Automatisation et synchronisation de précision 5G : vers un changement radical

Qu’est-ce qui vous vient à l’esprit lorsque vous entendez le mot automatisation ?

Certains d’entre vous imaginent peut-être immédiatement une rangée de robots le long d’une chaîne de montage pour la construction d’une voiture. D’autres peuvent penser à un véhicule à conduite autonome ou même à une série de transactions électroniques qui ont lieu dans une institution financière lorsque vous insérez votre carte dans un distributeur automatique.

Automatisation et synchronisation de précision 5G  vers un changement radical

Réseaux 5G et automatisation des systèmes

Aujourd’hui, l’automatisation est omniprésente. Nous vivons dans un monde où les processus les plus élémentaires font appel à moins d’intervention humaine que jamais.

L’automatisation couvrant pratiquement tous les secteurs industriels connus, nous constatons l’impact de la prise de décision et de l’action des machines dans des domaines aussi divers que le divertissement, les transports, la fabrication, la sécurité publique, l’agriculture, l’exploration des ressources naturelles et bien d’autres encore.

Au cours des premières années de déploiement des réseaux 5G, l’accent a été mis sur la manière dont les réseaux 5G allaient fonctionner pour les consommateurs.

Les nouvelles exigences en matière de connectivité pour les cas d’utilisation en entreprise et dans l’industrie peuvent toutefois être très différentes de celles des cas d’utilisation pour les consommateurs. La vitesse et le débit des données peuvent servir de repères principaux pour les cas d’utilisation grand public tels que la navigation sur Internet et le streaming vidéo. Mais les exigences des entreprises et des secteurs industriels peuvent aller bien au-delà de ces simples types de connexions ; et bien plus loin dans des niveaux plus profonds d’automatisation des processus commerciaux. Heureusement, la 5G a été conçue pour ces nouveaux niveaux de précision.

Systèmes automatisés et précision

Dans de nombreux cas, les systèmes automatisés nécessitent une synchronisation extrêmement précise pour garantir un fonctionnement constant.

Pensez au mouvement fin de la caméra nécessaire à la capture d’une séquence d’action à gros budget remplie d’explosions et de poursuites en voiture. Ou, pensez aux mécanismes de verrouillage automatisés dans la prison ; ou encore aux techniques de forage de précision utilisées par les plateformes modernes dans l’industrie pétrolière et gazière.

L’automatisation des taches rendu possible par la 5G

Dans le monde des réseaux pré-5G, il était difficile de fournir des données d’une manière qui réponde à certaines de ces nouvelles exigences. Cependant, la 5G a été conçue pour répondre à une vision de la transformation numérique de diverses entreprises et industries.

En général, la 5G a été normalisée pour fournir jusqu’à 10 gigabits par seconde de données à des vitesses théoriques maximales, avec une latence de réseau aussi faible que 1 milliseconde (msec), à un million de dispositifs par kilomètre carré ; avec une fiabilité de cinq neuf (99,999 %).

Cependant, les systèmes de chronométrage de précision basés sur la 5G pourraient repousser encore plus loin les limites de ces spécifications générales.

Par rapport à la précision par satellite qui constitue la base de tant de systèmes de chronométrage, les réseaux 5G offrent une capacité unique : fournir une couverture intérieure avec une précision au niveau de la microseconde et une livraison de chronométrage sans fil.

Exemple de l’automatisation informatique dans les banques

Par exemple, dans le secteur bancaire commercial, les échanges d’actifs et les transactions à haute fréquence exigent généralement une précision de synchronisation de 1 usec à 1 msec ; en fonction des normes réglementaires et d’autres facteurs établis par les autorités de régulation.

Il s’agit souvent de cas d’utilisation extrêmement difficiles pour certaines solutions de chronométrage de précision comme les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) ; car il s’agit généralement de déploiements en intérieur. Les réseaux 5G pourraient être fournis avec plus de succès à l’intérieur en utilisant des technologies de petites cellules.

Exemple de l’automatisation industrielle de l’énergie

Un autre exemple serait les applications de réseau électrique avec plusieurs générateurs qui doivent être synchronisés en phase les uns avec les autres. Cela nécessite une synchronisation très précise au niveau de chaque sous-station. Alors que ces systèmes extérieurs utilisent généralement le Géolocalisation et Navigation par un Système de Satellites (GNSS), les réseaux 5G pourraient être en mesure de fournir une solution de secours solide ; améliorant ainsi la résilience du réseau électrique.

Toutes les machines qui s’imbriquent les unes dans les autres et l’approvisionnement en données doivent être très rapides, synchronisées et livrées avec un degré de fiabilité extrêmement élevé. Dans certains cas, l’exigence de précision pour de tels systèmes peut approcher la microseconde ou plus.

