Plaidoyer pour la 5G dans le secteur manufacturier

De nombreuses choses qui se passent actuellement dans le secteur de la fabrication, telles que l'utilisation de l'IA, la réalité augmentée et la réalité virtuelle, peuvent être activées et aidées par la 5G.

L'utilisation croissante de capteurs intelligents et d'appareils de l'Internet des objets (IoT), associée à des analyses plus sophistiquées appliquées aux données qu'ils produisent, entraîne une révolution dans la fabrication. Dans de nombreux cas, la pièce manquante est la connectivité.

De plus en plus, la 5G est considérée comme l'élément d'infrastructure sans fil permettant de rassembler ces éléments. Il offre la bande passante requise, une faible latence et une fiabilité dans les environnements de fabrication difficiles. Pour mieux comprendre le rôle que la 5G peut jouer dans la fabrication, ses défis et ses avantages, RTInsights s'est entretenu avec RickyWatts, directeur principal des solutions industrielles chez Intel. Voici un résumé de notre conversation.

Pourquoi la 5G dans l'industrie ?

RTInsights : Pourquoi la 5G est-elle nécessaire dans le secteur manufacturier ?

Watt : Je vais décomposer cette réponse en deux domaines. Commençons par pourquoi le sans fil est-il nécessaire dans le secteur manufacturier ? Et ensuite nous le déplacerons vers la 5G.

Pourquoi le besoin du sans fil dans le secteur manufacturier ? Une grande partie est motivée par le coût et la flexibilité. Les systèmes de contrôle de fabrication typiques dans les environnements de fabrication sont des protocoles filaires et filaires. Mais le filaire coûte cher à exploiter. Gardez à l'esprit que vous utilisez souvent ces fils dans des conditions très difficiles, ils sont donc généralement triplement isolés. Il y a généralement une redondance autour de ces fils qui fonctionnent. Ces choses augmentent les coûts.

Nous avons un énorme problème de coût qui existe à l'intérieur des usines. Comment puis-je connecter des éléments dans une usine tout en réduisant les coûts, tout en assurant la fiabilité ? Ainsi, le sans fil lui-même devient attrayant. C'est là que nous commençons. Le sans fil devient intéressant pour les fabricants car il leur permet de connecter des choses éventuellement moins chères. Cela leur permet également potentiellement de connecter des choses sur une zone beaucoup plus large. Et dans les zones de fabrication, dans certains exemples, nous avons de vastes usines de fabrication. Prenez la fabrication de pétrole et de gaz de produits pétrochimiques. Les plantes ont de très grandes empreintes. Comment couvrez-vous cela avec des fils quand c'est difficile et coûteux ? Vous pouvez utiliser le sans fil.

Alors, commençons par là. Pourquoi le sans fil est-il nécessaire dans le secteur manufacturier ? Cela se résume au coût, à la flexibilité, à la facilité de déploiement et à d'autres choses très utiles. Et maintenant, regardons ce que la 5G fait que les autres technologies sans fil ne font pas.

Les technologies sans fil héritées sont, à bien des égards, construites autour de ce que je dirais être le meilleur effort. Ils ont une connexion entre un terminal et un récepteur. Cette connexion est établie sur ce que nous appellerions une sorte de scénario de meilleur effort. Et cela pourrait être le Wi-Fi gratuit, par exemple. Si vous êtes en Wi-Fi à la maison, vous vous connectez, vous vous déplacez dans la maison, ça marche un peu, mais ça ne marche pas forcément tout le temps. Ce n'est pas très utile pour certains aspects de la fabrication. La 5G commence à répondre aux cas d'utilisation et aux exigences des entreprises industrielles dans l'environnement de fabrication. Cela aide avec des choses comme la latence, la fiabilité, les performances et la bande passante. Ce sont des exigences fondamentales qui existent dans une usine qui n'ont jamais vraiment été traitées auparavant dans le domaine du sans fil.

