Comment la 5G va-t-elle transformer nos usines ?

Lorsque l’on entend 5G, on pense téléphone, débit, opérateur… Pourtant, derrière ces deux caractères se cachent des utilisations bien plus approfondies que celles possibles sur votre smartphone. Parmi elles, des cas d’usages au sein de nos industries pour les rendre plus connectées et intelligentes !

Retour sur notre conférence « La 5G va-t-elle transformer nos usines ? » lors du SEPEM Industries à Angers, animée par Ana Loizeau – experte chez We Network, spécialiste des protocoles de communications , aux côtés de Bruno Bailly – CEO de MEREM et Robert MITU – Délégué régional, Orange

Sommaire de l’article :

• le points sur la 5G, ses usages, les nouveautés
• le projet 5G de MEREM

Retrouvez toute la conférence en replay

D’où vient la 5G ?

La 5G est une évolution de l’existant ! L’histoire débute avec la 2G dans les années 1990 qui a été suivie par la 3G dans les années 2000 puis la 4G en 2010 et enfin, depuis 2020, la 5G. C’est la recherche d’un meilleur débit qui a motivé l’évolution de ces standards cellulaires au fil des années. C’est grâce à cela que l’on est passé d’un terminal qui permettait uniquement de téléphoner à un smartphone capable de capter Internet ou encore de capturer des vidéos…

Le changement a véritablement été amorcé avec la 4G. Avec la 4G, le débit était évidemment recherché mais il y avait également la nécessité de répondre aux besoins de l’IoT (Internet des Objets) avec des protocoles appropriés ayant une faible consommation et une longue portée.

Depuis 2020, la 5G NR (nouvelle radio) commence à être déployée par les opérateurs pour un usage grand public et industriel, avec comme avantage principal le haut débit et la réduction de la latence.

La 5G LPWA, adaptée à l’IoT grâce à sa longue portée et sa basse consommation, n’est pas une priorité à ce jour car l’existant est suffisant pour répondre aux besoins de cette technologie particulière.

3 pôles d’usages de la 5G sont en train d’émerger

1. Massive IoT

Communications entre une grande quantité d’objets connectés avec des besoins de qualité de service variés. Pour l’usage de capteurs, le suivi de dispositifs, smart metering, industrial monitoring avec deux protocoles de communication, LTE-M et NB-IoT.

2. Haut débit mobile amélioré

Connexion en ultra haut débit en outdoor et en indoor avec uniformité de la qualité de service, même en bordure de cellule. Permets l’usage de vidéos en 3D/8K, de la réalité virtuelle, grâce aux protocoles NR with LTE et NR.

3. Industrial IoT

Différent de l’IoT consumer. Communications ultra-fiables avec une très faible latence pour pouvoir automatiser l’usine et communiquer avec les véhicules autonomes type cobot/robot et rendre l’usine intelligente. Cela sera possible grâce à la 5G NR

Les nouveautés clés de la 5G

Nous savons que la 5G est une évolution de l’existant mais cependant, cette évolution s’accompagne de nouveautés très intéressantes :

• Les antennes actives : des antennes qui orientent les faisceaux vers une destination pour être plus efficace en énergie et avoir un meilleur débit
• Les réseaux privés : des réseaux indépendants (physiquement et virtuellement) qui permettront, entre autre, aux entreprises de travailler dans un réseau dédié.

Quels bénéfices et nouveaux usages de la 5G pour l’industrie ?

On reconnaît 7 atouts majeurs de la 5G :

1. Vitesse
2. Hautes performances
3. Optimisée pour la production
4. Sans fil
5. Bandes hautes fréquences
6. Réseaux virtuels
7. Localisation intégrée

Des exemples de cas d’usages industriels sont développés par Ana dans la conférence pour illustrer chacun des 7 atouts de la 5G.

Des expérimentations ont déjà été lancées en France notamment par la SNCF dans la gare Lyon Part-Dieu avec la participation de l’opérateur Bouygues. Le haut-débit 5G dans une gare permettrait, selon cette expérimentation, de récupérer toutes les données liées au fonctionnement des trains une fois arrivés à quai pour aider le personnel de la maintenance dans leur mission. Grâce à des informations en temps réel, la maintenance devient plus rapide, plus efficiente et plus simple !

Mais cela permet également de proposer de nouveaux services aux usagers : que diriez-vous de télécharger votre film en 4K en gare pour le regarder une fois installé dans votre siège ?

