Jumeaux numériques :qu'entendez-vous par là ?

Bien que le concept de «jumeaux numériques» existe depuis environ 30 ans, il est peu probable que les prédictions initiales aient pu prévoir où la technologie i ...

Par exemple, ce printemps, la 36e America's Cup devrait présenter le yacht monocoque ultra-rapide AC75 de l'ère spatiale. Lors des essais, la technologie du jumeau numérique a été utilisée par une équipe pour émuler les performances des marins dans un nouveau bateau AC75; un exploit qui a radicalement accéléré le développement de prototypes par rapport aux méthodes de test précédentes.

Désormais déployé dans des domaines tels que l'urbanisme, la santé et la conception automobile, le jumelage numérique recèle également un immense potentiel pour le secteur manufacturier, l'aidant dans sa quête continue d'une sécurité accrue, d'une productivité améliorée et d'une plus grande efficacité.

Le détail est dans les données

Compte tenu de son nouveau statut, le terme «jumeaux numériques» est devenu en quelque sorte un fourre-tout pour diverses souches associées d'innovation technique. Réalité augmentée, interfaces utilisateur améliorées et modélisation 3D - pour n'en nommer que quelques-uns.

De plus, nous avons également l'idée du « fil numérique ». Cela fait référence au cadre de communication qui permet un flux de données connecté et une vue intégrée des données d'un actif tout au long de son cycle de vie. En tant qu'enregistrement de la durée de vie d'un produit ou d'un système, de sa création à sa suppression, le fil numérique permet d'avoir un aperçu des fonctions traditionnellement cloisonnées.

Et s'il est vrai que ces innovations peuvent toutes impliquer des fonctionnalités associées, le cœur d'un véritable jumelage numérique réside dans les données, pures et simples. Un jumeau numérique, par essence, est la génération ou la collecte de données numériques représentant un objet physique en temps réel.

Reliez cela à la fabrication, et si nous devions hypothétiquement associer ses composants de base aux caractéristiques humaines :l'équipement opérationnel serait le muscle, la connectivité le système nerveux - et, le jumeau numérique - c'est le cerveau.

Et, comme nous utilisons intuitivement la capacité de notre cerveau à mémoriser, enregistrer, analyser, traiter et prédire dans le monde réel, le jumelage numérique peut analyser les données collectées pour faire de même dans le monde numérique. Dans le monde de la fabrication, les entrées de données qui contribuent au threading numérique et au jumelage numérique optimisent les fonctions opérationnelles, ce qui contribue à augmenter le débit et à améliorer l'efficacité.

Usine consciente

Dans le secteur manufacturier, où jusqu'à 90 % des données d'usine en temps réel ne sont pas utilisées, le jumelage numérique fournit une base solide pour une meilleure utilisation de ces informations pour des informations sur les processus.

Grâce à notre expérience dans notre "usine consciente" d'Oulu, nous avons une connaissance directe de l'exploitation de l'intelligence intégrée dans les équipements opérationnels pour évaluer ces informations via le jumelage numérique.

Par exemple, la surveillance de l'environnement de production. Ici, en utilisant une variété de sources de données, les écarts d'humidité et de température peuvent être observés avec des alarmes automatisées déclenchées pour identifier où des ajustements ou une maintenance peuvent être nécessaires.

Le jumelage numérique fournit également une analyse automatisée des processus en temps réel sur les machines connectées et les sources de données, ce qui accélère la détection et la correction des erreurs. Et, grâce à la surveillance du processus d'assemblage, également en temps réel, l'état et la progression de chaque cellule robotisée peuvent être visualisés à tout moment à partir d'une interface utilisateur centrale, avec un niveau de visibilité jusqu'au produit individuel. ​

Les infrastructures comptent

Bien sûr, il existe des exigences d'infrastructure nécessaires pour faire de ce niveau d'informations une réalité.

L'intelligence embarquée est la première condition requise pour les jumeaux numériques. L'Internet des objets (IoT) fait littéralement exploser le nombre de capteurs dans les installations de fabrication. Et cette augmentation de la capacité de génération de données est de plus en plus intégrée aux équipements de production lors de leur phase de conception. La capacité de traiter et de standardiser les données doit également s'accompagner d'un savoir-faire analytique de haut niveau qui peut donner un sens à ce qui est généré.

Le bon type de connectivité flexible et robuste est également crucial. Cela signifie généralement une connectivité de qualité industrielle qui dépasse les performances Wi-Fi. De plus en plus, les fabricants se tournent vers les réseaux sans fil privés 4G/LTE et 5G pour offrir les niveaux de fiabilité, de sécurité et de bande passante élevée nécessaires aux technologies opérationnelles gourmandes en données.

Dans le cadre de leur transition vers la numérisation et l'industrie 4.0, les fabricants se tournent également vers l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique, l'automatisation et l'intelligence augmentée. Cependant, toutes ces fonctionnalités attrayantes nécessitent une connectivité essentielle :une faible latence.

En temps réel et interconnecté

À cet égard, la 4G/LTE est la norme minimale de connectivité sans fil requise pour fournir le type de faible latence et de temps de réponse rapide qui rend les jumeaux numériques efficaces - fournissant des données instantanément et permettant une réponse immédiate de l'opérateur. Cela met en évidence la nécessité de traiter les données à une vitesse fulgurante, ce qui fait de l'edge computing un incontournable.

La 5G est encore plus prometteuse pour la fabrication, à mesure que la norme évolue et que l'écosystème de support se développe. Avec la norme 5G en cours de développement, les versions ultérieures comporteront de nouvelles fonctionnalités telles que la communication sensible au facteur temps. Cela permettra une synchronisation plus étroite de la communication et du contrôle entre les appareils, ainsi qu'un positionnement et une localisation améliorés.

De plus, l'interconnexion des systèmes doit être prise en compte ; soulignant la nécessité de communiquer et d'intégrer les différentes normes et protocoles utilisés dans les installations de production. Ici, la connectivité réseau doit fournir une sorte d'"échange de données" simple et rationalisé, avec des connecteurs industriels fonctionnant comme une partie importante de l'équation qui permet aux systèmes de communiquer efficacement entre eux.

Avantages

Les fournisseurs répondant désormais rapidement à ces exigences d'infrastructure, les avantages potentiels pour les fabricants sont substantiels. L'automatisation des processus de support, les rapports en temps réel, l'amélioration des performances de l'usine, l'assurance qualité supérieure et les temps de réponse rapides sont tous rendus possibles par le jumelage numérique de ce qui se passe dans l'usine.

L'approche du jumeau numérique offre aux fabricants un excellent moyen de modéliser de manière flexible la manière de configurer les flux de travail et les ressources en réponse à l'évolution des demandes de produits et du pipeline de commandes.

Et bien que les jumeaux numériques puissent nous permettre de faire bien plus, ils ne remplacent pas le contact humain. L'objectif de l'industrie 4.0 devrait être d'augmenter l'intelligence humaine, plutôt que de la remplacer. Les jumeaux numériques augmentent les connaissances humaines sur les processus de fabrication, et on peut dire qu'ils peuvent "faire de la voile" non seulement pour la Coupe de l'America, mais aussi pour l'utilisation des données afin d'identifier où les industries peuvent gagner en sécurité, en productivité et en efficacité.

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