Si vous amenez les technologies Wi-Fior précédentes à la 5G, comme la 4G, que nous avons aujourd'hui, c'est plus un meilleur effort. Le Wi-Fi ou la 4G c'est pas mal. Ils font un travail raisonnable, sont utiles dans certains environnements et de nombreuses entreprises industrielles les utilisent. Mais la 5G dit :"D'accord, maintenant j'ai un système qui va examiner certaines des choses spécifiques dont les fabricants vont avoir besoin, comme la latence, le déterminisme et la mise en réseau sensible au temps". La 5G répond à tous les cas d'utilisation qui existent dans l'environnement de fabrication. J'obtiens les avantages des protocoles filaires, j'obtiens cette connectivité fiable, et je l'obtiens maintenant avec une technologie sans fil à ma disposition appelée 5G.

C'est pourquoi nous avons besoin de la 5G dans la fabrication. La 4G consistait à connecter les gens et à se connecter à Internet. La 5G a été conçue dans le but de connecter des objets, de connecter des objets à des objets et des objets à des systèmes de contrôle.

Fonctionnalités 5G et améliorations technologiques

RTInsights : Quelles fonctionnalités et améliorations technologiques la 5G offre-t-elle aux fabricants ?

Watt : Au-delà des avantages de coût et de flexibilité que j'ai mentionnés, il y a d'autres choses à considérer. Nous avons une nouvelle version 5G du 3rd Generation PartnershipProject (3GPP), l'organisation industrielle qui développe les spécifications 5G. La nouvelle version, Release16, introduit de nombreuses fonctionnalités. Par exemple, il offre des communications ultra-fiables à faible latence (URLLC). Maintenant, j'obtiens le déterminisme, sur l'interface radio, et la connectivité qui y est associée. C'est une fonctionnalité très spécifique qui dit que maintenant je pourrais exécuter un système de contrôle de mouvement. Je pourrais exécuter des analyses en temps réel sur une caméra, où je prélève des informations sur une caméra. Je vais pouvoir le faire de manière fiable et déterministe.

Une autre fonctionnalité que vous obtenez avec la 5G est une bande passante massivement accrue. Vous obtenez un tuyau beaucoup plus large pour transmettre des données. Cela me permet de transporter plus d'informations. La modernisation de la fabrication et des initiatives comme Industrial 4.0 consistent à utiliser les données qui se trouvent dans l'usine et à traiter ces données générées à la périphérie. Avec la 5G, vous pouvez retirer beaucoup plus de données des systèmes existants. Je peux installer des caméras et commencer à regarder les processus différemment. Disons que j'ai un robot, par exemple, qui effectue une sorte de processus de soudage dans un environnement de fabrication. Et je veux voir, hé, est-ce que ce processus de soudage est fiable ? Je peux maintenant commencer à regarder l'analyse de ce qui se passe au point de soudure.

Disposer de telles données permet aux fabricants d'effectuer une analyse plus approfondie de leurs processus. Par exemple, avec le soudage, il y a une étincelle. Maintenant je peux commencer à analyser l'étincelle. Je peux regarder ce qui se passe du côté du courant électrique. Et je peux faire toutes ces analyses en temps réel. Si nécessaire, je peux ajuster quelque chose dans le système de contrôle pour que ce processus particulier le modifie. J'obtiens donc un contrôle qualité. De telles actions en temps réel ne sont possibles que grâce à la bande passante et aux faibles capacités de latence de la 5G.

Une autre capacité importante de la 5G est que, comme c'est le cas avec le Wi-Fi, un fabricant peut créer un réseau 5G privé sur site. Il existe de nombreuses façons de le faire maintenant. Un réseau 5G privé est très flexible pour les utilisateurs finaux et les fabricants. Je peux effectivement installer une solution sans fil dans mon usine qui connecte tout dans cet environnement.

L'avantage d'un réseau privé est que je peux contrôler les données. Je peux contrôler à quoi le réseau se connecte. Je peux garder les données locales. Je peux le faire de ce qu'ils appellent une mode hybride. Je pourrais travailler avec le transporteur pour me donner une partie du réseau. Ils appellent cela le découpage du réseau dans un environnement 5G. Je peux prendre un morceau de ce réseau et le concevoir entièrement autour de ce qui doit être fait dans l'usine. Pourquoi voudriez-vous faire ça? L'une des choses les plus importantes dans l'environnement de fabrication est les accords de niveau de service (SLA). J'ai besoin de comprendre tout processus qui exécute des données. La bande passante de données est-elle garantie ? La latence est-elle garantie ?

