5G et jumeau numérique : la ligne de production du futur

Quand un problème technique survient sur une ligne de production dans une usine, un opérateur doit généralement se rendre sur place pour effectuer un contrôle ou une maintenance. Ce n’est pas toujours simple. Dans le secteur pharmaceutique, par exemple, la zone doit ensuite être à nouveau stérilisée, ce qui immobilise souvent la ligne de production pendant plusieurs heures.

Jumeau numérique

Ne serait-il pas beaucoup plus pratique de surveiller, contrôler et entretenir la ligne de production à distance ? C’est exactement ce que permet un jumeau numérique (digital twin). La copie numérisée de l’appareil se comporte virtuellement de la même manière que l’original dans le monde réel. De quoi surveiller et contrôler les machines sans qu’une personne soit présente dans la même pièce.

Le centre de compétences Technifutur de Liège dispose, pour ses formations, d’un démonstrateur Industrie 4.0 qui intègre un jumeau numérique. Quentin Ledent, ingénieur responsable de l’Industrie 4.0 chez Technifutur : "Ce démonstrateur est une mini-usine qui rassemble toutes les technologies et méthodologies de l’Industrie 4.0. Nous avions besoin d’une couverture 5G SA pour y intégrer un jumeau numérique."

La 5G au service de l’efficacité et de la flexibilité

Orange a installé l’infrastructure 5G nécessaire sur le site de Technifutur. Geert Vanderveken, Customer Solution Architect chez Orange Belgium, explique la configuration : "Une antenne MIMO est installée sur le toit de Technifutur. Elle réceptionne deux flux 5G différents de la macrostation. Ce signal est amplifié par un répéteur 5G situé à l’intérieur du bâtiment et distribué sur deux antennes MIMO différentes installées dans deux salles distinctes au sein de Technifutur." L’entreprise B2C Engineering a intégré les modems 5G de Siemens dans la ligne de production sur le réseau local de Technifutur.

Les lignes de production doivent être flexibles et efficaces, car les défis seront nombreux et les besoins évolueront rapidement à l’avenir. C’est précisément dans ces domaines que la 5G offre une solution performante, explique Quentin Ledent : "La 5G associe des vitesses élevées, une faible latence (le temps nécessaire pour envoyer des données d’un point à un autre) et une sécurité renforcée." Orange Belgium a déjà déployé avec fruit de multiples projets 5G de cette manière.

Le découpage 5G est un outil clé pour obtenir ces avantages. "Le découpage permet de créer une connexion sécurisée de bout en bout entre deux appareils utilisateurs", explique Geert Vanderveken. Les appareils de la ligne de production disposent ainsi d’une autoroute privée sur le réseau 5G, séparée du reste du réseau, et assortie d’une bande passante et d’une latence garanties.

Simulations et modifications flexibles

Un deuxième objectif de ce projet consiste à pouvoir simuler entièrement les modifications de la ligne de production de Technifutur avec le jumeau numérique. Les lignes de production doivent, en effet, gagner en flexibilité. Le matériel nécessaire à cet effet coûte souvent très cher. Grâce au jumeau numérique, Technifutur peut vérifier si les modifications auront l’impact souhaité avant de consentir l’investissement.

La technologie fonctionne sans fil. L’infrastructure OT se connecte directement à la 5G sans nécessiter de câblage. C’est un autre avantage majeur quand il faut apporter des modifications. Si une couverture 5G est déjà disponible, il n’est pas nécessaire de poser de nouveaux câbles. Orange Belgium soutient ainsi les efforts déployés par Technifutur pour créer l’usine de demain.