De la 5G pour piloter des chariots autonomes chez Whirpool
C'est parce que les interférences perturbaient le guidage par WiFi des véhicules sans conducteur de l'une de ses usines, entraînant l'arrêt des véhicules et impactant la production, que Whirlpool a décidé de déployer de la 5G sur site en partenariat avec AT&T.
La 5G promet des connexions ultra-rapides, une faible latence et une meilleure couverture. Dans le domaine de la fabrication, Whirlpool, qui a été l'un des premiers à adopter la 5G, a lancé le déploiement d'un réseau 5G privé dans l'une de ses usines de l'Ohio pour résoudre un problème majeur concernant le guidage des véhicules sans conducteur circulant à l'intérieur de l'usine. La connexion se fait en WiFi, mais les véhicules s'arrêtent net à cause d'une dégradation du signal lié à la structure de l'usine elle-même. Les véhicules hors signal créent des embouteillages, ralentissent la production et exigent une intervention immédiate avant qu'il soit possible de reprendre la livraison des pièces. « C'est un effet en cascade », a expliqué Douglas Barnes, responsable régional des applications d'infrastructure industrielle IT et OT de Whirlpool en Amérique du Nord. « Cela provoque des retards, non seulement pour la livraison en cours, mais aussi pour tout ce qui arrive derrière ».
L'usine dispose d'une couverture WiFi complète, « mais, quoi que l'on fasse, le sans-fil est en partie inutilisable », a ajouté M. Barnes. Tout simplement parce que la construction du bâtiment n'est pas adaptée au WiFi. « C'est essentiellement lié aux matériaux utilisés pour la construction de ces usines... Il y a du métal partout et des convoyeurs qui passent au plafond », a-t-il encore expliqué. Sans compter les interférences des radiofréquences. « Les vieux équipements génèrent leur propre canal de fréquence radio, et il y a de vieux équipements partout ». Les véhicules ne peuvent pas se déplacer de manière fiable d'un bout à l'autre de l'usine, et « je ne peux rien y faire sauf à transformer toute l'usine », a encore déclaré Douglas Barnes. Enfin, jusqu'à présent. Désormais, Whirlpool travaille avec AT&T et le fabricant de véhicules autonomes Seegrid pour connecter les chariots en 5G, moins sensible aux interférences que le WiFi, qu'il remplacera à terme.
L'apport de la 5G
« Ce n'est pas compliqué de transformer les véhicules », a déclaré Jeff Christensen, vice-président des produits de Seegrid. « Il s'agit simplement de changer le récepteur radio pour récupérer les fréquences 5G au lieu des fréquences WiFi », a-t-il expliqué. « Le véhicule lui-même fonctionnera avec n'importe quel réseau ». Concernant l'opérateur AT&T, il est chargé de fournir le matériel de transmission 5G pour l'usine et de fabriquer les récepteurs 5G qui seront installés sur les véhicules. C'est l'une des raisons pour lesquelles Douglas Barnes a choisi AT&T. Les constructeurs de véhicules autonomes et autres fabricants d'appareils IoT commencent seulement à offrir le support de la 5G. « Nous avons conclu un partenariat avec AT&T pour développer le module 5G, l'objectif étant de convertir entièrement notre flotte de véhicules », a-t-il déclaré.
La première phase du déploiement de la 5G couvrira près de 20 000 mètres carrés au centre de l'usine. AT&T fournira l'infrastructure 5G initiale et en assurera la gestion. Mais la responsabilité de cette gestion sera progressivement transférée à Whirlpool. « Nous prendrons le relais dès que nous maîtrisons tous les aspects opérationnels », a encore déclaré M. Barnes. Après le passage de témoin, AT&T agira comme consultant, en cas de problèmes plus complexes. Aujourd'hui, l'usine compte une centaine de véhicules, dont quelques-uns seulement sont autonomes. Mais, quand la 5G sera installée, M. Barnes prévoit de rendre 80 % des véhicules autonomes. Et si l'usage de la 5G est probant, il envisage aussi d'affecter les véhicules à d'autres fonctions. « Tous nos tests ont prouvé que nous pouvions nous passer de véhicules avec chauffeur », a-t-il déclaré. « Nous pouvons donc envisager de passer à des véhicules entièrement autonomes dans l'ensemble de nos usines, pour la maintenance, la livraison, et pour toutes les opérations en soutien de la fabrication ». Ce dernier pense aussi que « la 5G permettra de faire des économies considérables ».
