Les jumeaux numériques sont prêts à révolutionner le secteur des infrastructures

Élaborant sur certains points de mon post précédent sur la création d’écosystèmes d’innovation, voici comment jumeaux numériquesqui servent de pont entre les domaines physique et numérique, s’appuient sur des données historiques et en temps réel, ainsi que sur des modèles d’apprentissage automatique, pour fournir une représentation virtuelle des objets, processus et systèmes physiques.

Keith Bentley du développeur de logiciels Bentley Systems décrit les jumeaux numériques comme la plus grande opportunité de contribution de valeur informatique à l’industrie de l’infrastructure physique depuis l’ordinateur personnel, et ils sont utilisé dans une grande variété d’industriesprêtant aux entreprises des informations sur la maintenance et les moyens de optimiser les chaînes d’approvisionnement de fabrication.

D’ici 2026, le marché mondial des jumeaux numériques devrait atteindre 48,2 milliards de dollars, selon un rapport de MarketsAndMarkets.com, et les industries de l’infrastructure et de l’ingénierie et de la construction architecturales (AEC) font partie intégrante de cette croissance. Tout, depuis les bâtiments, les ponts et les structures de stationnement, jusqu’aux conduites d’eau et d’égouts, aux routes et aux villes entières, est mûr pour récolter la valeur des jumeaux numériques.

Voici un aperçu de la façon dont les jumeaux numériques perturbent le statu quo dans le secteur des infrastructures – et pourquoi les responsables de l’informatique et de l’innovation dans les entreprises d’infrastructure et d’AEC seraient avisés d’en tirer parti.

Refonte du modèle économique

Pendant des décennies dans l’industrie AEC, le travail a été effectué projet par projet à l’aide de logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) et plus récemment de modélisation des informations du bâtiment (BIM) pour créer des livrables 2D et 3D spécifiques. L’industrie s’oriente désormais vers des suites intégrées d’outils et de clouds industriels, qui ouvrent la porte à de nouveaux modèles commerciaux, à des écosystèmes industriels et à des méthodes de travail plus collaboratives.

Au fur et à mesure que l’utilisation des jumeaux numériques progresse, de nouvelles possibilités de revenus de rente s’ouvrent également aux entreprises AEC pour gérer et maintenir des jumeaux numériques infrastructurels pour leurs clients.

Ces nouveaux modèles commerciaux perturbent le secteur des infrastructures et reconfigurent les opportunités à mesure que le secteur s’adapte aux nouvelles méthodes de travail. Les jumeaux numériques feront probablement pour l’espace d’infrastructure ce que divers modèles de plate-forme ont déjà fait pour la musique, les livres, la vente au détail et les services de l’économie des concerts.

En raison du modèle commercial de plate-forme basé sur le cloud, des possibilités s’ouvriront non seulement pour les services d’exploitation et de maintenance autour des modèles de jumeaux numériques de base, mais pour les services numériques à valeur ajoutée enroulés autour de ces jumeaux tels que la visualisation, la collaboration, la sécurité physique et la cybersécurité, les données l’analyse et la maintenance préventive basée sur l’IA.

De plus, les développeurs d’infrastructures peuvent s’associer à des fournisseurs de jumeaux numériques et à l’écosystème environnant de fournisseurs de services pour bénéficier de la vente de l’actif physique ainsi que de la fourniture de services numériques continus via des modèles de jumeaux numériques. Au fil du temps, ces services par abonnement pourraient augmenter considérablement le prix de vente initial. Par exemple, un projet immobilier de 100 000 pieds carrés pourrait rapporter 1 million de dollars de revenus supplémentaires sur cinq ans grâce aux services liés au jumeau numérique, et près de 80 % de la valeur à vie d’un actif est réalisée dans les opérations.

Cas d’utilisation du jumeau numérique et retour sur investissement

La suite complète de cas d’utilisation de jumeaux numériques englobe de nombreux domaines, mais l’un des plus importants consiste à aider l’infrastructure à devenir plus efficace, résiliente et durable. Avec 70 % des émissions de carbone mondiales ayant un lien avec la façon dont l’infrastructure est planifiée, conçue, construite ou exploitée, les jumeaux numériques peuvent aider à la visibilité et aux informations pour prendre des décisions en temps réel. En utilisant notre exemple précédent, si un bâtiment de 100 000 pieds carrés a des coûts de maintenance annuels de 200 000 $, le jumeau numérique peut économiser 25 % et ajouter une valeur supplémentaire de 160 000 $ en termes d’avantages environnementaux, de sécurité et de convivialité comme la réservation de salles de réunion, d’espace l’analyse de l’utilisation et la visibilité des processus.

