Jumeau numérique

L’ingéniosité humaine a toujours été orientée vers le progrès. Bien qu’il y ait eu des périodes avec peu de progrès, la tendance générale confirme cette tendance, surtout au cours des deux derniers siècles. Le XXIe siècle a connu son lot d’avancées tels que l’IA, la blockchain et l’internet des objets.

Parmi ces avancées, l’Internet des objets est celui qui a le plus grand impact sur l’industrie manufacturière. Il y a 10 milliards de dispositifs IoT actifs en 2021 et ce nombre devrait plus que doubler d’ici 2025.

La technologie des jumeaux numériques est à la pointe de l’innovation en matière d’IdO. C’est un aspect de l’internet des objets qui apporte de grands avantages à la chaîne de valeur de la fabrication. Tout au long de cet article, nous allons explorer le concept de jumeau numérique et parler de la façon dont il peut avoir un impact positif sur vos processus de fabrication et votre production en général.

Comment fonctionne un jumeau numérique ?

Un analogue familier du jumeau numérique est la conception assistée par ordinateur (CAO). Mais bien que la CAO soit un précurseur du jumeau numérique, ils sont très différents. Un jumeau numérique offre bien plus qu’une CAO.

Par exemple, la CAO est une conception préliminaire de machines/équipements réels avant qu’ils ne soient produits. Avec un modèle numérique, vous créez une représentation de la machine que vous voulez produire. Une fois la CAO terminée, vous pouvez fabriquer la machine en fonction de la conception.

Une CAO ne doit même pas être tridimensionnelle. Un dessin en deux dimensions conviendrait également.

Un jumeau numérique est plus fonctionnel que cela. Avec les jumeaux numériques, vous utilisez des capteurs pour cartographier les machines physiques, puis les représenter numériquement. Il s’agit essentiellement d’une représentation numérique d’équipements réels, de processus et même d’une chaîne de production entière.

Mais ce n’est pas tout. Les jumeaux numériques sont interopérables entre les mondes numérique et physique. Cela signifie que vous pouvez modifier le jumeau numérique, ce qui se refléterait dans le monde physique.

Inversement, vous pouvez apporter des modifications à la machine physique qui affectent le jumeau numérique. Cela crée essentiellement une boucle de rétroaction positive entre le jumeau numérique et la machine/le processus physique en question.

Le jumeau numérique et l’ombre numérique

Si vous avez déjà entendu parler des jumeaux numériques, vous avez probablement aussi rencontré le terme “ombre numérique”. Bien que les deux termes soient similaires, ils sont très différents. L’ombre numérique est le contraire de la CAO. Alors que la CAO est utilisée pour transférer des modèles du monde numérique au monde physique, une ombre numérique est utilisée pour transférer des modèles du monde physique au monde numérique.

En revanche, un jumeau numérique est bidirectionnel, ce qui signifie qu’il passe du monde physique au monde numérique et vice versa.

En substance, on peut dire que la technologie jumelle numérique est une combinaison de la CAO et de la technologie de l’ombre numérique, avec quelques avantages supplémentaires tels que la synchronisation en temps réel.

Comment fonctionne un jumeau numérique ?

Comment se fait exactement la mise en place et le fonctionnement d’un jumeau numérique ? Cet objectif peut être atteint en combinant les points suivants :

• Capteurs : Les capteurs sont la pierre angulaire de la technologie des jumeaux numériques. Les capteurs vous permettent de capturer des signaux, des données opérationnelles et environnementales du monde réel et de les transférer dans le monde numérique.
• Données : Les capteurs ne sont que des objets physiques qui ne suffisent pas à faire fonctionner la technologie des jumeaux numériques. Lorsque les capteurs fonctionnent, ils produisent des données qui sont combinées avec d’autres données de l’entreprise. Ces données comprennent la nomenclature, les systèmes d’entreprise, les spécifications de conception, les dessins techniques et même les registres des plaintes des clients.
• Intégration : les données collectées par les capteurs sont transférées dans le monde numérique grâce à la technologie d’intégration. C’est également le chemin d’intégration qui est utilisé pour transférer les données du monde numérique vers le monde physique.
• Analytique : Le but de la collecte de données est de les analyser et de produire des informations. Dans la technologie des jumeaux numériques, cela se fait par le biais de simulations algorithmiques afin d’obtenir des informations sur la manière d’améliorer le processus de fabrication concerné.
• Actionneurs : Après avoir acquis des connaissances, la dernière étape de l’utilisation de la technologie des jumeaux numériques consiste à passer à l’action. Ceci est réalisé grâce à l’utilisation d’actionneurs. Des actionneurs peuvent être mis en oeuvre pour utiliser la simulation de jumeau numérique afin de communiquer avec les personnes sur le terrain, qui déclenchent ensuite des actions pour mettre en œuvre les connaissances acquises à partir de l’analyse. Et le cycle se répète, créant une boucle de rétroaction.

Pourquoi le jumeau numérique est-il si important pour l’industrie 4.0 ?

L’industrie 4.0 est décrite comme la prochaine phase de la révolution industrielle. Elle est essentiellement portée par l’Internet des objets, dont la simulation numérique de jumeaux fait partie intégrante. La simulation de jumeau numérique est le pont par lequel les dispositifs IoT peuvent se connecter au monde des atomes.

En fait, elle représente un potentiel illimité pour l’IdO. Tout ce qui existe dans le monde des atomes peut être transféré à l’IdO et vice versa.

Que peut apporter la simulation du jumeau numérique à l’usine intelligente ?

Si la technologie des jumeaux numériques a un large impact positif sur l’industrie 4.0, elle est aussi particulièrement précieuse pour obtenir une efficacité optimale dans votre usine intelligente. Voici quelques-unes des façons dont la simulation numérique jumelle est bénéfique pour les usines intelligentes :

• Maintenance prédictive : Il n’y a qu’un nombre limité d’endroits auxquels les yeux et les mains de l’homme peuvent accéder en même temps. Un ordinateur peut faire beaucoup plus. La simulation numérique jumelle permet d’obtenir rapidement une vue d’ensemble des machines et, grâce à la puissance de calcul, de détecter les défaillances du système avant qu’elles ne se produisent. Cela vous permet de mettre en œuvre de manière proactive des mesures et des outils pour maintenir vos machines en pleine forme.
• Amélioration de la collaboration : Dans un monde sans technologie de jumeau numérique, vous devez être sur place afin de mettre en œuvre les mises à niveau de votre équipement de fabrication. Cela est particulièrement problématique si vous ne disposez que d’une seule équipe centrale capable d’effectuer les réparations de vos machines. Grâce à la technologie des jumeaux numériques, une équipe centrale peut apporter des corrections à distance, qui sont ensuite répercutées dans l’usine. La technologie des jumeaux numériques offre également plus d’espace pour la collaboration, car davantage de personnes du monde entier peuvent contribuer à la maintenance et à l’optimisation des machines.
• Amélioration des processus d’optimisation : Grâce à la simulation du jumeau numérique, vous pouvez créer une image de votre ligne de production. Cela vous donne une vue d’ensemble de tout le processus de production. En définitive, il vous aide à optimiser des indicateurs clés de performance spécifiques à la production, tels que les taux de production et les taux de rebut.