Développer les usines intelligentes du futur avec des jumeaux numériques

S'adressant à Simon Keogh de Siemens, nous examinons l'avenir des usines intelligentes et le rôle que les jumeaux numériques joueront dans ce domaine.

En termes simples, "une usine intelligente est une usine connectée", déclare Simon Keogh, directeur général, Factory Automation chez Siemens Digital Industries. « Vous disposez d'un flux de données complet et de workflows intégrés, de l'entrée des matières premières à la production des produits finis, et de l'atelier à la couverture des parties prenantes.

"L'usine intelligente utilise vraiment cet environnement connecté pour maximiser la flexibilité et la productivité de l'usine grâce à l'utilisation des données, grâce à l'utilisation de jumeaux numériques et à une optimisation constante, qui dans certains cas, nous parlons d'auto-optimisation - mais il est encore un chemin à parcourir pour y parvenir dans la plupart des environnements de fabrication.”

Digital Twins :une représentation virtuelle complète de votre usine de production, de vos produits et de vos machines

Offrant aux fabricants la possibilité de découvrir une représentation virtuelle de leurs usines de production ou de leurs produits, "le jumeau numérique est un élément extrêmement important d'une usine intelligente", déclare Keogh. « Cela permet à un fabricant de superposer dans cet environnement virtuel de nombreux attributs physiques qui existent dans l'usine physique. Il s'agit vraiment de maximiser la simulation pour la rendre la plus réaliste possible et de permettre l'optimisation des capacités les plus finies."

"Les jumeaux numériques fournissent également un système virtuel en boucle fermée dans lequel les fabricants peuvent simuler autant qu'ils le peuvent afin que lorsqu'ils entrent dans l'environnement physique, il ait été réduit autant que possible, et la disposition de conception et les débits ont également été optimisés.

« Les puristes diront que ce n'est pas un jumeau tant que vous n'avez pas la représentation virtuelle et physique, mais normalement le virtuel vient en premier, suivi du physique peu après. Mais la possibilité de renvoyer des données réelles au fur et à mesure de l'utilisation de la chaîne de production ou du produit, dans le jumeau numérique, permet aux fabricants d'améliorer l'ensemble de la simulation, ce qui se traduit par un environnement en constante amélioration, dans lequel le virtuel et le physique se rapprochent de plus en plus. ”

Technologies clés pour faire progresser les capacités de l'usine intelligente 

"Je pense que l'un des plus importants, bien sûr, est les capteurs où nous recueillons des données autour de l'usine. Je pense que c'est vraiment essentiel car il s'agit d'une usine connectée, donc sans aucun doute, les réseaux ouverts et les protocoles ouverts nous permettent d'atteindre cette usine connectée à travers de nombreuses technologies et de nombreux fabricants différents Bien sûr, la couche d'automatisation et de robotique est également extrêmement importante en termes d'automatisation de la production, d'autant plus que les ressources se raréfient et que de nombreux produits deviennent plus complexes, avec beaucoup plus de variété et des solutions sur mesure ", déclare Simon Keogh, directeur général, automatisation d'usine chez Siemens Digital Industries.

"Je pense qu'un autre domaine concerne les technologies impliquées dans la visualisation et l'analyse. Donc, ce que nous faisons réellement avec les données une fois que nous les avons sorties de l'usine de fabrication, c'est de les transformer en informations et en idées pour prendre des décisions commerciales rapides. Je pense Pour boucler la boucle, des technologies telles que le cloud et la périphérie industrielle nous permettront d'utiliser des technologies telles que l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique. 

"Un jumeau numérique peut être mis en œuvre à de nombreux niveaux des opérations d'un fabricant ; il peut s'agir d'une représentation numérique d'une machine, d'une chaîne de production ou d'une usine entière. "Cependant, pour obtenir un secteur de fabrication hautement optimisé et performant, le Je pense que les gains ultérieurs résultant de bonnes pratiques de fabrication au plus juste proviendront de l'utilisation de jumeaux numériques », déclare Keogh, qui ajoute que « l'espace devenant de plus en plus rare, la capacité d'optimiser l'aménagement des usines sera essentielle, il en va de même pour l'optimisation du cycle de vie à mesure que le délai de mise sur le marché devient de plus en plus court. Je pense que ces exigences seront satisfaites grâce à un jumeau numérique intégré », ajoute Keogh.

Mise en œuvre d'un jumeau numérique dans vos opérations de fabrication

De nombreux fabricants commençant leurs jumeaux numériques sous forme de dessin CAO 2D ou 3D, "il est facile de prendre ensuite ces dessins CAO, puis de les importer dans quelque chose comme notre concepteur de concept mécatronique, par exemple, puis de superposer les attributs physiques de ce produit , machine ou usine, et nous pouvons démarrer une simulation de celui-ci qui peut aller d'un niveau simple à un niveau plus détaillé pour exécuter des scénarios "et si ?", des calendriers de production, et l'offre et la demande. Alors que les fabricants peuvent développer leurs propres jumeaux numériques, il existe des partenaires de solutions et des intégrateurs de systèmes qui peuvent venir dans une organisation et créer des jumeaux numériques », explique Keogh.

Les cinq prochaines années…

Dans une certaine mesure, les jumeaux numériques sont déjà utilisés aujourd'hui. Au fur et à mesure que l'industrie progresse, Keogh s'attend à voir l'utilisation de la technologie se développer afin que les organisations aient une couverture beaucoup plus large de leur installation de production au sein d'un jumeau numérique. "Je pense que nous verrons une intégration beaucoup plus grande entre les différentes étapes de la conception, de l'ingénierie, du développement, de la production, puis grâce à l'optimisation de la servitisation en termes de produit et de production, donc je pense que l'intégration se fera davantage. Je pense que nous allons commencer à voir beaucoup de gens produire beaucoup de données et créer des lacs de données pour essayer d'analyser et d'obtenir des informations, comprendre que vous devez piloter ces types d'applications, puis les mettre à l'échelle. Je pense donc que nous verrons beaucoup plus cela plutôt que d'essayer simplement de déverser toutes les données dans le cloud », commente Keogh.

"Et je pense que nous verrons encore plus de ces technologies innovantes telles que l'IA entrer dans la fabrication. Je ne pense pas que nous ayons encore vraiment vu une utilisation à grande échelle de la 5G comme moyen de communication dans les usines. Mais je pense que nous verrons des réseaux beaucoup plus rapides et des solutions de réseau beaucoup plus flexibles comme la 5G. Je pense que nous verrons cela se produire de plus en plus vite. En réfléchissant à notre propre développement de nos propres solutions, la vitesse de celui-ci est assez étonnante. Si je regarde simplement les deux ou trois dernières années et ce qui s'en vient, une minute, nous parlons d'une tendance, la minute suivante, nous avons la technologie, et cela se produit vraiment à un rythme soutenu. Alors qu'avant, je pense que les gens auraient regardé cinq ans et se seraient dit "oui, vous savez, il va y avoir un peu de changement". Maintenant, je pense qu'il va y avoir un changement significatif.

"C'est différent dans différents secteurs, bien sûr, l'aérospatiale et l'automobile ont toujours ouvert la voie dans le déploiement de la technologie, mais je pense que nous commencerons à voir une adoption beaucoup plus grande dans d'autres secteurs comme l'alimentation et les boissons, par exemple, et peut-être dans les secteurs qui ont une législation beaucoup plus importante autour d'eux, et donc dans une certaine mesure, ont une approche un peu plus conservatrice de leur adoption des technologies », conclut Keogh.