Digital Twins: Activer les chaînes de valeur de nouvelle génération

Les entreprises numérisent des produits, des processus et des équipements depuis longtemps. Le concept de réplique numérique, ou jumeau, d'un objet physique existe depuis des décennies dans l'ingénierie de produit. Il a aidé les ingénieurs à visualiser leurs conceptions en 3D et à effectuer des tests et des simulations dans un environnement virtuel avant l’acquisition ou la fabrication de tout composant.

Avec l’avancée et la convergence de multiples technologies, le jumeau numérique d’un produit ou d’un actif. est sur le point d'entrer dans une nouvelle ère, en passant de l'ingénierie à la fabrication, à la chaîne d'approvisionnement, à la logistique, aux opérations continues sur le site du client, au déclassement et à la mise au rebut. Cette expansion crée des possibilités sans précédent de gains d’efficacité et de réduction des coûts. Et surtout, il permet la création de modèles commerciaux totalement nouveaux.

Comment le jumelage numérique est-il façonné par les progrès technologiques et la réduction des coûts liés à la technologie?

La diminution du coût des capteurs et l'augmentation des capacités de calcul ont permis la création de trois principales capacités : l'Internet des objets industriel (IIoT), l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique (ML). Ces fonctionnalités rendent possible et abordable la création d’une réplique numérique exacte de quelque chose du monde physique.

Voici comment ce processus fonctionne: Des capteurs rassemblent les données de l’objet physique pour les reconstruire dans l’espace numérique. L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique permettent d'analyser les opérations représentées par le modèle numérique basé sur les données volumineuses générées par le réseau de capteurs IIoT. À terme, des actions sur l'actif, basées sur le résultat de l'analyse, seront mises en œuvre pour contrôler et exploiter l'actif connecté par le réseau IIoT. La construction du modèle, l'analyse, le diagnostic et les commandes envoyées à l'actif sont indépendants de l'endroit où se trouve l'objet ou l'installation réelle.

Les données capturées à partir de l'objet physique par le biais de capteurs sont utilisées pour créer un modèle numérique de cet objet. L'analyse, la surveillance et les simulations peuvent être exécutées dans le modèle numérique. D'après les résultats, le modèle peut envoyer des informations à l'objet physique afin de modifier et d'ajuster ses opérations.

Définition d'un jumeau numérique

Définissons tout d'abord le terme jumeau numérique . C'est un modèle virtuel qui reproduit les fonctions d'une chose physique. Il contient trois composants principaux: la chose physique elle-même (qui réside dans l'espace réel), un modèle numérique dans l'espace virtuel et la connexion de données et d'informations par le biais de capteurs reliant les actifs virtuels et réels.

le modèle conceptuel numérique n'est pas nouveau. Il est directement inspiré des travaux de Michael Grieves et de John Vickers dans le livre «Virtuellement parfait: créer des produits innovants et allégés grâce à la gestion du cycle de vie du produit» (p. 133).

Cependant, avec les technologies émergentes telles que IIoT, Big Data, calcul de pointe, apprentissage automatique et analyse prédictive, le modèle conceptuel numérique peut fournir des informations plus complètes sur les données «en direct» (en temps réel ou quasi réel), permettant aux fabricants et aux exploitants d’actifs d’optimiser, d’optimiser et transformer leurs entreprises.

Quels sont les avantages de gérer un jumelage numérique de vos opérations?

Le jumeau numérique fournit des informations sur les opérations des actifs en temps réel, en temps réel, sans interférer avec les opérations. Pour ce faire, il utilise des données et offre des informations sur la manière d’améliorer son fonctionnement, d’améliorer son efficacité ou de découvrir les risques et problèmes potentiels. Il permet aux entreprises d'agir avant qu'un problème ne devienne critique.

Il aide à former les employés en permettant de tester de nouveaux produits ou procédures avant de le faire dans le monde réel, où le coût de la résolution des problèmes peut faire la différence entre succès et succès.

Il fournit une ingénierie en boucle fermée en appliquant des ajustements de conception au système afin de réduire les risques d’échec et d’augmenter le rendement total des actifs.

Le jumeau numérique pour les entreprises

Le jumeau numérique transforme la collaboration entre fabricants de produits et exploitants d’actifs.

L’infrastructure IIoT constitue la couche de base et sert de plate-forme où toutes les choses (machines, équipements, etc.) sont connectées. Cette plate-forme permet la création du jumeau numérique avec un flux de données en temps réel. Le jumeau numérique est la capacité qui anime de nouveaux processus et modèles commerciaux, tels que la maintenance prédictive, les modèles commerciaux basés sur le paiement aux résultats, l'ingénierie en boucle fermée, la qualité prédictive, le suivi et la traçabilité, la logistique connectée (suivi et acheminement du transport), la fabrication connectée , la gestion des services à distance et de nombreux autres processus et modèles commerciaux, y compris ceux que nous ne pouvons pas encore imaginer. En définitive, cela concrétisera la chaîne d’approvisionnement numérique et les usines intelligentes.

À l’avenir, un réseau de jumeaux numériques synchronisant le monde physique en temps réel avec le monde virtuel accélérera l’innovation et optimisera les opérations tout au long de la chaîne de valeur, de la conception aux opérations, aux services à la clientèle, et la fermeture de la boucle à la conception. Ce faisant, il améliorera les performances, ajoutera des capacités prédictives et, au final, améliorera le processus de prise de décision de manière à être dévoilé par les pionniers.

Pour en savoir plus sur la manière dont une technologie intelligente perturbe l'industrie manufacturière, voir Création de la chaîne d'approvisionnement intelligente .