L'informatique de périphérie 5G : Comment elle prépare le terrain pour l'industrie 4.0

Vitaly Kurduban Vitaly Kurduban, chef de produit principal, Digi International
Le 27 octobre 2023

L'internet des objets (IoT) a révolutionné le secteur de la fabrication et de la production. Grâce à l IoT technologie industrielleAvec la 5G, les usines bénéficient d'une efficacité accrue, d'une plus grande précision et de performances optimisées, tout en améliorant la sécurité. L'informatique en périphérie de la 5G crée des opportunités pour la prochaine évolution de la technologie de l'information et de la communication (TIC). industriel IoT, functionally setting the stage for industry 4.0.

Si de nombreuses personnes savent que la 5G et l'informatique de pointe sont des technologies distinctes, toutes ne comprennent pas comment elles s'imbriquent l'une dans l'autre. De même, certains négligent les avantages potentiels de l'exploitation conjointe de l'edge computing et de la 5G, notamment l'avantage que l'edge computing de la 5G procure aux utilisateurs précoces.

L'informatique de périphérie 5G offre des performances de réseau supérieures pour l'industrie IoT et l'automatisation industrielle, avec un débit amélioré et une latence considérablement réduite par rapport à son prédécesseur 4G LTE. En outre, elle permet aux fabricants de bénéficier d'une sécurité accrue au sein des réseaux privés, tout en offrant une virtualisation de la périphérie qui remodèle fonctionnellement IoT.

Qu'est-ce que l'Edge Computing 5G ?

L'informatique de périphérie 5G est à l'intersection de deux technologies : La technologie de réseau 5G et l'informatique de pointe. Elle associe la technologie des réseaux à grande vitesse à la puissance de calcul décentralisée pour améliorer l'efficacité opérationnelle et procéder à des ajustements fondés sur des données en temps réel ou presque.

Concept d'informatique périphérique 5G

Les réseaux 5G représentent une évolution de la connectivité sans fil, offrant des améliorations significatives par rapport aux capacités de leurs prédécesseurs. Globalement, la 5G offre trois avantages principaux :

  • Transmission de données accélérée, atteignant jusqu'à plusieurs gigabits/s et surpassant jusqu'à 10 fois le 4G LTE
  • Réduction de la latence, potentiellement jusqu'à des millisecondes à un chiffre
  • Capacité accrue grâce à une bande passante plus large, permettant de prendre en charge simultanément un plus grand nombre d'appareils IoT

L'informatique en périphérie implique le traitement des données à la "périphérie" d'un réseau. Avec les approches traditionnelles, les données sont transférées vers un site central pour effectuer des calculs et générer une commande, qui doit ensuite être renvoyée vers l'appareil d'origine. Cela crée un niveau de latence inné.

Avec l'informatique en périphérie, les calculs sont effectués au niveau de l'appareil. Les données ne sont pas envoyées vers un site central pour y être traitées, mais se produisent à la périphérie de la pile technologique IoT , ce qui accélère l'émission des commandes et élimine les temps de latence inutiles. D'un point de vue fonctionnel, l'informatique périphérique permet de gagner du temps et, comme les données ne sont pas transmises à un site central, la bande passante disponible n'est pas mise à rude épreuve.

Combinées, la 5G et l'edge computing permettent de soutenir plus efficacement des applications très exigeantes, notamment la robotique industrielle, l'automatisation et l'intelligence artificielle (IA) dans le secteur manufacturier. 

5 façons dont l'informatique de pointe 5G prépare le terrain pour l'industrie 4.0

Automatisation de la fabrication

L'industrie 4.0 repose sur un concept fondamental : l'interconnectivité des appareils. La connectivité industrielle diffère de son homologue bureautique, exigeant une fiabilité exceptionnelle et des solutions robustes qui résistent aux conditions imprévisibles - voire dangereuses - courantes dans les installations. La réduction des temps de latence est tout aussi essentielle, car les retards de transmission des données peuvent désoptimiser la production.

L'informatique de périphérie 5G relève - voire élimine - de nombreux défis qui entravent l'industrie 4.0, préparant ainsi le terrain pour la prochaine évolution des installations de fabrication intelligentes. Voici cinq façons dont l'informatique de pointe et la 5G combinées ouvrent la voie à l'industrie 4.0.

