Le rôle de la 5G dans la fabrication

Les réseaux 5G privés offrent les vitesses de données, la fiabilité, la faible latence et plus encore pour une connectivité omniprésente des appareils permettant des applications de fabrication innovantes basées sur les données.

Pourquoi la 5G dans l'industrie ?

L'Ethernet industriel est l'épine dorsale de l'infrastructure opérationnelle dans de nombreux environnements de fabrication. Fonctionnant généralement à des vitesses de données allant jusqu'à 100 mégabits par seconde (Mbps), les réseaux Ethernet industriels implémentent des protocoles pour fournir un déterminisme et un contrôle en temps réel.

Lorsqu'il est prohibitif ou impossible d'installer des réseaux Ethernet filaires, les technologies sans fil Wi-Fi et 3G/4G sont souvent la meilleure alternative. Ces cas d'utilisation "difficiles à câbler" incluent les robots mobiles autonomes (AMR), les flottes de camions et les usines industrielles qui ont une vaste zone de couverture géographique.

Avec l'industrie 4.0, l'utilisation des données opérationnelles change fondamentalement dans la mesure où la quantité massive de données de capteurs générées à partir d'appareils périphériques sera collectée, stockée et traitée avec l'intelligence artificielle (IA) en temps réel sur le site industriel, communément appelé comme l'Edge Industriel. Les réseaux 5G privés ont le potentiel d'être un catalyseur clé dans ce paradigme de calcul distribué, en particulier avec les appareils générant des données vidéo. En effet, la 5G offre des vitesses de données allant jusqu'à 20 gigabits par seconde (Gbit/s) et la possibilité d'améliorer la sécurité, les débits de données, la latence, la densité des appareils, la fiabilité et le déterminisme par rapport à la 4G.

Les technologies sans fil, dont la 5G, augmentent également l'agilité des fabricants en leur donnant une plus grande flexibilité pour installer rapidement de nouvelles connexions réseau. Alors que les fabricants voient le besoin de réseaux plus rapides et plus flexibles dans les usines, ils peuvent décider de remplacer tout ou partie de leurs anciens réseaux Ethernet industriels par des réseaux 5G.

Cas d'utilisation de la 5G dans des environnements industriels

De nombreux appareils distants et mobiles, tels que des caméras, des actionneurs, des robots, des machines, des écrans d'affichage et d'autres systèmes, nécessitent une connectivité rapide et fiable. Dans les nouveaux déploiements, la 5G pourrait remplacer les réseaux câblés en prenant en charge des coûts de déploiement inférieurs sur une zone de couverture plus large, ainsi qu'une plus grande mobilité et flexibilité. Voici quelques exemples dans lesquels la 5G peut améliorer les processus opérationnels dans les environnements industriels.

Véhicules à guidage automatique (AVG) :Des itinéraires plus rapides, et moins d'embouteillages et de collisions

• Transition des AVG se déplaçant le long de voies prédéfinies vers des communications IA et M2M aidant à optimiser les chemins et à éviter les collisions.

Préparation des pièces et des produits :Prélèvement de pièces plus efficace et plus précis dans les entrepôts et les centres de distribution

• Passage de l'exigence de pièces dans des emplacements et des orientations fixes à la détection de pièces dans diverses positions et emplacements à l'aide de systèmes de vision basés sur l'IA.

Surveillance des travailleurs dans les zones dangereuses :Amélioration de la sécurité et de la prévention des crises

• Passage d'un manque de surveillance électronique des zones restreintes ou dangereuses à des systèmes de vision basés sur l'IA alertant les travailleurs lorsqu'ils s'écartent des protocoles de sécurité ou qu'un danger est imminent.

Réparation d'équipement  :Réparation d'équipements plus rapide et à moindre coût grâce à la collaboration à distance

• Passage d'une assistance à la réparation dépourvue de support visuel (nécessitant des techniciens spécialisés sur site) à la réalité augmentée permettant à des spécialistes hors site d'aider des techniciens non experts.

La 5G est conçue avec la capacité de prendre en charge la fabrication

• Sécurité intégrée à la spécification 5G :Réseaux 5G privés

• Diffusion en ultra-haute définition  :Débits de données jusqu'à 20 Gbit/s

• Contrôle en temps réel : Latence de 1 milliseconde ou moins

• Prend en charge plus de contrôleurs et de capteurs : Haute densité grâce à une technologie d'antenne avancée

• Moins de points de défaillance : Redondance des communications d'appareil à appareil

• Plus grand déterminisme et confidentialité des données : Réseau 5G divisé en plusieurs réseaux virtuels

La 5G permettra des mises à niveau techniques vers des objectifs de performances rigoureux qui ne pouvaient auparavant être atteints qu'avec des réseaux câblés.

Les réseaux privés 5G améliorent la sécurité et le déterminisme

Alors que les fabricants peuvent utiliser des réseaux publics 5G, beaucoup opteront pour des réseaux privés 5G qui offrent une connectivité hautement sécurisée et déterministe. Les réseaux 5G privés tirent parti des fréquences 5G de milieu de bande pour offrir des niveaux élevés de capacité et de contrôle opérationnel afin de garantir que les performances du réseau et les exigences de latence sont satisfaites. Les réseaux 5G privés sont la propriété exclusive des propriétaires, ce qui leur donne un accès exclusif au réseau, garantissant ainsi une plus grande protection et confidentialité des données.

5G et performances déterministes

Avec la version 16, la 5G peut fournir les performances réseau nécessaires à l'aide de deux efforts technologiques clés :

• Réseau sensible au facteur temps (TSN) sur 5G :Cette technologie garantit un délai de livraison des messages grâce à la synchronisation de l'heure et à la planification du trafic. Les appareils peuvent être synchronisés avec précision sur le réseau, éliminant ainsi le besoin d'utiliser les méthodes de synchronisation basées sur le signal qui sont courantes aujourd'hui.

• Communication 5G ultra-fiable à faible latence (URLLC) : URLLC optimise la livraison des données en fonction des différentes exigences de trafic, notamment une faible latence et une grande fiabilité.

5G et industrie 4.0

Le voyage vers l'industrie 4.0 nécessite de se connecter à tous les appareils essentiels aux processus industriels. La 5G peut être essentielle pour se connecter à des appareils difficiles à câbler et, à l'avenir, elle pourrait devenir le principal réseau industriel.

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