Le secteur de la fabrication est depuis longtemps à la pointe des innovations, qu’il s’agisse de l’automatisation complète, de la robotique collaborative, des matériaux avancés ou de l’IdO. En combinant les aspects clés de la fabrication avancée – production efficace, production intelligente et organisation efficace – le processus de fabrication peut être révolutionné comme jamais auparavant. La technologie des jumeaux numériques constitue une nouvelle avancée notable. Il est rare de voir une forme de technologie capable de transformer à elle seule un secteur entier, mais c’est exactement ce que les jumeaux digitaux sont sur le point de faire avec la fabrication.
Une solution unique aux avantages multiples
Un jumeau digital est une réplique virtuelle exacte d’un objet, d’un processus ou d’un système qui peut l’imiter parfaitement, tant au niveau de l’apparence que de la fonction. Les jumeaux digitaux utilisent de grandes quantités de données du monde réel et l’apprentissage automatique pour effectuer des simulations complexes sur le sujet avec précision et en temps réel, sans avoir à l’expérimenter physiquement. Les avantages sont multiples : vous économisez du temps, des ressources et du stress – rien de ce qui est fait sur le jumeau numérique ne peut endommager le sujet physique.
Certes, la qualité d’un jumeau digital dépend des données sur lesquelles il a été formé. Mais si vous avez fait votre part du travail, un jumeau digital avancé peut également être utilisé comme substitut d’un produit qui a déjà été mis sur le marché. Il s’agit alors d’une forme d’essai sur le terrain qui permet de simuler numériquement une utilisation réelle et d’apporter des améliorations supplémentaires, tout en obtenant des informations approfondies sur les performances de votre produit dans le cadre d’une utilisation régulière. Cela peut faciliter la maintenance et le délai de résolution (TTR).
Comment les jumeaux digitaux se comportent-ils dans le monde réel ?
Voici cinq cas concrets d’utilisation des jumeaux digitaux qui soulignent leur importance dans le secteur manufacturier.
1. Évaluation des risques
Les jumeaux digitaux ajoutent une nouvelle dimension et une plus grande précision à votre évaluation des risques. Grâce aux jumeaux digitaux, vous pouvez tester des scénarios de défaillance probables pour voir comment votre produit se comportera dans différentes conditions. Ces tests peuvent rendre l’utilisation plus sûre de votre produit et même garantir que la qualité de fabrication est conforme aux réglementations en vigueur. En fin de compte, les jumeaux numériques vous permettent de détecter, de prévoir et de vous préparer à davantage de risques que les méthodes traditionnelles d’évaluation des risques.
2. Recherche et développement
Les jumeaux digitaux peuvent aider les organisations dans la phase de R&D du cycle de vie d’un produit.
En utilisant des données provenant d’exemples réels ou des ensembles de données et de paramètres créés à la main, les organisations peuvent d’abord déterminer la viabilité d’un concept de produit. Elles peuvent ensuite créer des prototypes précis qui reflètent parfaitement les performances du produit dans des conditions d’utilisation réelles.
Par exemple, lorsqu’une organisation a identifié un besoin sur le marché, elle peut créer une représentation virtuelle d’un produit, basée sur un ensemble étendu de conditions d’utilisation, qui peut être testée à l’aide de données historiques afin de déterminer s’il répond effectivement à ce besoin particulier. Une fois que cela a été confirmé, l’organisation peut alors créer un prototype pour des essais supplémentaires.
3. Essais de produits
L’utilisation de jumeaux digitaux pour tester des produits fonctionne de manière très similaire à la R&D, la seule différence majeure étant l’objectif final : la viabilité par rapport à la qualité. Une fois qu’une organisation a testé la viabilité du produit sur le marché, elle peut procéder à d’autres tests de qualité.
Historiquement, les simulations ont toujours été le meilleur moyen d’évaluer les performances d’un produit dans différentes conditions. Les jumeaux numériques sont semblables aux simulations, mais ils sont beaucoup plus stratifiés et complexes, ce qui permet de tester beaucoup plus de variables qu’avec les simulations traditionnelles. Grâce à cette technologie, les ingénieurs peuvent vérifier si le produit fonctionnera comme prévu, ainsi que sa qualité et sa sécurité, avant même de commencer à construire le prototype physique.
4. Maintenance prédictive
Les jumeaux digitaux peuvent utiliser leurs puissants modèles d’apprentissage automatique, qui peuvent effectuer des calculs complexes à partir de données historiques et de tendances, pour prédire le moment où une panne risque de se produire. Ces capacités prédictives sont mises à profit par les organisations pour planifier et programmer avec précision les tâches de maintenance de l’objet avant le dysfonctionnement prévu, ce qui peut réduire considérablement les temps d’arrêt. Bien qu’ils ne soient pas infaillibles, il existe déjà des cas où les jumeaux numériques contribuent à la maintenance prédictive. Par exemple, General Electric utilise les informations obtenues en testant les jumeaux numériques de ses éoliennes dans un large éventail de conditions pour détecter les problèmes et les résoudre avant qu’ils n’entraînent des pannes.
5. Surveillance de l’infrastructure de fabrication
Le champ d’application des jumeaux digitaux ne se limite pas à la production d’une entreprise manufacturière ; il peut également s’appliquer à l’infrastructure manufacturière elle-même. Une organisation peut utiliser les jumeaux digitaux pour obtenir des informations en temps réel sur le processus de fabrication afin d’identifier les problèmes existants ou potentiels, voire les domaines clés à améliorer, ce qui peut se traduire par un processus de production de bout en bout globalement plus rationalisé et optimisé.
Il ne fait aucun doute que les jumeaux digitaux vont transformer le secteur de la fabrication de fond en comble. Leurs applications sont nombreuses et ne se limitent pas à l’industrie manufacturière. Les jumeaux digitaux peuvent jouer un rôle essentiel dans l’ensemble du processus de gestion du cycle de vie des produits (PLM). Et même si cette technologie est encore récente, il ne faut pas la considérer comme une mode passagère. Avec la technologie des jumeaux numériques, l’industrie manufacturière est à l’aube de quelque chose d’énorme.
Source : 5 use cases for digital twins in the manufacturing sector by Eric