1. Réduire le temps de latence pour la communication en temps réel

Usine de fabrication avec un travailleur sur une tabletteAvec la communication périphérique 5G, les entreprises industrielles créent un système collaboratif, réduisant la latence en renonçant à un point central pour le traitement en faveur de calculs au niveau de l'appareil et d'une communication directe entre les appareils. En outre, le réseau qui en résulte crée une couche de calcul en périphérie à accès multiple, créant une capacité de calcul qui imite les solutions en nuage sans les délais de transmission associés à l'informatique en nuage proprement dite.

La 5G offre également une plus grande vitesse que les itérations précédentes de la technologie sans fil. Une latence inférieure à 5 millisecondes est possible, ce qui est bien inférieur aux 60 à plus de 100 millisecondes généralement obtenues avec la 4G. Les vitesses maximales peuvent atteindre 20 gigabits/s.

La plupart des gains de performance sont liés à l'utilisation d'ondes millimétriques. Les signaux de la 5G se situent principalement entre 30 et 300 GHz, ce qui représente une bande de fréquences plus élevée que les itérations précédentes du réseau, améliorant ainsi la capacité de transport des données. Le résultat est un système qui prend en charge les communications en temps quasi réel ou en temps réel.

2. Améliorer la fiabilité et la durabilité

L'informatique de pointe dans les opérations industrielles à distanceAvec la technologie 5G IoT, le déploiement de nœuds de réseau denses - potentiellement jusqu'à un nœud tous les 50m2 - améliore la fiabilité et intègre intrinsèquement la redondance. Il s'agit essentiellement d'un réseau maillé qui offre une option de basculement. La conception permet aux appareils IoT et aux autres équipements connectés de se déplacer vers d'autres nœuds proches en cas de défaillance d'un seul d'entre eux.

Les solutions industrielles de connectivité 5G améliorent encore la fiabilité en offrant une meilleure durabilité. Les conceptions sont robustes, ce qui garantit qu'elles peuvent fonctionner dans des environnements difficiles. Par exemple, les routeurs industriels résistent à la poussière, à l'humidité et aux températures extrêmes, ce qui les rend viables dans les installations de production et à l'extérieur.

3. Renforcer la sécurité grâce aux réseaux privés

IoT concept de sécuritéAlors que l'informatique dématérialisée a transformé de nombreux secteurs, les usines de fabrication et de production ont été lentes à adopter ces solutions. La raison principale réside dans les problèmes de sécurité - notamment l'utilisation d'environnements informatiques partagés et de réseaux sans fil largement accessibles - bien que les doutes concernant la fiabilité jouent également un rôle.

Avec la 5G, la mise en œuvre de réseaux privés est une voie viable. Les installations industrielles peuvent se séparer fonctionnellement des réseaux mobiles tout en atteignant des vitesses similaires à celles des solutions câblées. Ces solutions permettent également d'obtenir des capacités informatiques semblables à celles offertes par les nuages publics, tout en garantissant que les données sensibles restent en interne.

4. Simplifier la mise en œuvre en adaptant les infrastructures existantes

Surveillance à distance de l'infrastructure IoTDe nombreuses évolutions technologiques nécessitent une mise à jour complète de l'infrastructure pour en tirer pleinement parti. Toutefois, avec l'edge computing 5G, la mise à niveau est possible. Les entreprises peuvent utiliser leur équipement et leur infrastructure existants et y intégrer l'intelligence de pointe.

En effet, l'informatique de pointe et la connectivité 5G permettent aux entreprises industrielles de répondre à des besoins en constante évolution. L'intégration de la surveillance à distance, l'ajout de capteurs, l'expansion des réseaux et la mise en œuvre de contrôles en boucle fermée n'exigent pas que les installations de fabrication ou de production réorganisent leur pile technologique de fond en comble. En outre, les entreprises industrielles peuvent incorporer une connectivité ciblée dans le mélange, augmentant fonctionnellement les solutions existantes sans avoir à reconstruire complètement le réseau.

5. Optimiser les opérations grâce à une collaboration accrue en matière de dispositifs

Concept de communication de machine à machineL'automatisation est un élément essentiel du paysage plus large de la fabrication intelligente, et l'informatique périphérique 5G fait passer le concept au niveau supérieur. Grâce à des dispositifs offrant des capacités de calcul et à des réseaux à grande vitesse prenant en charge la communication en temps quasi réel ou en temps réel, les dispositifs IoT peuvent travailler en collaboration.

Les données peuvent être transmises entre les appareils et les équipements en périphérie sans passer par un point de traitement central, ce qui limite considérablement ou élimine les retards potentiels. Les appareils peuvent ensuite évaluer les données reçues pour identifier les goulets d'étranglement, analyser la consommation d'énergie ou détecter d'autres problèmes justifiant un ajustement de la production.

