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Vous rêvez d'accéder à une copie virtuelle de votre usine pour surveiller et diagnostiquer correctement les problèmes potentiels sans vous déplacer physiquement ? Cette idée n'est pas nouvelle. Elle date du siècle dernier, en fait. Mais à l'époque, nous ne disposions pas de la technologie nécessaire pour mettre en œuvre les jumeaux numériques tels que nous les connaissons aujourd'hui.

Qu'est-ce qu'un jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est un environnement virtuel d'une pièce, d'une machine ou d'une installation. Alors qu'une simulation se concentre sur un aspect ou un processus de surveillance particulier, le jumeau numérique peut exécuter un nombre illimité de simulations et étudier plusieurs processus simultanément en temps réel. Les jumeaux numériques offrent un flux d'informations bidirectionnel pour collecter des données opérationnelles utiles à l'action.

Quelles applications peuvent bénéficier des jumeaux numériques ?

Les jumeaux numériques offrent un avantage indéniable dans de nombreuses applications. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour des projets de grande envergure, comme des bâtiments ou des ponts. Cette technologie peut également être appliquée à des projets mécaniquement complexes, comme des turbines à réaction ou éoliennes, des voitures, des camions, des trains ou des avions. Enfin, les équipements de production ou de transmission d'énergie, ainsi que les projets de fabrication, sont également des applications possibles des jumeaux virtuels.

Cependant, toutes les applications ne se prêtent pas à cette technologie. Il est important de souligner que plus le projet est complexe, plus un jumeau virtuel peut être exploité. Il offre un flux intense et régulier de données de capteurs. Par conséquent, la mise en œuvre d'un jumeau virtuel implique un investissement important, qui ne se justifie financièrement que si l'on parvient à des gains de productivité et d'efficacité.

Avantages des jumeaux numériques

Cela étant dit, les jumeaux numériques peuvent offrir de grands avantages :

1. Une meilleure recherche et développementLa grande quantité de données fournies par les capteurs jumeaux numériques, si elle est utilisée correctement, peut raccourcir les phases de recherche et de conception de produits complexes, améliorant ainsi le retour sur investissement et les délais de mise sur le marché. De plus, cette technologie permet d'obtenir des informations utiles sur d'éventuels problèmes, qui peuvent être corrigés dès la phase de prototypage, avant la production.
2. Efficacité amélioréeLes jumeaux numériques peuvent être très utiles pour reproduire et surveiller des machines spécifiques sur des lignes de production ou des sites de fabrication complets. Cette technologie permet d'anticiper les pannes et les problèmes, et de les corriger avant qu'ils ne se produisent. Cela permet ainsi de maintenir une efficacité optimale tout au long du processus de fabrication.
3. Gestion du cycle de vieLes jumeaux numériques aident les fabricants à planifier les options de réparation et de remplacement des machines de leurs lignes de production. Cela permet d'éviter les temps d'arrêt coûteux et de réaliser des économies sur les réparations. Ils peuvent également faciliter la planification des arrêts programmés pour l'installation de nouvelles machines entièrement compatibles avec les opérations actuelles.

Matériel derrière les jumeaux numériques

En termes de matériel, cette technologie pose plusieurs défis que nous détaillons ci-dessous :

Compatibilité

Les jumeaux numériques sont des appareils interconnectés via Internet ou des intranets. Du capteur au centre de données, vous devrez connecter des centaines d'appareils capables de transmettre des données dans les deux sens. Certains des appareils de fabrication les plus modernes intègrent des capteurs et des logiciels de surveillance. Cependant, il est parfois nécessaire d'ajouter des capteurs aux machines. Le défi commence dès le choix du capteur approprié pour collecter les informations nécessaires et de la passerelle adéquate pour envoyer et recevoir des informations vers et depuis l'ordinateur ou le serveur.Si vous souhaitez en savoir plus sur les capteurs et les passerelles, vous pouvez lire ce post et ce postPar conséquent, les centaines d'appareils peuvent poser un problème d'inventaire, fréquent dans les architectures distribuées. Assurez-vous de mettre en œuvre un plan de maintenance structuré pour le jumeau numérique afin d'éviter toute perte de trace des appareils installés.

Grande quantité de données

La quantité de données augmentera de manière exponentielle à mesure que le projet sera complexe ou que l'installation sera grande. Par conséquent, les ordinateurs et les serveurs nécessiteront des capacités de traitement puissantes. Cela signifie également que vous devrez probablement déjà installer des fonctionnalités de Cloud Computing, de Fog Computing et de Edge Computing avant de vous lancer dans un jumeau numérique complet de votre usine. Vous aurez donc besoin d'un réseau fiable, rapide et sécurisé (Internet ou Intranet) pour transmettre efficacement les données dans les deux sens.

Environnements difficiles

Les jumeaux numériques industriels s'appuieront sur des ordinateurs installés en production pour traiter certaines données avant leur transmission aux serveurs principaux. Ces ordinateurs doivent offrir des fonctionnalités spécifiques, comme un refroidissement efficace sans ventilateur et une protection contre l'eau et la poussière. Les ordinateurs industriels nécessitent un fonctionnement intensif 24h/24 et 7j/7 et supportent des températures élevées. Il est donc conseillé d'investir dans des ordinateurs spécialisés, dotés des certifications appropriées, pour fonctionner efficacement dans des environnements industriels exigeants. Pour en savoir plus sur les ordinateurs industriels, consultez la page ce post.

Sécurité

Connecter des appareils à Internet ou à des intranets présente systématiquement des risques de sécurité. Face à l'augmentation des cyberattaques, tant numériques que physiques, il est important d'évaluer la nécessité d'ajouter des fonctionnalités de sécurité à votre matériel. Vous trouverez ci-dessous certaines fonctionnalités de sécurité que vous pouvez demander au fabricant d'ajouter à votre matériel. ce postCes fonctionnalités vous aideront à empêcher l'accès physique à votre réseau, notamment aux machines ou ordinateurs installés hors de l'environnement sécurisé du centre de données. N'oubliez pas que la plupart des attaques visent à obtenir des informations sensibles pouvant être utilisées pour extorquer de l'argent ou nuire à la réputation d'une entreprise. Pour en savoir plus, consultez notre Série de blogs sur la cybersécurité.

En conclusion, les jumeaux virtuels existent déjà et peuvent constituer un excellent outil pour surveiller, diagnostiquer et corriger les problèmes en usine. À l'avenir, nous pourrions exploiter la réalité virtuelle pour « visiter » l'usine, évitant ainsi une visite physique, ce qui peut s'avérer utile pour les salles blanches ou les installations sans lumière. Notez que l'investissement dans ce type de technologie n'est rentable que si le projet est suffisamment complexe ou d'envergure.

Si vous souhaitez continuer à explorer le métaverse ou les technologies associées, vous pouvez visitez la série de blogs Metaverse.