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Industrie 4.0 23.02.22

Les promesses du jumeau numérique dans le monde industriel

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Comme nous l’avions déjà évoqué sur ce blog, un jumeau numérique est un clone virtuel d’un système physique ou d’un processus. Le jumeau numérique a pour but de représenter en temps réel le comportement du système qu’il copie.

En pratique, des capteurs IoT (Internet of Things) sont placés sur le terrain et remontent en temps réel des informations sur l’objet étudié. Le jumeau numérique est donc alimenté en permanence par des données concrètes. La représentation du système physique est alors vivante car elle évolue en même temps que l’objet situé sur le terrain.

Les jumeaux numériques : quelles utilités ?

S’ils connaissent un réel essor depuis le début des années 2010, c’est que les jumeaux numériques participent à l’amélioration de la performance industrielle des entreprises.

Ils peuvent être utilisés dans de nombreux cas mais trois de leurs utilisations les plus courantes sont les suivantes :

  • Ils peuvent être utilisés pour prédire l’évolution de l’outil industriel dans les différentes étapes de son cycle de vie. Cela permet de planifier les activités d’une chaîne de production avec une échelle de temps optimisée.
  • Ils peuvent également être très utiles dans le domaine de la sécurité. En faisant des tests directement sur le jumeau numérique, il est possible d’identifier en amont un risque de défaillance et donc de mesurer en continu la fiabilité des équipements. Ceci entraîne une conséquence directe sur les coûts : en améliorant les possibilités de maintenance prédictive et en détectant à l’avance les pannes, les coûts de maintenance sont optimisés et les arrêts des flux de production se font plus rares.
  • Les jumeaux numérique sont également utilisés pour co-créer un équipement à l’aide de la réalité augmentée. Ils deviennent alors un outil incontournable d’aide à la décision.

Un exemple concret : la modélisation d’une chaîne de production

Regardons, à travers un exemple, l’utilité d’un jumeau numérique dans un cas concret. L’exemple étudié est la mise en place d’un jumeau numérique dans le cas de l’amélioration d’une ligne de production dans un usine spécialisée dans la fabrication de drones.

La première étape consiste à relever l’ensemble des caractéristiques dynamiques de chaque équipement, telles que leurs vitesses. Ensuite, il s’agit de modéliser la ligne de production sur un logiciel adapté. L’ensemble des mouvements de la ligne de production est connecté en temps réel au logiciel.

Des tests sont alors réalisés sur le clone virtuel de la ligne de production en ajoutant un deuxième poste d’assemblage des drones, poste qui avait précédemment été identifié comme un poste goulot. Le nouveau rendement est alors mesuré et le comportement des drones est étudié en prenant en compte les différents cas de figures et les aléas de la production.

En fonction des résultats des tests effectués sur l’environnement 3D, on décide de la mise en place ou non de ce deuxième poste d’assemblage. Etant donné que l’on connaît à l’avance les conséquences de la modification effectuée, cela permet de gagner du temps sur le flux de production en minimisant les arrêts de production.

On peut imaginer réaliser ce type de tests dans de nombreux cas de figures et sur de nombreux équipements. Globalement, un jumeau numérique est un outil qui peut s’avérer très bénéfique en logistique industrielle et en traçabilité industrielle.

Investir dans la mise en place d’un jumeau numérique

Les promesses du jumeau numérique sont donc nombreuses et sont déjà en train de bouleverser l’industrie 4.0.

Avant d’investir dans un jumeau numérique, certains aspects sont cependant à étudier. Il est notamment important de mesurer l’avantage concurrentiel que la mise en place d’un jumeau numérique peut vous conférer par rapport à l’investissement que sa mise en place représente. Il faut également étudier la capacité de votre système informatique pour s’assurer que son dimensionnement est cohérent avec la mise en place d’une telle technologie.

Les promesses du jumeau numérique dans l’industrie 4.0

Comme on l’a vu, la mise en place d’un jumeau numérique peut s’avérer très bénéfique, notamment dans les domaines de la logistique et de la traçabilité industrielle :

  • Elle permet d’éviter de nombreux aléas qui surviennent sur une chaîne de production après sa mise en route,
  • Elle permet de gagner en flexibilité et donc d’améliorer le rendement global de l’outil industriel,
  • Elle participe à l’amélioration de la qualité de l’outil industriel en détectant les potentielles déviations et les variabilités du système,
  • Elle permet de former les opérateurs et les équipes de maintenance en amont de la mise en place d’un système.

L’optimisation du temps d’apprentissage et le raccourcissement du temps d’arrêt de la production font du jumeau numérique un formidable atout qui, en plus de ses avantages, est applicable à presque tous les domaines industriels.

 

Ecrit par Emma Guignard

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