La 5g, une pierre angulaire cruciale
pour l’industrie du futur
Au niveau de l’entreprise, des reseaux 5g limites locaux sont deja possibles
Le monde des entreprises implorent la 5G, c’est une évidence. Pour les acteurs industriels, elle offre des possibilités inconnues pour la communication mobile. Elle peut probablement aussi vous offrir de nouvelles possibilités mais souvent il est difficile d’estimer cela à l’avance.
Transfert plus rapide
Le grand avantage de la 5G est surtout la grande vitesse de transfert. Nous venons déjà de loin: la vitesse de la 2G se situe par exemple à 9,6 kbps (kilobits par seconde), la transition vers la 3G signifiait une augmentation considérable jusque maximum 2 Mbps. La 4G standard – pas encore si vieille – peut atteindre 1.000 Mbps. La 5G y ajoute encore une solide dose: en premier lieu la vitesse de transfert passe à 1 à maximum 5 Gigabits par seconde, plus tard ceci sera augmenté jusqu’à pas moins de 20 Gb par seconde.
Comme présenté aujourd’hui dans les médias traditionnels, il semble que ceci soit uniquement intéressant pour les utilisateurs de smartphone. Ils peuvent traiter plus facilement de grands fichiers, notamment des vidéos . Pour l’industrie, l’impact pourrait encore être bien plus intense. La 5G n’est rien de moins que l’une des pierres angulaires de notre future industrie connectée.
Alors pourquoi tergiverser?
Si la 5G n’offre que des avantages, pourquoi tergiverse-t-on avec l’introduction? Les raisons sont, comme c’est souvent le cas, de nature politique. Les entités fédérées veulent une plus grande part des recettes de la mise aux enchères du spectre 5G mais le gouvernement fédéral n’est pas d’accord. La querelle qui en résulte fait que la mise aux enchères des licences ne parvient pas à se mettre en place et que nous ne pourrons pas encore profiter de la 5G en 2020, contrairement à l’Allemagne, aux Etats-Unis et à la Chine. Aux Pays-Bas et en France également, on travaille du reste sur la nouvelle technologie, qui y sera présentée en 2022. Curieux de savoir quand nos décideurs y parviendront.
Quand meme deja des projets a petite echelle
En réalité il n’est pas tout à fait correct d’affirmer qu’il n’existe pas encore de licences pour la 5G dans notre pays car il y en a bel et bien une: la Citymesh relativement inconnue. Mich De Geest, CEO, raconte: ”En fait ceci est arrivé un peu par hasard. L’une de nos activités est l’offre de City-Wifi, les réseaux sans fil pour villes et communes. Pour ces adjudications, il a fallu à chaque fois rivaliser avec les opérateurs traditionnels. Lorsque nous concluions un contrat, nous devions utiliser le réseau de ces mêmes opérateurs. Ce n’est pas une situation facile, donc nous nous sommes achetés une propre largeur de bande dans le spectre. Ce n’est que plus tard que cette partie a été réservée au réseau 5G.”
Propre bulle de connectivite
“Dans un ‘réseau LTE privé’ comme il se nomme, les clients peuvent utiliser une partie de spectre réservée au détenteur de licence de cette fréquence. En Belgique il s’agit de la fréquence 3,5 Ghz pour la 5G. Dans un réseau privé, les données restent ‘on premise’ et nous utilisons une partie de spectre qui est réservée au détenteur de cette licence. Ce faisant, vous pouvez travailler librement et sans interférence.”
“Lorsque vous utilisez un réseau 5G privé, vous avez une propre bulle de connectivité. Nous disposons depuis 2015 de 2x20 Mhz de spectre dans le bloc de fréquence 3,5 Ghz. Ce spectre est entièrement réservé aux entreprises qui désirent développer un propre réseau 5G privé local. Ainsi elles peuvent travailler au sein de réseau entièrement sans interférence. Cela ouvre les portes pour un fonctionnement sécurisé et large des VGA, des concepts tels que la maintenance prédictive, IoT, M2M, la réalité augmentée et RV, et de méthodes de production intelligentes.”
possibilites inconnues
L’entreprise peut donc proposer des réseaux 5G, mieux encore: il en existe déjà en Belgique. Toutefois la mise aux enchères – si celle-ci intervient dans quelques mois/années – pourrait encore mettre des bâtons dans les roues. Pour le moment la 5G est uniquement réservée aux applications consommateur, pas encore aux applications industrielles, comme c’est bel et bien le cas en Allemagne. Mais c’est précisément dans ce secteur que les opportunités sont énormes.