Le cas d’usage de MEREM

Préambule

L’usine électronique du futur est en marche ! MEREM est un Electronic Manufacturing Services (EMS),  lauréat du plan France Relance 2021 – secteur stratégique. 3M€ sur 3 ans seront attribués à ce projet de nouvelle usine pour l’entreprise MEREM qui intègre notamment la 5G.

Pour passer à l’usine électronique du futur et intégrer de nouvelles technologies, MEREM a d’abord souhaité renforcer ses fondamentaux en augmentant sa surface actuelle par 3, passant de 1400m² à 3300m² au total :

• Leur premier site a repensé son flux de production pour intégrer des nouvelles technologies.
• Le deuxième site sera agrandit de 70% d’ici 2023.

Toute l’architecture informatique a été revue et a été basculée vers le cloud. Le prestataire informatique a changé pour s’axer sur le préventif et le prédictif et obtenir une organisation flexible et multi-site. C’est également l’ERP qui va être modifié, avec l’inclusion d’un MES, pour avancer vers le zéro papier dans l’atelier.

C’est avec ces fondements solides qu’Orange est entré dans le projet pour travailler sur la 5G aux côtés de MEREM.

Un projet de déploiement de la 5G en 2 phases

Ce plan d’investissement à 3 ans est destiné à travailler sur des usages de l’industrie multisite dans une démarche collaborative avec Orange.

Ensemble, Orange et MEREM vont identifier des usages et essayer de répondre à la question :  « Quels usages de la 5G pour l’industrie ? ». Avec l’implémentation de la 5G dans son usine, MEREM fera partie des « early adopters » de cette nouvelle technologie.

Deux phases sont identifiées pour le déploiement de ce projet:

1. 5G STAND ALONE : des antennes de réseaux privés dans l’usine et le cœur de réseau seront sur la 5G public
2. 5G RESEAU PRIVE : cœur de réseau 5G privé au sein de l’usine

La phase d’installation débutera au 1ère trimestre 2022 et sera suivie par la phase de déploiement des usages. Au final, l’objectif sera également de faire bénéficier des retours d’expériences acquis à les filières industrielles.

PHASE 1 – 5G STAND ALONE : IA, VR et maintenance prédictive

À ce jour, MEREM pose des composants en automatique grâce à des machines de reports de composants puis, des caméras de contrôle 3D viennent vérifier que les composants sont présents et bien positionnés. Et enfin, des techniciens reprogramment les machines de contrôle en fonction des écarts constatés.

Pour cette première phase, plusieurs projets sont prévus pour MEREM avec, notamment, l’installation d’une Intelligence Artificielle qui communiquera avec l’outil de contrôle 3D en récupérant ses données. La 5G intervient dans cet échange car il s’agit d’imagerie et ce sont donc des gros volumes de données à transférer. Ici, la 5G est véritablement au cœur de l’industrie, de l’Intelligence Artificielle (IA), des communications entre les machines, de la remontée et de l’exploitation de ces datas.

“Ce n’est pas une technologie déployée en parallèle : elle doit se trouver au cœur du système.”

Un autre projet pensé pour cette phase : la téléportation ! Plus sérieusement :

Pour les clients et partenaires situés dans l’Ouest, MEREM travaille à concevoir des visites et des échanges immersifs avec les équipes de l’usine situées à Besançon. Cette solution offrira la possibilité de découvrir, collaborer et développer des produits avec MEREM, le tout à distance. L’immersif, c’est aussi la possibilité de faire de la formation et de l’assistance à distance.

La 5G sera nécessaire pour mixer les technologies de réalité virtuelle et augmentée, pour gérer le streaming et la latence de ce projet. Car à ce jour, avec la 4G, la latence ne permet pas une qualité optimale d’imagerie. La 5G va permettre d’y remédier et de rendre cette expérience immersive plus qualitative.

Dernier projet : l’exploitation et la maintenance prédictive. Des capteurs dans l’usine et sur les machines seront installés pour identifier les dysfonctionnements.

PHASE 2 – 5G RESEAU PRIVE EN COEUR D’USINE

Pour aller plus loin dans les usages, un cœur de réseau dans l’usine sera nécessaire.

En effet, MEREM souhaite mettre en place des AGV (Automated Guided Vehicles)  : des robots qui se déplacent en autonomie dans l’usine. Les temps de latence devront être réduits au minimum et l’immédiateté opérationnelle pour garantir la sécurité des collaborateurs.

Le réseau privé, c’est aussi la possibilité de reconfigurer les postes de contrôle et de montage en permanence en les faisant évoluer au sein du bâtiment grâce à des capteurs.

« L’usine, qui était auparavant figée dans son organisation, devient mobile et agile. »