Sur le plan fonctionnel, ce degré de collaboration permet aux appareils de déterminer la vitesse et la fréquence auxquelles des opérations spécifiques doivent être effectuées. À son tour, le système génère un flux de travail optimisé en temps réel sur la base des conditions actuelles de l'installation, le tout sans intervention directe du personnel. De même, la nature collaborative de ces systèmes favorise une allocation intelligente des ressources, garantissant que l'énergie, les matériaux et les autres ressources sont dirigés vers les zones qui en ont le plus besoin.

Questions fréquemment posées

Concept de connectivité rapide dans une installation industrielle

Pourquoi la 5G est-elle bonne pour l'informatique en périphérie ?

La 5G renforce les capacités existantes de l'informatique en périphérie. La vitesse supplémentaire du réseau accélère la communication entre les appareils, créant un environnement collaboratif qui peut tirer efficacement parti de l'automatisation tout en incorporant l'optimisation du flux de travail en temps réel. Collectivement, cela améliore considérablement les performances. De plus, cela rend l'intégration de technologies à forte demande - y compris l'IA et l'apprentissage automatique - plus viable, en prenant en charge de meilleurs temps de réponse des applications et en accélérant la collecte et le traitement des données.

Quel sera l'impact de la 5G sur l'Edge Computing ?

La vitesse des réseaux 5G permet une communication en temps réel ou presque, ce qui permet aux appareils connectés au réseau de communiquer plus rapidement, créant ainsi un environnement collaboratif qui rationalise les solutions d'automatisation. Les décisions relatives au flux de travail en temps réel peuvent être prises en fonction des conditions actuelles de l'installation, ce qui accroît l'agilité opérationnelle et élimine les problèmes courants, tels que les goulets d'étranglement, grâce à l'allocation intelligente des ressources et à l'optimisation de la synchronisation des tâches ou des fonctions. 

Quelle est l'opportunité de valeur de l'Edge Computing 5G ?

Grâce à l'informatique périphérique 5G, les entreprises peuvent optimiser leurs opérations et leurs flux de travail en décentralisant le traitement des données. Les calculs peuvent être effectués au niveau de l'appareil, ce qui réduit les contraintes sur les réseaux et les autres appareils informatiques, tels que les serveurs. En outre, les ajustements de production en temps réel sont possibles grâce à l'informatique de pointe 5G et aux appareils IoT , ce qui garantit des flux de travail optimisés pour une plus grande efficacité globale.

Quelle est la différence entre l'Edge Computing et le Cloud Computing ?

L'informatique en périphérie intègre la puissance de calcul au niveau des appareils, ce qui permet à divers appareils IoT ou à d'autres technologies connectées d'analyser les données localement sans dépendre d'un serveur central ou d'une solution de traitement des données similaire. L'informatique en nuage utilise des serveurs centralisés - généralement détenus et pris en charge par un fournisseur tiers - qui sont hébergés hors site. Les calculs nécessitent l'envoi de données au serveur en nuage, généralement via Internet, et l'attente d'une réponse en retour.

Solutions Digi pour l'Edge Computing 5G

Digi IoT, solution 5G et edge computing

L'exploitation de la puissance de l'informatique de périphérie 5G permet aux fabricants et aux installations de production de réussir leur transition vers l'industrie 4.0, ouvrant la voie à une efficacité et une optimisation accrues. Votre voyage vers la prochaine évolution des opérations industrielles peut commencer dès aujourd'hui. Digi propose une gamme de solutions de connectivité cellulaire IoT , notamment Digi IX40 - une solution de routeur IIoT 5G edge computing spécialement conçue pour permettre le traitement, l'analyse et l'intégration rapides des données des actifs industriels pour les applications de l'industrie 4.0. Digi IX40 offre une connectivité 5G essentielle et une intelligence de périphérie pour prendre en charge diverses applications dans les environnements les plus exigeants.

Pour ceux qui souhaitent améliorer leurs capacités informatiques et se préparer à l'industrie 4.0, mais qui ont besoin de conseils et de soutien supplémentaires, Digi Professional Services peut les aider.

Digi est prêt à vous assister dans tous les aspects de votre plan 5G Edge Computing, afin que vous puissiez exploiter efficacement la puissance des solutions de pointe pour optimiser les opérations tout en renforçant la sécurité et la connectivité. Contactez-nous pour découvrir comment Digi peut vous aider à atteindre vos objectifs en matière de 5G et d'Edge Computing.

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