Opinion d'invité d'août 2021 :automatisation basée sur la localisation - Pourquoi un jumeau numérique des objets en mouvement est la pièce manquante pour une automatisation industrielle réussie

27 août 2021 

Cet article explique pourquoi le concept prometteur du jumeau numérique n'a souvent pas atteint son objectif d'automatisation et de connectivité de bout en bout. Il soutient que pour réaliser une transformation numérique complète, les entreprises doivent équiper leurs jumeaux numériques de données précises basées sur la localisation de tous les actifs en mouvement dans l'atelier et dans votre chaîne d'approvisionnement. Ces données complètes basées sur la localisation permettent aux jumeaux numériques de créer des informations exploitables pour l'excellence opérationnelle, l'automatisation intelligente des processus et une qualité de production accrue. Les cas d'utilisation décrits incluent l'automatisation basée sur la localisation, de la gestion des actifs au contrôle des outils, ce qui permet d'améliorer la productivité, la qualité, la flexibilité et la durabilité.

Tels que définis par le Digital Twin Consortium, les jumeaux numériques sont une représentation virtuelle d'entités et de processus du monde réel, et le mécanisme par lequel les entités virtuelles et réelles sont synchronisées.[1] À l'aide des données des capteurs, les jumeaux numériques créent un modèle virtuel qui peut être utilisé pour analyser, optimiser et automatiser l'état actuel et futur des actifs physiques ou des processus dans les environnements industriels. De l'itération du produit à la gestion des actifs, à la maintenance prédictive et à la prévention des temps d'arrêt, les jumeaux numériques permettent une variété de cas d'utilisation et permettent aux entreprises de prendre des décisions basées sur les données concernant la maintenance, la durabilité, l'efficacité des processus et les performances.

La pièce manquante pour l'automatisation de bout en bout

Bien que le concept de jumeau numérique ne soit pas nouveau, sa pertinence pour l'automatisation industrielle et la mise en œuvre de processus de fabrication intelligents ne cesse de croître. Dans le passé, l'atelier physique ainsi que son jumeau numérique avaient un inconvénient :le manque incroyable de données sur le déplacement des actifs dans l'atelier. Mehdi Bentanfous, PDG Amériques de KINEXON Inc. déclare que « l'impact d'un jumeau numérique n'est aussi fort que les données dont il s'inspire. Les machines, qui ne représentent que 1% de tous les actifs dans une installation de production typique, sont la principale partie qui a été numérisée jusqu'à présent. Cela signifie que les entreprises manquent d'informations critiques sur 99% de leur atelier, à savoir les actifs qui se déplacent dans l'usine, y compris les produits, les palettes, les outils, les AGV. L'approche de KINEXON est basée sur la localisation, ce qui signifie que des capteurs de suivi des actifs ultra-précis en temps réel fournissent des données qui reflètent véritablement les processus dynamiques de l'atelier et de la chaîne d'approvisionnement et créent une connaissance de la situation sans précédent. »

Ainsi, alors que les jumeaux numériques ont été exploités avec succès pour le contrôle des machines et le prototypage, les entreprises ont à peine effleuré la surface en ce qui concerne le potentiel des données en temps réel sur l'emplacement et l'état des produits des actifs dans l'atelier et dans la chaîne d'approvisionnement. La plate-forme d'automatisation basée sur la localisation (LAP) de KINEXON est là pour combler cet écart de données actuel, en transformant les données de localisation provenant de différentes sources technologiques en un jumeau numérique basé sur la localisation. Ce jumeau numérique génère ensuite des informations exploitables en temps réel. Selon Jan Burian, directeur principal, responsable d'IDC Manufacturing Insights EMEA, « la localisation en temps réel est une partie essentielle et intégrante de l'usine intelligente de demain. Ainsi, avec la transparence qui peut être atteinte dans l'atelier, les entreprises sont en mesure d'améliorer leur cadence de production et leur logistique.

