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Le site d’Alcatel Submarine Networks (ASN) à Calais a ravi le titre de la plus grande usine connectée 5G d’Europe. Les équipes de Free Pro et Free Mobile ont déployé un réseau 5G privé qui, avec 57 points d’accès intérieurs et 2 points d’accès extérieurs, couvre 11 bâtiments pour une surface totale de 50 000 m2.
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Porté depuis deux ans, ce projet baptisé « Industrie 4.0 » vise à améliorer la productivité, la qualité, la traçabilité et la sécurité des opérations de ce fabricant de câbles sous-marins. ASN produit 50 000 km de câbles par an tout en en assurant la pose et la maintenance dans le monde entier.
Filiale de Nokia France, ASN a bien entendu fait appel à Nokia Digital Automation Cloud, la plateforme de connectivité de réseau 5G privé de l’équipementier finlandais. La partie radio du réseau utilise, elle, les fréquences 5G 3,5 GHz de Free Mobile.
Les bénéfices de la 5G privée sont désormais connus. En s’appuyant sur une infrastructure en propre, un industriel devient indépendant du réseau public des opérateurs. Il bénéfice d’une qualité de service garantie en termes de débit et de latence. La sécurisation est aussi accrue. L’accès au réseau 5G d’ASN est restreint aux seules personnes munies d’une carte SIM spécifique et toutes les données restent en interne.
La digitalisation des procédures de fabrication
Fort de ses atouts, ASN a déjà dégagé cinq grands cas d’usage. Le premier est lié à la digitalisation des procédures de fabrication. La conception d’un câble sous-marin à fibre optique se fait en six étapes parmi lesquelles on trouve la coloration, l’isolation ou l’assemblage.
Jusqu’à présent, ces procédures étaient réalisées manuellement, sur papier. Aujourd’hui équipés de terminaux mobiles, les opérateurs peuvent mettre à jour en temps réel les cahiers de production. Ces informations alimentent ensuite les différents systèmes d’information de l’entreprise : le PLM, l’ERP et les outils d’exécution.
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La suppression des tâches manuelles de consultation et de création de documents réduit drastiquement le risque d’erreur et assure une meilleure traçabilité de l’information. S’agissant de données particulièrement sensibles, la 5G privée offre, par ailleurs, un niveau de sécurité d’accès et de transmission inégalé. L’authentification repose sur la carte SIM unique et encryptée et l’identifiant du point d’accès réseau ou APN (Access Point Name).
La mesure de remplissage des cuves de stockage
Une fois fabriqués, les câbles sont stockés dans de grandes cuves en attendant leur assemblage, avec l’ajout de répéteurs et autres systèmes de jonction, puis leur chargement sur un navire pour être déployés en mer. L’usine de Calais compte 130 de ces cuves.
Là encore, les déclarations de taux de remplissage des cuves étaient entrées manuellement par les opérateurs dans le système d’information (SI), avec le risque d’erreur de saisie et d’incertitude inhérent à ce type d’opération. Il s’agit pourtant de données critiques pour le site de calais, la disponibilité d’espace de cuve conditionnant la production des câbles.
Au-dessus de chaque cuve, le fabricant a installé un laser qui mesure avec une très grande précision, à 1 mm près, le taux de remplissage des cuves. Les informations sont transmises en temps réel, via une application web, aux opérateurs et intégrées au SI.
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Ces données sont ensuite consolidées dans un tableau de bord qui recense les informations des différentes lignes de production de l’usine. Leur collecte et leur traitement doivent permettre une meilleure anticipation de la gestion de la production. A terme, ces données seront également utilisées à des fins prédictives. La densité et la fiabilité du réseau de 5G privé permet de relier les 130 cuves situées sur un large périmètre, mais aussi de couvrir les équipements IoT (capteurs connectés).
La maintenance à distance
La 5G privée a également changé l’approche de la maintenance. Chaque atelier de production est équipé de machines-outils, dont la maintenance s’effectuait jusqu’à présent de manière traditionnelle. En cas d’incident, l’équipe dédiée intervenait sur site pour établir le diagnostic puis intervenir. Le délai incompressible de ces interventions avait un fort impact sur la productivité.
La connectivité 5G a permis de déployer une solution de télémaintenance. Chaussé de lunettes connectées, l’opérateur interagit avec un expert situé à distance, tout en gardant les mains libres. Ce dernier le guide en temps réel pendant toute la durée de l’intervention.
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La maintenance à distance présente plusieurs atouts. Elle optimise la disponibilité des machines-outils, la réparation et la remise en production pouvant s’effectuer dès que l’incident est constaté. Par ailleurs, elle réduit les déplacements, et donc l’empreinte carbone, des équipes support. ASN s’attelle actuellement à référencer, pour chaque type de machine, le fournisseur le plus adapté pour assurer le support à distance.
Les besoins de maintenance à distance s’appliquent potentiellement à tous les produits et machines d’ASN, y compris ceux situés en zone portuaire, voire sur les bateaux à quai. Cela suppose de disposer d’une couverture indoor/outdoor fiable assurant la transmission de données à très haut débit.
L’analyse des incidents de production
Les incidents sur les lignes de production ont un impact direct sur la productivité. Ils entraînent pour chacun d’eux une interruption de service de 8 heures minimum, le temps de restabiliser la ligne et de relancer la production. S’ils surviennent lors de la phase de montée en puissance du laser de soudure, l’origine de certains incidents reste inexpliquée. Par ailleurs, les machines concernées ne sont connectées ni à internet ni au SI d’ASN.
Dans le cadre du projet Industrie 4.0, une caméra connectée reliée à un système de vision par ordinateur (computer vision) a été positionnée sur la ligne de production. Elle permettra de collecter les données pendant la phase de montée en puissance du laser afin de comprendre l’origine des dysfonctionnements. A l’avenir, ce dispositif reconnaîtra automatiquement les configurations propices à générer des pannes et déclenchera préventivement des contrôles qualité en amont.
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L’optimisation de la consommation énergétique
En multipliant les capteurs connectés dans les différents bâtiments du site, l’ASN prévoit de mesurer en continu la consommation d’électricité ou d’eau puis de consolider ces données dans un dashboard. Disposant d’une vue globale de sa consommation énergétique, l’industriel pourra prendre les mesures d’économies ad hoc.
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