mobile ou ordinateur portable qui soit, si la connexion Internet est faible, la performance des solutions et l’expérience client vont en souffrir. De nombreux sites d’inspection n’offrent pas de connexion à un réseau local sans fil. Cette situation pourrait changer dans l’avenir, mais pour l’instant, des méthodes de rechange doivent être employées. L’utilisation de services de transmission de données comme les réseaux 4G ou 5G peut être une solution, mais dans certaines parties du monde, les inspections sont effectuées sans service cellulaire.

Bien que les avantages du transfert de données en temps réel ne soient pas possibles dans toutes les situations, les utilisateurs peuvent toujours utiliser une connexion poste à poste pour bénéficier des améliorations qu’une solution de gestion de données sans fil apporte à l’efficacité et à l’intégrité des données. En effet, dans ce scénario, le mode hors ligne de l’application infonuagique permettrait l’interaction avec un mesureur d’épaisseur compatible sans fil au moyen d’une connexion poste à poste. L’inspecteur pourrait télécharger et enregistrer sur son appareil local tous les documents et les dessins isométriques interactifs nécessaires à l’avance, pendant qu’il a une connexion Internet. Ensuite, une fois sur le terrain, l’inspecteur pourrait connecter son mesureur d’épaisseur à sa tablette au moyen d’une connexion poste à poste et mettre à jour tous les fichiers d’inspection nécessaires, en conservant le tout au format numérique. Les fichiers mis à jour pourraient être enregistrés, puis téléversés automatiquement dans le nuage chaque fois que l’inspecteur reviendrait dans une zone où une connexion Internet serait disponible. Les analystes de données pourraient se trouver à des milliers de kilomètres, mais une fois les fichiers d’inspection téléversés automatiquement, ils pourraient être en être informés, se connecter à l’application infonuagique pour examiner les données et les téléverser à nouveau dans leurs systèmes de gestion de données d’inspection. En cas de problème ou de nécessité de recommencer une inspection, l’analyste de données pourrait contacter l’inspecteur pendant qu’il se trouverait encore près du site d’inspection.

Sécurité des données

Un autre obstacle lié à l’infonuagique est la sécurité des données. « Partout dans le monde, les entreprises doivent composer avec le volume constant de menaces de sécurité en perpétuelle évolution et avec la nécessité de conserver leurs talents qualifiés en matière de sécurité pour répondre à ces menaces » (Shah, 2018), et l’industrie de l’inspection industrielle ne fait pas exception. Bien que les applications infonuagiques soient de plus en plus courantes, elles n’offrent pas toutes le même niveau de sécurité. De nombreuses entreprises développent leurs propres applications infonuagiques, mais bien qu’elles soient des spécialistes en contrôle non destructif, il est probable qu’elles ne soient pas aussi expertes en sécurité infonuagique. Pour surmonter ce problème, Olympus collabore avec Microsoft, fournisseur de services infonuagiques spécialiste en sécurité des données. Il est important de « compter sur un nuage qui a été créé avec du matériel personnalisé, qui offre une protection accrue contre les menaces, et pour lequel des contrôles de sécurité ont été intégrés aux composants matériels et de micrologiciels » (Shah, 2018). Les fournisseurs de services infonuagiques ne sont pas tous égaux, et toute entreprise souhaitant proposer des solutions infonuagiques au marché industriel devrait avoir comme objectif premier de travailler avec un fournisseur qui offre des niveaux de sécurité exceptionnels.

Accessibilité

Le dernier obstacle combine deux facteurs, soit la connectivité et l’accessibilité par Internet ainsi que la sécurité des comptes utilisateurs. Grâce aux progrès réalisés dans le domaine des technologies de l’information, l’idée de demander à une personne de se connecter à l’appareil d’un client ou d’un collègue à distance ou de prendre le contrôle de cet appareil pour prêter assistance est devenue largement acceptée. En général, cela se fait par l’intermédiaire d’un portail sécurisé où les parties concernées sont sur le même réseau d’entreprise. Cette situation se complique lorsqu’il s’agit de personnes travaillant pour deux entreprises distinctes, chacune disposant de ses propres pare-feux et réseaux sans fil protégés. Les chefs de file de l’industrie font constamment progresser la technologie infonuagique pour qu’elle devienne plus collaborative, nous permettant d’espérer qu’on trouvera de nouvelles façons efficaces de collaborer pour que les utilisateurs finaux puissent profiter pleinement des avantages du nuage.

Conclusion

Ces façons améliorées d’effectuer des inspections augmenteront considérablement l’intégrité des données et l’efficacité globale, mais il y a toujours un risque d’erreur humaine associé aux mesures incorrectes prises par ultrasons. Lorsqu’il est question de recueillir des mesures d’épaisseur par ultrasons, les personnes participant au processus doivent comprendre ce qui constitue une mesure valide fondée sur la forme d’onde/le A-scan. Certains fabricants, comme Olympus, intègrent à leurs appareils des avertissements destinés aux utilisateurs et fondés sur les erreurs les plus courantes des inspecteurs (survenant généralement pendant le processus d’étalonnage). Nous continuons de mettre au point des mesures de protection supplémentaires à intégrer aux appareils, mais rien ne remplacera la compétence d’un inspecteur bien formé.

Les applications infonuagiques et les appareils de l’Internet des objets ne sont pas nouveaux sur le marché grand public et prennent rapidement de l’importance dans le secteur industriel. Cette révolution numérique a le potentiel de changer considérablement la façon dont les inspections industrielles sont effectuées et dont les données sont gérées. L’arrivée de tout changement important apporte toujours son lot de problèmes à résoudre. À mesure que la technologie et les idées humaines évolueront, de nouvelles solutions seront élaborées. La clé pour réaliser des progrès importants sera de tenir compte de la rétroaction de l’industrie et de discuter avec toutes les parties prenantes de la façon de faire progresser l’industrie en utilisant ces avancées technologiques.

Sources

RIOS, Efrain. « Inspection Data Management Systems Part 1: An Overview of Common Issues and Causes », [En ligne], Fortress Oil & Gas, LLC, 21 mars 2018. [https://www.fortressoilandgas.com/blog/asset-integrity-consultants/inspection-data-management-systems-part-1-an-overview-of-common-issues-and-causes/]

SHAH, Arpan. « The 3 ways Azure improves your security », [En ligne], 17 avril 2018. [https://azure.microsoft.com/en-us/blog/the-3-ways-azure-improves-your-security/] (Consulté le 13 octobre 2019).

OLYMPUS IMS. « Thickness Gage Tutorial – A Brief History of Ultrasonic Thickness Gaging », [En ligne]. [https://www.olympus-ims.com/en/ndt-tutorials/thickness-gage/introduction/history/] (Consulté le 13 octobre 2019)