Compte tenu de l'automatisation croissante des machines et des processus, la numérisation des actifs mobiles impliqués s'avère inestimable pour l'automatisation de bout en bout et l'optimisation du processus de production. Tout au long de la chaîne d'approvisionnement, les données en temps réel des actifs en mouvement peuvent être suivies par diverses technologies, telles que l'UWB ou le BLE à l'intérieur et le GPS à l'extérieur. Il est ensuite traité et activé dans une plate-forme d'automatisation basée sur la localisation, qui alimente simultanément d'autres systèmes tiers tels que WMS, MES et IoT et des plates-formes d'analyse. Un WMS, par exemple, pourrait réagir plus rapidement et redéfinir la priorité de la gestion des commandes en temps réel, tandis qu'un MES bénéficierait d'un meilleur contrôle et d'une meilleure planification de la machine basée sur des données de réapprovisionnement en matériel en temps réel. De plus, les plates-formes générales d'IoT et d'analyse bénéficient généralement de l'intégration d'une plate-forme d'automatisation basée sur la localisation. Compte tenu des données supérieures qu'ils reçoivent de LAP, ils peuvent analyser pour la première fois les processus de la chaîne d'approvisionnement de manière holistique, du fournisseur au client. Ceci est possible en combinant les données basées sur la localisation du jumeau numérique avec des données de capteur telles que la température, la pression et d'autres données contextuelles liées à la commande. Cette transparence de bout en bout est l'un des livrables les plus cruciaux des initiatives de transformation numérique.

L'une des clés pour permettre aux entreprises d'exploiter pleinement les avantages de l'Internet industriel des objets (IIoT) est l'accent sans précédent de KINEXON sur l'interopérabilité. S'assurer que le jumeau numérique intègre les technologies sur l'ensemble du spectre de localisation et s'intègre également de manière transparente dans la pile logicielle actuelle crée des synergies entre les systèmes logiciels, les utilisateurs et les processus tout au long de la chaîne d'approvisionnement. KINEXON vise à ce que son jumeau numérique transforme les silos technologiques en sources de données à valeur ajoutée et permette des cas d'utilisation de fabrication intelligente grâce au partage et à l'intégration de données.

Il ne fait aucun doute que les jumeaux numériques sont là pour rester, et 2020 était un exemple de leur valeur dans la fabrication discrète. « En période de perturbation économique et de volatilité de la demande, comme nous l'avons vécu pendant la pandémie de COVID-19, Digital Twins peut aider les entreprises à développer des plans robustes et résilients pour leurs chaînes d'approvisionnement et leur production. C'est un avantage inestimable », dit Bentanfous de KINEXON. Sans surprise, il existe une trajectoire de croissance énorme pour le marché des jumeaux numériques. Avant la pandémie, les recherches de Gartner ont révélé que 13% des organisations mettant en œuvre des projets IoT utilisaient déjà des jumeaux numériques, tandis que 62% étaient en train d'établir l'utilisation de jumeaux numériques ou prévoyaient de le faire. Après la pandémie, Gartner s'attend à ce que d'ici 2023, un tiers des moyennes et grandes entreprises qui ont mis en œuvre l'IoT auront mis en œuvre au moins un jumeau numérique associé à un cas d'utilisation motivé par COVID-19.[2] L'ensemble du marché devrait atteindre 48,2 milliards de dollars d'ici 2026.[3]

Les 5 principales raisons d'investir dans un jumeau numérique géolocalisé

1. Optimisation des processus et temps de production accéléré

Les jumeaux numériques géolocalisés peuvent exploiter les données pour d'innombrables cas d'utilisation de l'IoT, notamment la gestion des stocks, l'automatisation des processus, la production sans papier, le suivi et la traçabilité, le contrôle automatisé des outils, les opérations AMR, la recherche et la recherche. Les données ne sont pas seulement une source clé pour l'automatisation mais aussi la traçabilité et la création de fil numérique tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Les jumeaux numériques peuvent aider à réduire le gaspillage, les retards et les inefficacités en tirant parti des données historiques et en temps réel et en faisant des prévisions futures.

2. Évaluation des risques en temps réel et maintenance prédictive

Les données traitées par une plate-forme d'automatisation basée sur la localisation (LAP) sont cruciales pour l'identification des risques vis-à-vis des travailleurs ainsi que des actifs. Plutôt que de s'appuyer sur des programmes de maintenance génériques ou périodiques, les jumeaux numériques permettent une maintenance prédictive basée sur les conditions. Cela évite les temps d'arrêt indésirables des machines, rationalise les ressources et améliore la disponibilité et la fiabilité des actifs. En même temps, ils présentent un potentiel énorme pour la sécurité des travailleurs, la prévention des collisions et d'autres applications de sécurité au travail.

3. Valeur immédiate et retour sur investissement rapide

Un jumeau numérique pour déplacer des objets est alimenté par les données du RTLS prêt à l'emploi et d'autres systèmes de localisation. Leurs conclusions alimentent les décisions basées sur les données, aident à identifier les goulots d'étranglement et les opportunités d'optimisation.

