5 bonnes raisons pour les jumeaux numériques
Comment les jumeaux numériques peuvent-ils contribuer à améliorer les performances des entreprises ?
Nous rencontrons de plus en plus souvent de grands ensembles de données dans la vie quotidienne. L’important ici est de mettre les grandes quantités de données dans un format dans lequel nous pouvons lire des modèles afin de mieux comprendre le comportement et de faire des prédictions. Les jumeaux numériques nous offrent exactement cette possibilité. Ils nous permettent d’améliorer les performances de l’entreprise et de prendre des décisions en connaissance de cause.
Vous avez peut-être rencontré l’expression « jumeau numérique » à plusieurs reprises ces dernières années. En effet, en rendant les données disponibles et en les analysant, nous avons de plus en plus de possibilités de découvrir des modèles statistiques. Les jumeaux numériques sont une réplique numérique d’un actif qui combine des données numériques et physiques pour faire des prédictions précises, par exemple sur le comportement du consommateur ou le parcours du client. Il s’agit d’un concept qui modélise les produits, les machines et leurs composants à l’aide d’outils numériques.
Cette modélisation comprend toutes les données géométriques, cinématiques et logiques. Un jumeau numérique est l’image du « bien » physique dans la production réelle et permet sa simulation, son contrôle, son évaluation et son optimisation. Grâce à des capteurs, le jumeau est couplé à des objets réels et connecte ainsi les mondes virtuel et physique l’un à l’autre par le biais d’une multitude d’informations et de données, permettant un échange continu d’informations et de données en temps réel.
La maturité technologique de ce modèle va désormais bien au-delà des applications de base. D’ici 2022, la société d’études de marché Gartner prévoit que le marché de masse aura adopté le concept de jumeau numérique et l’aura fait fonctionner pour lui. Le concept présente un grand potentiel car il ne se limite pas à une niche spécifique, mais s’applique à l’ensemble du secteur. Les jumeaux numériques feront l’objet de travaux de recherche et développement dans les années à venir. Et il apparaît déjà clairement qu’il ne s’agit pas d’un modèle de données monolithique, mais de différents aspects des représentations, fonctionnalités, modèles et interfaces numériques.
Index
Avantages des jumeaux numériques
1.) Faire des prédictions plus précises
Divers modèles permettent de prédire les cas d’utilisation futurs sur la base de scénarios prédéfinis. Cela permet de prendre des décisions stratégiques en s’appuyant sur une base de données précise.
2.) Suivi et optimisation des performances
La mise en œuvre d’un jumeau numérique permet de contrôler et de comparer en permanence les performances avec les données précédemment collectées sur les différents actifs. Cela permet un processus d’amélioration continue.
3.) Un lac de données central
La création d’un jumeau numérique nécessite une source de données commune, ce qui oblige les entreprises à réorganiser leurs méthodes de collecte et d’analyse des données. Cela ouvre à son tour un potentiel supplémentaire de numérisation et d’optimisation.
4.) Activer l’automatisation
Les décisions peuvent être étiquetées et automatisées sur la base des informations fournies par les jumeaux numériques. De cette façon, l’algorithme sait quels scénarios étaient bons et lesquels étaient inutiles et peut s’améliorer dans le processus en cours. Cela réduit le nombre d’itérations entre les décideurs.
5.) Visibilité et transparence dans tous les domaines
Comme les jumeaux numériques combinent plusieurs sources de données, les effets et les dépendances intra-actifs deviennent également visibles. Il en résulte ensuite d’autres recommandations d’action et d’économies potentielles.
À quoi ressemblent les cas d’utilisation concrets ?
1.) Une mise sur le marché plus rapide
Le premier cas possible est un scénario de mise sur le marché plus rapide. Dans le cas d’un équipementier automobile, le personnel du projet a été bloqué à plusieurs reprises dans le processus de développement par des décisions séquentielles. Le développement d’un système de ceinture de sécurité prenait parfois plus de trois jours, ce qui allongeait considérablement le temps de conception. Ici, un modèle de jumeau numérique a été utilisé avec les paramètres et les objectifs limitatifs de l’équipe de développement. Dans ce cas, le temps de sélection de la conception optimale a été réduit à moins d’une minute.
