Jumeaux numériques :quels sont-ils, avantages et applications

Que sont les jumeaux numériques ?

Les jumeaux numériques sont des représentations numériques ou virtuelles d'un objet ou d'un processus physique. Ces représentations numériques sont alimentées par des données réelles acquises par des capteurs placés dans le processus réel, qui sont traitées avec Intelligence Artificielle techniques. C'est-à-dire que ces données sont ce qui permet de représenter virtuellement le processus réel. À partir de là, vous pouvez simuler des comportements, prédire le fonctionnement d'un objet ou d'un processus, entre autres.

Dans l'environnement industriel, nous pouvons trouver des jumeaux numériques de produit ou de processus.

• Jumeaux de produits numériques représentent pratiquement toutes les parties physiques d'un produit :électronique, mécanique et logiciel.

  Cette représentation virtuelle permet de simuler différentes situations du processus de fabrication et d'utilisation. De cette façon, il peut être validé et testé dans tous les sens, avant fabrication.

• Les jumeaux des processus numériques sont une reproduction virtuelle des lignes de production où toutes les étapes du même sont intégrées. Si le procédé est réel, des données peuvent en être extraites pour simuler certains comportements, si au contraire il n'est pas en fonctionnement car il est en phase de conception, des données et des situations peuvent être simulées avant le démarrage.

Les jumeaux numériques peuvent être très complexes ou très simples, selon le processus ou le produit que vous souhaitez représenter et selon le nombre de données disponibles pour celui-ci.

Comment fonctionne un jumeau numérique ?

Pour développer et implanter des jumeaux numériques, il est nécessaire de collecter les informations générées dans l'environnement physique. Ces informations sont collectées par des capteurs et d'autres appareils qui collectent des données réelles sur l'état du processus ou du produit.

D'autre part, ces informations doivent être traitées et traitées correctement. Pour traiter tout ce volume de données, les capteurs et appareils doit être connecté dans un système basé sur le cloud capable de recevoir les données en temps réel et de les traiter. Une fois les données traitées, il est possible de générer la réplique virtuelle, qui est un jumeau numérique.

Le jumeau numérique reçoit les informations des capteurs en temps réel et imite ce qui se passe dans la réalité. Par conséquent, cela permet de représenter des problèmes virtuellement possibles qui surviennent lors du développement ou de l'exploitation d'un processus ou d'une machine et sont très utiles pour l'amélioration des comportements et de l'efficacité des machines.

Par conséquent, il est nécessaire que l'ensemble du processus soit impliqué dans la création de ces jumeaux numériques, si des informations sont obtenues de toutes les étapes du processus, cette réplique virtuelle sera plus représentative du processus réel.

Quels sont les avantages des jumeaux numériques ?

Les jumeaux numériques présentent de nombreux avantages puisqu'ils améliorent le comportement des processus et des produits, ce qui se traduit généralement par une amélioration de leur efficacité.

• Les jumeaux numériques vous permettent d'anticiper les problèmes potentiels qui pourraient survenir à l'avenir. Cela réduit les défauts du produit et raccourcit le temps de fabrication, entre autres.
• Amélioration et optimisation des processus de production grâce à de vraies informations.
• Réduire les temps d'arrêt imprévus en raison d'erreurs potentielles.
• Ils réduisent les accidents puisqu'ils permettent de simuler toutes sortes de situations et casuistiques.
• Réduction des coûts de maintenance en effectuant des tâches de maintenance préventive.
• Possibilités d'amélioration continue grâce à des simulations, en identifiant les échecs et les inefficacités.

Le jumeau numérique est un excellent Industrie 4.0 outil qui permet de tester virtuellement de nouvelles technologies pour simuler des comportements et réduire les risques. De plus, ils vous permettent de surveiller l'activité en temps réel et d'optimiser les comportements et les états qui se produisent. Vous pouvez effectuer l'évaluation des performances d'un processus ou d'un produit en temps réel avec peu de perte de productivité.

Applications des jumeaux numériques dans l'industrie

Les jumeaux numériques peuvent être appliqués dans tous les types d'industrie et pour différentes applications. Voici quelques exemples de secteurs et d'applications dans lesquels les jumeaux numériques peuvent être utilisés.

• Fabrication

  Les jumeaux numériques permettent de simuler des processus complets avec toutes leurs étapes. Cela permet, à son tour, d'optimiser l'ensemble du processus. Il peut être appliqué directement aux produits dans le processus de conception et de fabrication. Ils permettent de prédire le fonctionnement d'un produit ou d'un processus de production avant son démarrage, ce qui permet d'anticiper d'éventuelles erreurs et de réduire les coûts.

• Énergie

  Des modèles basés sur des données réelles peuvent être développés pour prédire les comportements qui optimisent les activités de production d'électricité en analysant de grandes quantités de ces données. Les jumeaux numériques permettent de modéliser les performances des centrales électriques représentant leur statut et leur fonctionnement. Ils peuvent également aider à identifier la demande énergétique, à réduire les coûts de mise en place de nouvelles centrales et à améliorer la prise de décision dans les étapes de stockage de l'énergie.

• Automobile

  Ces représentations virtuelles peuvent simuler des comportements et prévenir d'éventuelles pannes à la fois dans la production et dans l'exploitation ultérieure du véhicule. Un jumeau numérique permet d'économiser des coûts et de réduire les erreurs dans les étapes de production. Il vous permet également d'identifier les goulots d'étranglement potentiels et de raccourcir le temps de développement. Enfin, ils améliorent la qualité du véhicule final.

• Logistique

  Les jumeaux numériques sont également utilisés pour simuler les flux de matières et de personnes , ce qui permet d'améliorer et d'optimiser les processus logistiques. Ils permettent de capturer tous les états du processus et de simuler différents scénarios. Ces simulations fournissent des informations pour la prise de décision et permettent de faire le plus approprié dans chaque cas.

Pour conclure, les jumeaux numériques permettent d'exécuter des tests virtuels de manière beaucoup plus rentable que s'ils devaient être exécutés dans le monde réel. Ils vous permettent de tester de nouvelles technologies, de réduire les pannes et d'optimiser toutes sortes de processus et de produits.

Souhaitez-vous appliquer Digital Twins dans l'un de vos projets ? Contactez-nous !