Avec une interface conviviale, ils offrent une valeur immédiate au niveau opérationnel sans alourdir les systèmes informatiques ou OT existants.

4. Intégration de tous les systèmes IoT

L'interopérabilité est un aspect clé d'une stratégie de transformation numérique réussie. Le Digital Twin de KINEXON est conçu pour s'intégrer de manière transparente dans les piles logicielles existantes et traiter les données de n'importe quelle source technologique. Sans sollicitations excessives de l'IT ou de l'OT, il permet directement l'automatisation basée sur la localisation tout en fournissant une entrée supérieure pour d'autres processus IoT et des analyses de Big Data dans des logiciels tiers.

5. Pérenniser votre entreprise

Les jumeaux numériques et l'automatisation basée sur la localisation sont la base pour récolter les avantages des nouvelles technologies de pointe telles que l'IA ou l'apprentissage automatique. En tant que hub d'automatisation central, ils réduisent les silos technologiques et départementaux et favorisent la collaboration et l'innovation. Cela devient de plus en plus pertinent lorsque l'on prend en compte la demande de surveillance à distance en temps réel, de dépannage, de coopération et de réalités de travail dans un monde de plus en plus global et fragmenté.

Exemple de cas d'utilisation :

Les jumeaux numériques sont précieux dans tous les secteurs industriels, mais l'automobile et la fabrication font partie des secteurs clés pour son utilisation :

– Fabrication :vitesse de chaîne de montage 5 % plus rapide via le contrôle automatisé des outils

Un constructeur automobile de premier plan au monde a tiré parti de la plate-forme d'automatisation basée sur la localisation de KINEXON pour le contrôle automatisé des outils le long de la chaîne de montage. La configuration automatisée des outils, la création rapide et efficace de barrières géographiques et la visualisation numérique ultra-précise du processus d'assemblage ont non seulement généré des millions d'économies, mais ont également contribué à réduire les erreurs manuelles ainsi que les rappels de produits. La solution de KINEXON pour le constructeur automobile multinational a été récompensée par de nombreux prix de l'industrie.

– Fournisseur automobile :Économies annuelles et augmentation de la productivité grâce à l'optimisation des flux de matières

Le principal fournisseur automobile Continental s'appuie sur le logiciel de KINEXON pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement et des flux de matériaux. Les AGV et les picking box sont équipés de capteurs RTLS dont les données sont traitées dans le jumeau numérique. La solution n'a pas seulement augmenté l'utilisation d'AVG, elle a également optimisé l'approvisionnement et le réapprovisionnement en matériel tout en offrant une transparence totale sur les processus intralogistiques. Plus de détails sur l'éventail complet des solutions sont disponibles dans cette étude de cas.

Conclusion :Complétez votre transformation numérique avec des jumeaux numériques géolocalisés

« Les données de localisation restent l'une des plus grandes ressources inexploitées pour les entreprises d'aujourd'hui. Dans le même temps, tirer une vraie valeur des applications IoT s'appuie sur des données fiables et précises de l'univers « Localisation des objets », selon Bentanfous.

Investir dans des jumeaux numériques n'est pas seulement une décision financière raisonnable pour les résultats d'aujourd'hui, cela permet à une entreprise de réaliser de nouvelles économies à moyen et long terme. Compte tenu de la récente révolution des prix et du taux d'adoption croissant de différentes technologies de localisation telles que l'ultra-large bande (UWB) ultra-précise pour le suivi en intérieur ou le GPS pour le suivi en extérieur, le potentiel d'ajouter de la valeur grâce à l'automatisation basée sur la localisation avec un jumeau numérique pour déplacer des objets est maintenant prêt et disponible pour chaque entreprise à exploiter.

Jasmin Welter est le directeur marketing B2B de l'entreprise technologique mondiale KINEXON. Avec KINEXON, Jasmin fait progresser l'utilisation des technologies de localisation pour l'automatisation industrielle basée sur la localisation. Jasmin a plus de 10 ans d'expérience de travail avec et pour des entreprises internationales dans les secteurs de la fabrication et de la logistique, avec un accent particulier sur la fabrication intelligente et la transformation numérique. Vous pouvez vous connecter avec Jasmin sur LinkedIn et suivre les mises à jour sur l'automatisation basée sur la localisation ici

[1] https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm
[2] https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-10-29-gartner-survey-reveals-47-percent-of-organizations-will-increase-investments-in-iot -malgré-l'impact-du-covid-19-
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html