Un autre cas d’utilisation concerne la sécurité des travailleurs. Les inspecteurs de ponts, par exemple, se suspendent encore souvent à des cordes, mais avec des inspections de ponts par drone, comme celles de Manam qui capturent la photogrammétrie utilisée pour assembler un jumeau numérique 3D, ils peuvent désormais déplacer une grande partie du processus d’inspection au bureau. Cela permet de gagner du temps et de réduire considérablement les risques de blessures. Chaque État des États-Unis ayant souvent des dizaines de milliers de ponts à inspecter, le retour sur investissement des départements des transports des États devient très important. Cependant, les inspecteurs de ponts doivent toujours se rendre sur le terrain avec des outils, mais le modèle 3D fournit une technique supplémentaire pour une inspection visuelle rapide, une analyse détaillée et même des défauts détectés par l’IA.

Et du point de vue de la sécurité, un jumeau numérique pour la Capital One Arena à Washington DC, par exemple, agit comme un terrain d’essai pour les dernières innovations en matière de ensembles de capteurs de bâtiment intelligents pour aider les premiers intervenants à prioriser rapidement les zones de recherche et de sauvetage en cas d’urgence.

Un système d’enregistrement en temps réel

En traitant le cycle de vie complet, de la construction à l’exploitation et à la maintenance, les jumeaux numériques d’infrastructure fournissent un système d’enregistrement et une source unique de vérité pour toutes les parties impliquées. L’ancienne approche BIM était le système d’enregistrement pendant les phases de planification, de conception et de construction d’un projet, mais elle s’arrêtait généralement une fois la livraison effectuée aux opérateurs du bâtiment.

En tant que système d’enregistrement vivant, le jumeau numérique fusionne la représentation visuelle et géométrique de l’actif, du processus ou du système avec les données d’ingénierie, les données informatiques et les données opérationnelles (telles que l’IoT et le SCADA), le tout dans une représentation en temps réel de l’actif physique.

Sans jumeaux numériques, les architectes n’ont souvent aucune visibilité sur le côté opérationnel de leurs conceptions, ce qui pourrait être précieux pour les commentaires et l’amélioration continue afin de modifier et d’affiner les conceptions au fil du temps.

Pour les propriétaires et les exploitants, le jumeau numérique fournit un modèle virtuel à jour qu’ils peuvent consulter à tout moment et de n’importe où. Ils ont également une visibilité sur la performance de ces actifs, y compris les indicateurs passés, présents et futurs.

Pour les systèmes complexes tels que les bâtiments, la visualisation – y compris les rendus, les vidéos et AR/VR/XR – est un élément indispensable pour débloquer clairement les avantages des jumeaux numériques en communiquant des plans et des idées. L’inspection AR, en particulier, aide les gestionnaires de site à signaler immédiatement les erreurs pour gagner du temps et de l’argent. Ils peuvent également scanner les codes QR sur site pour inspecter les données du jumeau numérique associées à tout équipement physique de l’installation, comme les systèmes CVC ou les équipements mécaniques, électriques et de plomberie (MEP). Et en mode VR, ils peuvent effectuer des inspections à distance de toutes les couches de données intégrées au modèle de jumeau numérique via des survols.

« Nous avons constaté une augmentation des jumeaux numériques en direct ces derniers mois », déclare Martin Rapos, PDG du développeur BIM 3D Akular. « En plus de l’intégration principale des données de construction pour briser l’IoT et d’autres silos de systèmes de construction, il existe un besoin accru de visualisation avancée, où les données doivent être géolocalisées et étiquetées avec précision sur des fichiers 2D ou 3D. L’utilisation de la réalité virtuelle, de la MR et des appareils mobiles dans le travail avec le jumeau numérique est également en augmentation, permettant aux constructeurs et aux opérateurs d’actifs d’amener le jumeau numérique du bureau au site, ce que l’industrie essaie de réaliser depuis années. »

Comme indiqué dans mon article précédent, l’intégration d’outils et de capacités de visualisation dans des solutions de jumeau numérique est essentielle à la pile technologique et à l’écosystème global afin que les clients puissent mieux visualiser et collaborer autour de la conception ou des décisions opérationnelles concernant leurs actifs physiques. Par rapport à d’autres industries, l’infrastructure a mis du temps à se transformer numériquement. Mais au cours des deux prochaines années, le passage aux jumeaux numériques va probablement se généraliser tôt et propulser l’industrie vers l’avant, de sorte que les DSI et les cadres travaillant dans l’industrie devraient surveiller ces développements de près et structurer leurs propres stratégies de jumeau numérique pour savoir comment débloquer au mieux leur potentiel.