Dans le domaine de l'automatisation, quelle est la différence entre les réseaux 5G non-autonomes (NSA) et autonomes (SA) ?
Ludger Boeggering
D'un point de vue technique, sur la base des informations fournies par 3GPP, la distinction réside dans la logique de contrôle. Les réseaux 5G non-autonomes (NSA) doivent utiliser l'infrastructure 4G/LTE pour gérer les communications, tandis que les réseaux 5G autonomes (SA) représentent une mise en œuvre complète de la technologie 5G.
Du point de vue de l'utilisateur, cela signifie que les réseaux 5G privés basés sur SA-(réseaux non-publics, en abrégé NPN) sont plus rationalisés et nécessitent moins d'efforts.
Du point de vue des applications, les réseaux SA peuvent prendre en charge une disponibilité et une fiabilité plus élevées tout en réduisant les temps de cycle, en particulier dans le contexte du NPN.
Quelles applications industrielles peuvent bénéficier de la technologie 5G ?
Ludger Boeggering
Par définition, la 5G englobe plusieurs technologies, notamment eMBB, uRLLC, eMTC et RedCap, permettant la prise en charge d'un large éventail d'applications.
Par exemple, la maintenance prédictive, la surveillance de l'environnement, le service et la configuration, les outils connectés et les travailleurs connectés sécurisés peuvent tous exploiter les capacités définies dans eMTC et RedCap. L'eMTC est déjà compatible avec LTE-M et NB-IoT, tandis que 3GPP continue de faire progresser les applications technologiques 5G.
De plus, les solutions d'assemblage industriel, le contrôle d'automatisation des processus, les interfaces homme-machine (IHM), l'assistance en réalité augmentée, la logistique d'usine, les robots mobiles, les robots collaboratifs et les AGV peuvent tous tirer parti des capacités de RedCap et uRLLC. Dans ces domaines, les exigences primordiales sont des temps de réponse fiables, une bande passante suffisante et des produits-rentables.
Au cours des années à venir, la technologie 5G sera adoptée dans tous les secteurs verticaux concernés, notamment l’industrie manufacturière (machines, aérospatiale, automobile, semi-conducteurs), la chimie et la pétrochimie, la pharmacie, le pétrole et le gaz, l’énergie et les services publics, ainsi que le traitement de l’eau et des eaux usées. Cette adoption dépend non seulement de la technologie elle-même, mais également des cadres réglementaires et de l'utilisation du spectre dédié.
Comment la technologie 5G permet-elle d'atteindre des performances EVM de niveau instrument dans l'automatisation industrielle ? (Comment la technologie 5G reçoit-elle des signaux pour améliorer les performances en termes d’ampleur du vecteur d’erreur dans l’automatisation industrielle ?)
Ludger Boeggering
Il faut d’abord considérer les caractéristiques qui distinguent la technologie 5G des générations précédentes.
Dans les applications exigeant une fiabilité et une disponibilité élevées, une faible latence est essentielle. Par rapport aux générations précédentes de réseaux mobiles, la technologie 5G est conçue pour réduire considérablement la latence et améliorer la disponibilité.
La technologie 5G prend en charge le découpage du réseau, permettant la fourniture de réseaux virtuels personnalisés adaptés aux exigences spécifiques des applications ou des services. Par conséquent, l’automatisation industrielle peut accéder à des tranches dédiées optimisées pour ses besoins particuliers tout en garantissant une fiabilité et des performances élevées.
L'Edge Computing deviendra de plus en plus vital à l'avenir.. 5Les réseaux G permettent à l'Edge Computing de traiter les données plus près des appareils et des capteurs. Cela réduit le temps et l'énergie nécessaires à la transmission des données vers des centres de données distants, réduisant ainsi les temps de réponse et améliorant les performances des processus d'automatisation industrielle.
Enfin et surtout, la technologie 5G prend en charge mMTC, permettant à un grand nombre d’appareils de communiquer simultanément. Dans l’automatisation industrielle, cela signifie permettre à de grandes quantités de capteurs, d’actionneurs et de dispositifs au sein du même réseau d’interagir les uns avec les autres. Cela augmente considérablement l’efficacité globale, tant en termes d’utilisation que d’investissement.
Comment la technologie 5G dans l’automatisation réduit-elle les temps d’arrêt des machines, élimine-t-elle les erreurs, améliore-t-elle la traçabilité des matériaux et permet-elle aux employés de se concentrer sur des tâches nécessitant des compétences manuelles complexes ?