Connexions 5G WAN
M.Barnes imagine également utiliser la 5G dans d'autres domaines, notamment les applications industrielles, les applications de planifications et les applications de gestion des urgences. « Je ne suis pas en mesure d'initier ces implémentations aujourd'hui, car le WiFi n'est pas fiable. Mais, quand la 5G sera installée, ce sera une autre histoire ». En attendant, pour mettre en réseau les routeurs 5G locaux et d'autres appareils qui ne nécessitent pas de connexion sans-fil, Whirlpool utilise un câblage optique déjà existant. « Si l'on devait câbler toute l'usine, nous aurions du mal à rentabiliser notre investissement... Un seul passage peut coûter entre 25 000 et 50 000 dollars », a expliqué M. Barnes. Une fois le projet d'usine achevé, ce dernier prévoit de déployer la 5G dans les entrepôts de Whirlpool pour assurer la connectivité des véhicules autonomes qui s'y trouvent. « Aujourd'hui, nos entrepôts sont équipés en sans-fil, mais il y a des racks métalliques partout, ce qui génère aussi des problèmes de connectivité », a-t-il déclaré. « Mais la 5G résoudra définitivement ce problème ».
En plus du réseau 5G sur site, Whirlpool voudrait utiliser les services 5G d'AT&T pour ses connexions en dehors des murs de l'usine. Le fabricant envisage d'utiliser le réseau 5G public du fournisseur lorsqu'il sera disponible pour disposer d'une connexion Internet de secours au cas où la connexion principale en fibre optique tomberait en panne. De fait, tous les routeurs 5G que Whirlpool installés peuvent basculer de la fibre au réseau cellulaire public. « On ne choisirait probablement pas cette solution comme connexion primaire parce que cela coûte cher, mais dans un scénario de reprise après sinistre, entre fermer l'usine et poursuivre son activité, le choix est facile à faire », a encore déclaré Douglas Barnes. « Les frais de maintenance pour disposer de l'option de sauvegarde sont minimes, et si nous y avons recours, le coût est basé sur l'usage », a-t-il ajouté. En cas de besoin, il suffira de basculer un interrupteur pour activer la connexion 5G sur les routeurs. « Même si nous ne sommes jamais amenés à utiliser cette solution de secours, c'est une assurance bon marché », a encore justifié M. Barnes. « Et nous essaierons de l'automatiser en cas de panne de notre circuit primaire. Je ne sais pas si ça marchera, mais je vais essayer ».
Une collaboration AT&T/Samsung
De son côté, AT&T bataille dur pour se positionner comme fournisseur privilégié de la 5G. Déjà, l'opérateur s'implique fortement dans des projets pilotes comme celui de Whirlpool, et il a également lancé une zone d'innovation 5G à Austin, Texas, en partenariat avec Samsung. « La zone d'innovation est un espace de recherche où les entreprises peuvent évaluer et mettre en oeuvre des cas d'usage de la 5G pour les environnements industriels », a expliqué Robert Boyanovsky, vice-président de la mobilité d'entreprise chez AT&T Business. Les chercheurs travaillent au développement de cas d'usage de la 5G basés sur l'IoT, notamment des capteurs vidéo, des robots, la réalité augmentée et la réalité virtuelle.
AT&T a également lancé un second projet à Chicago avec l'institut de recherche et de fabrication MxD, concernant une autre série de cas d'usage de la 5G dans l'industrie. « Dans ces cas d'usage, on peut inclure l'IoT industriel (IIoT), la maintenance prédictive, la surveillance à distance des machines, les robots autonomes, la formation en réalité mixte et l'informatique spatiale ou spatial computing ». « Beaucoup d'entreprises industrielles s'intéressent à la 5G », a déclaré M. Boyanovsky. Chez Whirlpool, M. Barnes prévoit d'utiliser la 5G à long terme pour rendre les chaînes de fabrication plus flexibles. Celui-ci voudrait remplacer le câblage en cuivre, présent aujourd'hui dans sa chaîne de montage à convoyeurs, et utiliser la 5G comme véhicule de communication « pour pouvoir configurer et modifier ma chaîne de montage sans avoir à reconstruire toute l'infrastructure matérielle ».
(Illustration crédit Whirpool)
