Roulant à plus de 200 milles à l’heure, les voitures de course de Formule 1 construites par le groupe britannique McLaren ont beaucoup plus en commun aujourd’hui avec les mouches des fruits (un favori parmi les chercheurs avec une durée de vie accélérée d’une à deux semaines) qu’avec les guépards (l’animal terrestre le plus rapide) . La société applique les connaissances gagnantes de modèles évolutifs rapides, basés sur les données, au lieu de se fier uniquement à la vitesse du moteur et à l’aérodynamique pour gagner des courses.
Les voitures connectées au cloud sont désormais monnaie courante dans le grand public marché de la voiture connectée qui devrait dépasser 166 milliards de dollars d’ici 2025. Pendant ce temps, le marché des jumeaux numériques devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 50 %, pour atteindre 184,5 milliards de dollars d’ici 2030. Pour des entreprises comme le groupe McLaren, ces deux tendances sont au cœur de la transformation numérique et de la stratégie concurrentielle du conglomérat, sur et hors piste.
Un différenciateur concurrentiel
Comme le basket-ball professionnel, l’agriculture à l’échelle industrielle, la politique nationale et le marchandisage mondial, la course automobile est devenue une science des données. Les conducteurs ont beaucoup moins d’influence sur les innovations de conception des voitures qu’auparavant. L’innovation en matière de conception de voitures de course et la stratégie de course sont désormais dominées par ce que les ingénieurs de McLaren appellent des informations basées sur les conditions dérivées de flux de données en temps réel provenant de centaines de capteurs dans les voitures et de l’utilisation de jumeaux numériques, qui sont des modèles virtuels d’objets, de systèmes ou de processus. ― et les technologies d’intelligence artificielle (IA) et d’apprentissage automatique (ML).
Chaque voiture de Formule 1 McLaren est équipée de 150 à 200 capteurs qui collectent et transmettent des données toutes les 0,001 seconde de la voiture au réseau périphérique et, finalement, aux ingénieurs McLaren à Woking, en Angleterre. Les données des capteurs alimentent une variété de jumeaux numériques qui ont totalement transformé la façon dont McLaren innove et rivalise grâce au prototypage et à la simulation rapides.
Utiliser des données pour générer des simulations
Les données transmises par chaque voiture pendant une course ― ainsi que d’autres informations telles que les températures ambiantes et de piste ― permettent aux ingénieurs de voir comment une voiture, composant par composant, change tout au long d’une course. L’analyse prédictive peut prédire une panne avant qu’elle ne se produise. En plus de surveiller les composants au fil du temps, les capteurs capturent également l’aérodynamique, la pression des pneus, la maniabilité sur différents types de terrain et de nombreuses autres mesures.
Dans l’usine McLaren, les données des capteurs sont transmises aux jumeaux numériques du moteur et aux différents composants ou fonctionnalités de la voiture comme l’aérodynamique à 100 000 points de données par seconde, ce qui représente plus d’un milliard de chiffres en une course de deux heures. Avant, pendant et après chaque course, des jumeaux numériques sont utilisés pour exécuter des centaines de scénarios différents basés sur des changements de conception petits à grands et sur des stratégies de course peaufinées.
Les jumeaux numériques de McLaren sont également utilisés pour exécuter des simulations pour la conception de nouvelles pièces, puis pour tester leurs performances et leur fiabilité avant qu’elles ne soient fabriquées et installées dans les voitures de course. À quelle vitesse les produits changent-ils dans la conception des courses de Formule 1 ? McClaren publie des changements de produit toutes les 20 minutes.
« Si vous avez commencé avec la voiture la plus rapide du groupe lors de la première course de la saison et que vous n’avez fait aucun développement [using digital twins], d’ici la fin de l’année, tout le monde vous dépasserait », a déclaré Jonathan Neale, directeur de l’exploitation du groupe McLaren. « C’est une indication du rythme incessant des changements dans les courses de Formule 1. »
Démarrer avec les jumeaux numériques
La technologie du jumeau numérique est désormais plus accessible et abordable que jamais pour tous les types d’organisations manufacturières grâce aux progrès des réseaux périphériques, du traitement en mémoire, des conteneurs logiciels, des technologies de transport comme la 5G, des analyses avancées et de l’intelligence artificielle. Grâce à l’infrastructure de calcul haute performance (HPC), McLaren peut exécuter des milliers de simulations pour la R&D, la production et la course. Les modèles de jumeaux numériques existants peuvent examiner ce qui se passe en temps réel et l’analyse prédictive peut aider à comprendre les avantages ou les pièges potentiels futurs des conceptions et des stratégies.
Au-delà des fabricants, les jumeaux numériques peuvent être utilisés dans diverses industries et villes intelligentes pour unifier les données de départements auparavant cloisonnés, créant une source de vérité unifiée avec laquelle modéliser, simuler et expérimenter. Des départements aussi divers que les finances, les ventes, le marketing, la conception, la fabrication et les opérations peuvent utiliser des jumeaux numériques pour prévoir la maintenance, améliorer la satisfaction des patients, comprendre l’utilisation des produits, ajuster les prix et bien d’autres informations actionnelles.
Au cours des dernières années, McLaren a travaillé avec Dell Technologies dans le but de tester les limites de la transformation numérique dans les courses de Formule 1 et de combler le fossé entre le monde physique et sa copie virtuelle, le jumeau numérique. Cette collaboration a permis au groupe McLaren d’appliquer avec succès la technologie du jumeau numérique à son activité de conseil en technologie au service de clients dans des secteurs tels que la santé et les transports.
Le jumeau numérique est une approche gagnante pour un nombre croissant d’entreprises. Cela nécessite des capteurs conçus pour collecter des données ou des domaines de fonctionnalité vitaux, tels que la production d’énergie, la température, le bruit et les vibrations. L’ingestion et le traitement des données des capteurs sont ensuite gérés par une plate-forme informatique distribuée et des analyses alimentées par HPC qui s’appuient sur l’IA et le ML pour gérer des ensembles de données volumineux. Bien que complexes, les technologies de jumeau numérique peuvent apporter rapidement des dividendes importants. Les histoires de réussite abondent dans les industries, notamment la fabrication, les services publics, les sciences de la vie, le pétrole et le gaz et les environnements de recherche.
Pour plus d’informations sur les jumeaux numériques, lisez le Étude de cas McLaren Racing et Dell Technologies.
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