Ludger Boeggering
La technologie 5G elle-même a un impact direct limité sur ces paramètres. La clé réside dans sa mise en œuvre dans le cadre d'un système intégré.. 5G permet des environnements de communication sécurisés utilisant le spectre alloué. Les solutions sans fil-s'intègrent également plus facilement et de manière plus flexible dans les environnements industriels.
Par conséquent, la technologie permet une collecte et une analyse plus ciblées des données de processus. Grâce à ces capacités, les entreprises peuvent établir des systèmes de jumeaux numériques et/ou assurer une surveillance fiable des conditions pour mettre en œuvre des mesures préventives à tout moment.
En exploitant efficacement cette technologie, les entreprises peuvent exécuter de manière fiable divers processus et établir des modèles flexibles "en tant que service". Cela minimise les temps d'arrêt au minimum absolu, évite les erreurs de production et garantit une allocation ciblée du personnel et du matériel.
Comment la 5G accélère-t-elle la numérisation et permet-elle des économies d’énergie ?
Ludger Boeggering
La technologie 5G représente une autre pierre angulaire cruciale pour relever les défis de la numérisation. Fondamentalement, cette technologie facilite une automatisation plus rapide et pousse les entreprises vers une plus grande flexibilité. Ses principaux attributs incluent la disponibilité et la fiabilité.
Quels défis et limites peuvent survenir lors du déploiement de la 5G dans l’automatisation industrielle ?
Ludger Boeggering
Je voudrais tout d'abord souligner que les progrès technologiques donnent inévitablement lieu à des défis-spécifiques aux applications. Les atouts et les limites de la 5G sont indissociables. Par exemple, les applications critiques exigeant des temps de réponse de l'ordre de la milliseconde, voire de la microseconde, nécessitent toujours des connexions filaires. Actuellement, personne n’a investi de ressources significatives pour développer des solutions 5G adaptées à de tels scénarios.
Même à l’avenir, les environnements d’automatisation industrielle comporteront des technologies coexistantes. Il n’existe pas de solution universelle.
Si vous souhaitez tout de même bénéficier d'une flexibilité et d'avantages comme une couverture de zone indépendante et sécurisée similaire aux réseaux de campus, vous devez mettre en place l'infrastructure correspondante, ce qui nécessite un investissement initial.
Le premier défi à relever lors de l’adoption de la technologie 5G dans l’automatisation industrielle réside dans la gestion des attentes. D'autres solutions de création d'infrastructures{{2}émergeront à l'avenir, et des déploiements-à petite échelle deviendront également réalisables.
En outre, la même infrastructure doit être utilisée pour autant de scénarios d’application que possible, maximisant ainsi les avantages pour les utilisateurs. La conception de l'infrastructure réseau doit pleinement tenir compte de ces diverses exigences, et les fournisseurs doivent fournir des équipements adaptés.
Un aspect essentiel de la mise en œuvre de la technologie 5G dans les environnements d'automatisation est la traçabilité de bout en bout. Les opérateurs ou intégrateurs adoptant des solutions 5G doivent toujours être capables d'analyser chaque partie de l'infrastructure de communication pour identifier rapidement les pannes et rétablir un fonctionnement normal.
Quelles bandes de fréquences distinctes la technologie 5G utilise-t-elle pour l’automatisation industrielle ? Quels sont les avantages respectifs de ces bandes ?
Ludger Boeggering
Cette question est assez vaste, je vais donc l'aborder du point de vue de l'application. Pour des scénarios tels que la maintenance prédictive ou la surveillance environnementale, l'accent est mis sur une couverture étendue, une densité d'abonnés élevée et une intégration facile avec l'infrastructure existante. Cela implique principalement l'utilisation de bandes traditionnelles des fournisseurs de réseaux publics.
Dans d'autres scénarios, tels que le contrôle de l'automatisation des processus et les applications assistées par la réalité augmentée-, la disponibilité et la fiabilité sont primordiales. Dans ces cas, les avantages des réseaux privés-y compris la sécurité des données-jouent un rôle important. De telles installations peuvent utiliser le spectre de bande moyenne-de 3,xx à 4,xx GHz, où les régulateurs accordent depuis des années des licences pour une utilisation locale à des conditions relativement attractives.