ESTIA - Unit´e d’Enseignement Math´ematiques-Informatique 1reAnn´ee·2020/2021
Syst`emes de Gestion de Bases de Donn´ees – TP5 Cas d’´etude : Factory Microgrid
Objectif p´edagogique : lire un cahier des charges pour ´etablir un sch´ema Entit´e-Association (MCD) et en d´eduire le Sch´ema Relationnel (MLD), ´ecrire des requˆetes exploitant la base de donn´ees con¸cue.
Les environnements industriels doivent aujourd’hui se pr´eparer pour les audits ´energ´etiques. Les usines devront pouvoir justifier leur consommation d’´energie, non seulement aupr`es des r´eglementations, mais aussi aupr`es de leurs clients et de leurs donneurs d’ordre (contexte duGreen Manufacturing). Des audits ´energ´etiques aideront `a identifier les actions `a conduire pour diminuer l’impact environnemental des usines. Dans ce cadre, les usines micro-r´eseaux seront capables de produire, stocker et utiliser localement leur propre ´energie (ex. ´eolien, photovolta¨ıque, etc.) pour assurer leur fonctionnement.
Afin, d’une part, de faciliter le pilotage et la prise de d´ecision dans ces usines, de mani`ere `a optimiser le taux d’´energie consomm´e localement et, d’autre part, d’accompagner la conduite des audits ´energ´etiques, des logiciels centraliseront les donn´ees ´energ´etiques de l’usine. Ces logiciels permettront de consulter l’historique des donn´ees pass´ees et de faire des simulations des op´erations de production (Manufacturing Operations Management, MOM) notamment en fonction des pr´evisions de disponibilit´e de l’´energie locale. L’objectif sera alors pour l’usine de consommer le plus possible de l’´energie locale.
L’objectif de ce TP est de concevoir la base de donn´ees d’un tel logiciel, en r´epondant au besoin suivant :
— Uneop´erationde fabrication est associ´ee `a une machine et `a un ouvrier, est identifi´ee de mani`ere unique par un num´ero (alphanum´erique), et appartient `a un num´ero de lot (num´erique) : plusieurs op´erations peuvent appartenir au mˆeme num´ero de lot. Une op´eration poss`ede une dur´ee (en minutes) et une heure pr´evisionnelle de commencement. L’ouvrierindiquera ensuite l’heure de d´ebut et l’heure de fin effectives ;
— Lesmachines outilssont identifi´ees par leur marque, leur mod`ele, leur nom et leur puissance (en Watt).
La puissance est li´ee au mod`ele de la machine ;
— Chaque machine est install´ee dans unezone. Les zones sont identifi´ees par un num´ero et par une position dans le BIM1 (num´ero bˆatiment, ´etage, num´ero salle et coordonn´ees X et Y en m`etres et dimensions W et H) ;
1. Building Information Modeling, c.-`a-.d. la maquette num´erique ou le jumeau num´eriquedes bˆatiments de l’entreprise.
Guillaume Rivi`ere 2019–2021 – 1 – LATEX
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— Chaquesalle, en plus d’ˆetre d´ecoup´ee en zones, poss`ede des´equipementspilotables automatiquement : refroidissement, ventilation, chauffage et fenˆetres. Chacun de ces ´equipements est identifi´e par une adresse MAC et une adresse IP fixe. Le statut de chacun de ces ´equipements est d´ecrit par un entier entre 0 et 10 ;
— Chaque heure, lesmesures environnementalesde la temp´erature (en degr´es Celsius) et l’hygrom´etrie (en %) des zones sont enregistr´ees ;
— Chaque minute, lesmesures ´energ´etiquesde la quantit´e d’´energie produite localement et la quantit´e d’´energie stock´ee sont enregistr´ees (en kWh) ;
— Chaque jour, lespr´evisionsde production d’´energie heure par heure `a sept jours sont r´ecup´er´ees depuis un webservice m´et´eorologique et sont ´egalement m´emoris´ees (en kWh).
Exercice 1 : Conception
Question 1 : Mod`ele conceptuel des donn´ees (MCD)
Mod´elisez le cas d’´etude par un sch´ema entit´e-association. (Remarquons qu’il n’est pas n´ecessaire que les donn´ees des mesures et des pr´evisions soient reli´ees aux autres entit´es.)
Question 2 : Mod`ele logique des donn´ees (MLD)
Traduisez le sch´ema entit´e-association en sch´ema relationnel. (Remarquons qu’il n’est pas n´ecessaire que les donn´ees des mesures et des pr´evisions soient reli´ees aux autres tables.)
Question 3 : V´erifiez que votre mod`ele permet de retrouver les informations suivantes : 1. Les noms des machines utilis´ees par l’usine.
2. Les marques et les mod`eles des machines install´ees dans l’usine.
3. Les noms et la puissance des machines utilis´ees par l’usine, affich´es par ordre d´ecroissant de puissance.
4. La quantit´e d’´energie (en kWh) consomm´ee par chaque op´eration de fabrication .
5. L’heure et la quantit´e d’´energie du pic global de stockage de la journ´ee pour une date donn´ee.
6. Le nombre de machines par zone, ainsi que leur puissance cumul´ee.
7. La quantit´e d’´energie qui ´etait produite localement pendant le temps de chaque op´eration.
Pr´eparez les requˆetes SQL correspondantes.
Exercice 2 : Implantation
Question 1 : Cr´eez votre base MySQL `a l’aide de l’interface phpMyAdmin Question 2 : Test de la base de donn´ees
a) Peuplez votre base de donn´ees avec des donn´ees de test suffisantes pour tester les requˆetes de l’exercice 1 (p.ex. saisissez quelques donn´ees horaires, mais pas des journ´ee s enti`eres).
b) Ecrivez et testez les requˆetes SQL de l’exercice 1. Rectifiez vos requˆetes, voire r´evisez votre conception de la base de donn´ees si n´ecessaire.
Guillaume Rivi`ere 2019–2021 – 2 – LATEX