2.) Réduction des coûts opérationnels
Les habitants de Carson City, dans le Nevada (États-Unis), souffrent de pénuries d’eau occasionnelles pendant les périodes de sécheresse. La ville a donc mis en place des jumeaux numériques pour simuler l’approvisionnement futur en eau. (sur la base des niveaux de consommation maximaux atteints jusqu’à présent) afin d’assurer une disponibilité permanente de l’eau et de réduire les coûts d’exploitation.
Des jumeaux numériques donnent un aperçu du bilan hydrique réel de trois pays différents. Grâce à ces données et aux recommandations d’action qui en ont résulté, l’approvisionnement en eau de Carson City a été transformé de sorte qu’il est désormais contrôlé automatiquement. Cela a permis d’économiser 15 % de la charge de travail des forces opérationnelles et de garantir l’approvisionnement fiable en eau de 50 000 habitants.
3.) Amélioration du développement des produits ou des services
Un autre cas d’utilisation peut être trouvé dans le domaine de la médecine. Les médecins ont des difficultés à reconstruire et à interpréter l’anatomie du cœur des patients à partir d’un ensemble d’images 2D. Un jumeau numérique d’un patient permet de créer des modèles cardiaques en trois dimensions, qui fournissent une analyse approfondie des caractéristiques et de la dynamique des cœurs individuels. Un modèle de cœur réduit de 82 % le temps de l’opération par rapport à l’utilisation d’images médicales en 2D. Donc, dans ce cas, un jumeau numérique peut être une véritable bouée de sauvetage.
Alors, à quoi pouvons-nous nous attendre au cours des cinq prochaines années ?
Dans un premier temps, il y aura une démocratisation des jumeaux numériques basés sur la simulation dans tous les secteurs. La disponibilité croissante des jumeaux numériques en tant que service des grandes entreprises technologiques va accroître le nombre d’applications possibles. Les données sont disponibles en grandes quantités et la prochaine étape logique consiste à générer des données intelligentes à partir de données massives et à comprendre ces données. Les projets phares présentant un avantage commercial évident incitent d’autres entreprises à suivre le mouvement.
Dans l’étape suivante, nous verrons une amélioration de la prise de décision de bout en bout et du potentiel d’amélioration, en connectant ce que nous avons appris des jumeaux numériques dans tous les domaines d’application. Ce processus s’étend de la conception et du développement à l’après-vente. Les informations obtenues sont regroupées et visualisées pour aider la direction à prendre des décisions stratégiques, en intégrant les nouvelles technologies d’utilisation. La couverture de bout en bout des jumeaux numériques permet d’optimiser l’automatisation des processus, ce qui entraîne une deuxième vague de gains d’efficacité.
L’étape finale du développement dans les cinq prochaines années sera l’optimisation autonome des actifs en production.
Conclusion sur les jumeaux numériques
Les frontières entre production discrète et production durable, en raison de l’automatisation des processus et du contrôle des machines par l’IA, deviendront de plus en plus floues. Les jumeaux numériques agiront comme des pilotes logiciels intelligents pour les actifs physiques grâce à leur intégration dans l’internet des objets (IoT). Cela permettra une analyse, un retour d’information et une mise en œuvre en temps réel.
Nous assisterons à un déploiement de jumeaux numériques dans tous les écosystèmes et chaînes d’approvisionnement, ce qui nécessite une numérisation complète de l’environnement applicatif (relations avec les clients ou chaînes de valeur).
Les jumeaux numériques sont essentiels pour Industrie 4.0 et la numérisation de la fabrication. Leur contenu est créé dans les différentes phases du cycle de vie d’un produit ou d’une usine, avec différents outils sur diverses plateformes. Les premiers exemples concrets montrent déjà que les jumeaux numériques doivent être définis de manière très spécifique à l’application et personnalisés pour chaque entreprise. Utilisés correctement, ils offrent un grand potentiel d’amélioration de l’efficacité et de réduction des coûts.
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