La quatrième révolution industrielle (Industrie 4.0) introduit de nombreuses innovations technologiques comme l’Intelligence artificielle, la robotique, la réalité augmentée et parmi elles, les jumeaux numériques. Cette typologie de système permet la représentation virtuelle d’un ensemble d’éléments physiques. Elle a pour objectif d’améliorer l’efficacité opérationnelle, de diminuer le temps de prise de décision et réduire les coûts.
Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?
Un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’un objet, d’un système ou d’un processus physique réel. Il est conçu informatiquement avec généralement une représentation virtuelle graphique proche et comme source de données :
- des données provenant de capteurs de l’équipement,
- des données provenant de l’environnement et du système d’information qui entoure l’équipement ou l’ensemble
- de modèles physiques et ou mathématiques implémentés pour assurer une représentation réaliste
Un jumeau numérique est mis à jour avec des données temps réels afin d’avoir une vision exact son état.
Les avantages des jumeaux numériques dans le secteur industriel
Le fait de pouvoir utiliser ce type de technologie, permet de faire tourner des simulations réalistes afin d’améliorer la prise de décision. De même, il est également possible de créer des scénarios évolutifs qui agirons sur l’optimisation de la production, la diminution des temps de maintenance, …
On retrouvera 5 principaux avantages à utiliser les jumeaux numériques dans le secteur industriel :
- Optimisation des processus : Cette technologie optimise les processus industriels en identifiant les goulots d’étranglement et analysant les performances afin de détecter des axes d’améliorations. En simulant différents scénarii et stratégies, les industriels peuvent appréhender des approches différentes et envisager des versions optimales avant de les implémenter sur les équipements réels. Cela permet une réduction drastique des coûts et des risques.
- Réduction des temps de maintenance et d’arrêt : Grâce à la surveillance temps réel des systèmes physiques, la représentation numérique peut détecter des défaillances en amont bien avant qu’ils deviennent critiques. Cela facilite la mise en place d’une stratégie de maintenance proactive et diminuer les arrêts de production imprévus et donc les coûts de maintenance associés.
- Amélioration de la productivité : Le jumeau numérique prouve également son intérêt dans les simulation de production. Il permet d’identifier les goulots d’étranglements ou les problèmes inefficacités dans les processus de production. En testant de nouvelles configurations ou scénarii en amont, il est possible de simuler des nouveaux batchs de productions avec des débits, produits, niveaux de qualités attendus différents et en déduire une maximisation de l’efficacité.
- Formation et planification : La technologie du jumeau numérique peut également être utilisé pour faciliter la formation des opérateurs terrains. En effet, il est très facile de simuler de nombreux cas et scénarii afin de former le technicien, l’opérateur ou l’ingénieur à la meilleure réaction. Comme tout se passe dans un environnement virtuel, et que les cas sont générés instantanément le délais de formation est également réduit.
- Réduction des coûts : Vous l’aurez compris, a travers les 4 points précédents, cette technologie permet une réduction des coûts et un gain de temps de manière générale. A travers eux vous pouvez également découvrir des opportunités d’optimisations. Enfin, en regroupant tout ces indicateurs vous serez également en mesure de détecter d’éventuels gaspillages et donc mieux définir la chaîne en amont et aval de la production (approvisionnement, stocks, logistique etc..)
L’intelligence artificielle au service du jumeau numérique ultime
A l’aire de l’industrie 4.0, il faut également envisager les bienfaits d’une synergie entre l’intelligence artificielle et le jumeau numérique. En effet, aujourd’hui la définition des scénarios et ou des modèles mathématique peut être déléguer à des modèles d’IA entraînés. Cela prend tout son sens quand on souhaite améliorer la prises en comptes des scénarios catastrophes, ou les cycles de productions, par exemple.
Les IA, sont à même de simuler des grand volumes de scénarios tout en agissant sur des milliers ou millions de variables. De plus avec le temps, comme l’IA s’enrichit de vos données, elle peut, grâce à la puissance des jumeaux numériques, également fournir automatiquement des scénarios optimaux afin de réduire vos coûts et temps de prise de décision.