Ce que la 5G fait avec des choses telles que le découpage en tranches de réseau et les réseaux privés, c'est qu'elle vous permet d'avoir beaucoup plus de contrôle. Vous ne confiez pas le contrôle de la connectivité à quelqu'un d'autre. Vous le maintenez dans votre environnement.

Ces fonctionnalités clés de la 5G [haute bande passante, faible latence et réseau privé] sont très avantageuses par rapport à ce qui existait auparavant. Il y en a beaucoup d'autres. Par exemple, la 5G peut prendre en charge la connectivité d'appareil à appareil. Je pourrais créer un réseau maillé. Je pourrais avoir des capteurs ou des caméras autour de mon usine et utiliser la 5G pour transmettre des données entre eux. Je peux également avoir des chemins redondants, ce qui me donne plus de redondance et plus de fiabilité. Intrinsèquement, à travers le spectre des capacités, la 5G permet aux fabricants d'être beaucoup plus confiants que lorsqu'ils utilisent cette technologie dans leur environnement d'usine. Cela leur assurera que les sorties qu'ils obtiendront seront bien supérieures à celles qu'ils ont connues auparavant avec toute autre technologie sans fil.

Les défis de l'intégration de la 5G dans les réseaux industriels ?

RTInsights : Est-il difficile (ou facile) d'ajouter la 5G aux réseaux industriels ?

Watt : Introduire n'importe quelle technologie dans les réseaux industriels n'est pas facile, pour une bonne raison. Un bon ami à moi et l'un de mes mentors avaient l'habitude de dire :"Dans l'environnement de l'usine, si les choses tournent mal, les choses peuvent exploser et les choses peuvent exploser." Ainsi, l'introduction de toute nouvelle technologie dans l'environnement industriel est un défi. Vous devez vous assurer que vous le faites en toute sécurité et au bon niveau. Vous devez également vous assurer que vous amenez également votre personnel. Quelqu'un doit faire fonctionner le système et travailler avec. Je dirais que c'est un domaine où nous avons beaucoup de défis à relever. Nous devons travailler avec les utilisateurs finaux et la communauté des fournisseurs sur la manière dont nous allons procéder. C'est un truc d'éducation. Vous devez informer rapidement les utilisateurs finaux, les entreprises et les intégrateurs de systèmes sur les aspects de l'intégration de la 5G.

C'est un travail en cours dans l'industrie. Nous devons également commencer à introduire cette technologie dans un domaine où elle a du sens et où vous pouvez la contrôler au fur et à mesure que vous commencez à étendre son utilisation. Par exemple, regardons l'acquisition de données à partir d'une caméra ou d'un robot. La réponse évidente est d'introduire la technologie 5G lorsque vous réintroduisez de nouvelles capacités dans l'usine. De cette façon, vous pouvez ajouter 5G dans l'environnement de fabrication de manière très contrôlée. Vous apportez la technologie; vous l'apportez avec un nouveau système. Vous obtenez ce système et le fonctionnement. Vous l'utilisez pour former vos employés. Vous l'utilisez pour mieux comprendre la technologie. Et puis ce que vous feriez, c'est d'étendre son utilisation. C'est comme s'emparer d'une tête de pont, puis s'étendre à partir de cette tête de pont.

Vous établissez la crédibilité de l'utilisation de la technologie. Vous acquérez des connaissances et vous commencez à les transférer dans l'environnement de l'industrie. Ce n'est pas une tâche facile, mais je pense que les fabricants et la communauté des fournisseurs sont très bien équipés pour y faire face. Du point de vue d'Intel, nous essayons de mettre des packages technologiques autour de ce que nous faisons pour le rendre simple à consommer. Nous l'optimisons et veillons à ce qu'il fonctionne de bout en bout. Lorsqu'un fabricant reçoit la technologie, ce n'est presque qu'un plugin. L'appareil se trouve à une extrémité et les systèmes, applications et services d'un fabricant sont à l'autre extrémité. La technologie 5G qui se trouve au milieu devient presque invisible pour le fabricant. Et c'est à de nombreux autres fabricants et à nous de travailler et d'apporter de manière transparente cette solution 5G d'une manière qui réduit les frictions et réduit certains de ces problèmes lorsque la technologie est ajoutée à un réseau industriel.