Crucial pour Industrie 4.0
Les embûches auxquelles se heurtent déjà de nombreux projets, telles que la sécurité, le coût et la vitesse du traitement des données sans fil, sont résolues par la 5G. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour les dénommées applications industrielles. La 5G peut connecter quasi toutes les innovations de ces dernières années: robots, magasins automatiques, VGA, grues, HMI etc. La robustesse, la largeur de bande et la vitesse de la 5G sont inégalées, si bien que garantir une unité de production axée sur l’Industrie 4.0 est une condition absolue. Dans l’usine du futur, des dizaines des acteurs précités devront collaborer de façon optimale. La 5G possède les caractéristiques pour amener l’échange d’informations entre ces acteurs au niveau de la milliseconde.
Avantages par rapport au WiFi
Les lecteurs attentifs pourraient peut-être arguer que le réseau WiFi pourrait tout aussi bien faire office de réseau sans fil mais cela se heurte ici et là à quelques obstacles. Dans la 5G, il faut avant tout nettement moins de points d’accès parce que vous pouvez émettre à une puissance supérieure, légalement autorisée. D’autres avantages de la 5G par rapport au WiFi sont au moins aussi importants: la sécurité de la communication par exemple. La fiabilité et la capacité du réseau jouent aussi à l’avantage de la 5G.
Commande de grue Arcelor Mittal
L’inertie chez nos décideurs n’empêche pas que des réseaux 5G locaux peuvent déjà être mis sur pied de façon limitée au niveau de l’entreprise. La surveillance des grues d’Arcelor Mittal à Gand en est un exemple.
Jumeau numérique
Leander Verhofstadt, automation specialist de l’entreprise, explique le fonctionnement: “Chez nous, une grande attention est accordée à la sécurité des grues qui transportent les slabs. La gestion du stock est très importante dans le fonctionnement de notre entreprise. Nous voulons savoir où se trouve chaque slab à tout moment. C’est pourquoi nous avons créé un jumeau numérique de notre stock. Pour la gestion du stock, nous avons aussi besoin de deux choses: un positionnement fiable et un transfert de données correct.“
Positionnement
Pour le positionnement des ponts roulants, nous avons travaillé avec un système robuste muni de capteurs optiques. Ceux-ci reconnaissent le modèle lumière/obscurité/lumière quand un slab passe. La précision de ce système n’est que de 3 cm, mais comme le slab fait 10 mètres de long et 2 mètres de large, cela suffit largement pour les ponts roulants. Toutefois nous avons voulu améliorer ceci. Le déplacement des ponts roulants est bel et bien relativement limité par rapport aux slab carriers qui circulent. Mais nous avons voulu un positionnement plus précis. C’est pourquoi nous utilisons le RFID. Via les étiquettes afférentes, nous savons exactement, au centimètre près, où se situe la grue. Le positionnement des slab carriers se fait avec deux antennes GNSS qui permettent de déterminer constamment la position et la direction. Un système RTK (Real Time Kinematic) permet aussi de vérifier et corriger constamment.”
Transfert de données correct
“La communication doit se faire dans deux directions: la position et la direction des grues doivent être communiquées à tous les acteurs à proximité, mais l’opérateur de la grue doit aussi savoir dans quelle zone il peut se déplacer et où il peut placer ou saisir les marchandises. Cela procure un énorme volume de données dans une grande entreprise telle qu’Arcelor Mittal. Pour cela, nous travaillons de deux manières. Pour les ponts roulants, nous pouvons souvent travailler avec un câble optique flexible en plus du câble d’alimentation, ceci permet en tout cas un grand transfert de données. Si ce n’est pas possible, il existe des grues reliées sans fil via WiFi aux PC et PLC. Là nous utilisons aussi le protocole WiGig pour les systèmes vidéo. Pour les slab carriers, nous utilisons aussi un système sans fil basé sur le WiFi. Outre le système avec les antennes placées pour déterminer la position et la direction, nous engageons aussi désormais des principes de fonctionnement tels que SLAM, afin que la précision atteigne seulement quelques centimètres. L’ensemble crée un énorme volume de données et des exigences très strictes sont posées aux transferts de données car la fiabilité est bien entendu une condition absolue. En cas de perte de connexion, vous voulez savoir ce qui se passe avec votre charge et votre grue. De plus, si tel est le cas, nous voulons pouvoir agir à longue distance et piloter la machine. Nous avons aussi besoin de la vidéo pour la sécurité. La connexion avec le système de commande coordinateur se fait aussi par WiFi mais nous testons maintenant la 5G via un réseau LTE privé pour envoyer la vidéo. Les résultats sont déjà prometteurs .”