La 5G et chronométrage de précision pour l’industrie

Un énorme domaine pour le chronométrage de précision implique l’industrie. Les usines modernes exploitent de nombreux types de machines qui doivent fonctionner en parfaite coordination avec le reste du système de l’usine

Aussi, les réseaux modernes doivent prendre en compte une foule de machines et de systèmes hérités pour permettre l’interopérabilité. Historiquement, les systèmes de chronométrage de précision se sont appuyés sur le GNSS et d’autres systèmes pour fournir la précision de chronométrage requise. Mais différents protocoles et sources de chronométrage ont été développés avec des degrés de précision variables.

En outre, les différents niveaux de précision de la synchronisation auront également un impact sur le nombre de dispositifs utilisateurs qui peuvent être synchronisés avec succès dans le système. Un niveau de précision de synchronisation de l’horloge propre à l’utilisateur dictera non seulement le nombre de dispositifs synchronisés ; ainsi que la zone de service et le type de scénario dans lequel le chronométrage de précision peut être utilisé.

L’automatisation va enfin prendre son envole

Avec toutes ces complexités, les réseaux 5G sont maintenant améliorés pour pouvoir répondre à de nombreux nouveaux cas d’utilisation verticaux et industriels critiques.

Dès la version 16 du projet de partenariat de troisième génération (3GPP), puis dans la version 17, des technologies de communication ultra-fiable à faible temps de latence (URLLC) et des normes de réseau sensible au temps (TSN) ont été créées pour répondre spécifiquement aux besoins de ces cas d’utilisation industriels verticaux.

La recherche de solutions industrielles et automatisées est en plein essor, car la norme IEEE 802.1 TSN (Time-Sensitive Networking) de l’Institute of Electrical and Electronics Engineers offre une technologie de réseau convergent potentielle pour les usines afin de permettre une communication déterministe et à faible latence dans les applications industrielles sensibles aux délais.

En raison de sa capacité à fournir un accès flexible aux données sans fil et une connectivité complète pour une usine intelligente, la norme IEEE 802.1 TSN semble être un complément intéressant au protocole de temps de précision (PTP) ou à ses variantes ; comme la norme IEEE 802.1AS, qui nécessite une connectivité Ethernet câblée.

Des tests permettront d’aller encore plus loin

Dans l’ensemble, nous commençons tout juste à exploiter les capacités que les réseaux 5G ont à offrir en matière de chronométrage de précision et de Timing as a Service (TaaS).

Dans les années à venir, au fur et à mesure que les exigences commerciales se préciseront et que les systèmes de chronométrage basés sur la 5G seront intégrés aux processus, nous pourrions voir de nombreuses nouvelles portes s’ouvrir grâce à l’automatisation. Nous ne sommes qu’à l’aube de grandes choses. Voyons ce que l’avenir nous réserve.

FAQ autour du thème de l’automatisation

Qu’est-ce que l’automatisation d’un processus ? Définition !

L’automatisation des processus rationalise un système en supprimant les interventions humaines, ce qui permet de réduire les erreurs, d’augmenter la vitesse de livraison, d’améliorer la qualité, de minimiser les coûts et de simplifier le processus commercial. Elle intègre des outils logiciels, des personnes et des processus pour créer un flux de travail entièrement automatisé.

Quel est le but de l’automatisation ?

En termes simples, utiliser l’automatisation dans les applications industrielles signifie économiser de l’argent et augmenter la fiabilité de la production. L’automatisation prend en charge les tâches facilement sujettes à l’erreur. Celles que l’homme peut difficilement effectuer sans se blesser, et celles qu’il ne souhaite pas nécessairement effectuer.

Quelles sont les grandes étapes de l’automatisation ?

Chaque entreprise est différente, mais les cinq étapes de base de l’automatisation restent les mêmes.

  • Identifiez les tâches et les processus qui peuvent être automatisés car toutes les tâches ne peuvent pas être automatisées.
  • Définissez vos objectifs organisationnels.
  • Choisissez les bons outils et logiciels d’automatisation.
  • Mettez en place une gestion du changement.
  • Mesurez et contrôlez les effets de l’automatisation.

Automation ou automatisation ?

Automatiser signifie simplement automatiser, rendre ou devenir automatique. C’est un terme connexe de l’automatisation. Alors que l’automatisation consiste à donner des commandes à un système plus automatisé, comme des ordinateurs ou des commandes électroniques, le terme automatiser est beaucoup moins fréquemment utilisé que automate ou automatisation.

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