Comment la 5G va-t-elle révolutionner la fabrication ?

RTInsights : De quelles manières la 5G contribuera-t-elle à révolutionner la fabrication ?

Watt : Il y a tellement de choses en cours dans la fabrication en ce moment qui peuvent être activées et aidées par la 5G. Nous avons edge computing, AI [artificial intelligence], AR [augmentedreality] et VR [virtual reality]. Toutes ces technologies apparaissent maintenant dans la fabrication. La 5G agit comme la colle qui relie ces choses ensemble. Vous devez apporter la connectivité à toutes ces nouvelles capacités que nous obtenons dans l'environnement de fabrication. Qu'il s'agisse d'IA, de réalité virtuelle ou de situations comme le COVID, par exemple, où nous voulons que des travailleurs à distance entrent et s'interfacent avec des machines qui travaillent dans l'usine, la 5G fournit la colle.

L'autre domaine dans lequel les fabricants vont en bénéficier est que les principales entreprises du secteur des télécommunications, notamment Verizon, AT&T, T Mobile, etc., déploient des services 5G et développent leurs réseaux 5G. Donc, vous avez déjà une énorme quantité d'infrastructures en cours d'installation, pas seulement aux États-Unis, mais dans le monde entier. Cette technologie se développe à un rythme incroyable. Et il chevauche maintenant le domaine industriel.

Cela permet non seulement à la 5G de proliférer d'un point de vue technologique, mais également de réduire le coût, car vous répartissez ce coût sur une vaste zone. Maintenant, je vais obtenir une technologie véritablement sans fil qui me permet de prendre des données et de les utiliser dans des systèmes de contrôle et des systèmes opérationnels en temps réel. Et cela nous permet de connecter ces choses ensemble à la périphérie du réseau.

Étant donné que la 5G va être disponible partout dans de vastes zones, les coûts vont baisser. Dans mon esprit, vous verrez une fabrication beaucoup plus flexible et une mise en place beaucoup plus rapide de son utilisation dans les usines en activité.

Aujourd'hui, le travail en usine ressemble à des zones monolithiques uniques, ou des environnements, où une usine crée un widget. Pensez à cette expansion sur une zone beaucoup plus large lorsque la 5G vous permet de déplacer les opérations, le contrôle et la connectivité dans de nombreux domaines différents. Quelqu'un m'a donné un bel exemple récemment. Lorsqu'un ouragan traverse le Golfe, l'un des grands défis est que vous avez des inondations, que les sites de fabrication s'éteignent. Eh bien, une grande partie de cela est réinitialisée dans l'infrastructure qui est là-bas dans l'usine. En utilisant la 5G et une faible latence, vous pouvez déplacer cet environnement de calcul ailleurs et n'avoir qu'une connectivité aux appareils. Vous pouvez presque avoir une usine éloignée d'une usine, et la 5G vous donnera cette infrastructure et vous permettra de le faire. Il va révolutionner la fabrication. Je pense aussi que nous verrons une augmentation vers des méthodes de travail autonomes à l'usine.

Nous verrons également de nouveaux modèles commerciaux émerger et de nouvelles façons de fabriquer. Par exemple, un fabricant avait l'habitude de construire une voiture. C'était une voiture noire, et c'était une Ford. Vous avez une Ford noire, et c'est tout. Maintenant, les gens veulent aller en ligne et personnaliser leur commande :je veux une voiture bleue, avec des taches blanches, avec telle ou telle option.

Répondre à ces nouvelles demandes des clients nécessite une interconnexion du point de vue de l'infrastructure. Vous devez disposer d'une logistique, d'actifs et d'autres systèmes dans l'environnement de fabrication, tous connectés. La 5G va être le ciment qui relie tout cela ensemble. Donc, pour moi, la 5G change tout. Cela va prendre du temps. Nous allons voir ce déploiement au cours des cinq ou dix prochaines années. Ce n'est pas une transition rapide. Mais une fois qu'il s'accélérera, je pense que cela va révolutionner à peu près tout dans la fabrication.

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