Révolutionner l'IoT industriel par l'intégration du jumeau numérique

L'Internet Industriel des Objets (IIoT) utilise capteurs et actionneurs intelligents qui surveillent, collectent, analysent et partagent des données. L'IIoT avec l'Industrie 4.0 a accru l'usage de machines intelligentes utilisant des capteurs pour automatiser les processus et augmenter l'efficacité en réduisant l'intervention humaine. L'énorme volume de données généré par ces capteurs sert à obtenir des insights importants sur les processus industriels. Différents modèles IA/ML sont entraînés sur ces données et leurs sorties sont des améliorations et changements à apporter au système pour gagner en efficacité. L'implémentation de ces changements dans le système réel comporte des risques d'échec ou dommages aux systèmes et processus critiques. L'échec de systèmes critiques peut causer gros dommages à l'industrie et au public. De plus, services essentiels comme les systèmes de transport ne peuvent être directement modifiés sans s'assurer que le changement ne fera pas s'effondrer le système. C'est là qu'intervient le Jumeau Numérique pour aider les industries à implémenter ces changements plus sûrement et efficacement.

Un Jumeau Numérique peut se comprendre comme un proxy du système physique dans un monde digital. C'est une réplique digitale des actifs d'une industrie. Le lien joignant l'attribut physique au digital s'appelle le fil digital. Les données collectées par capteurs et actionneurs dans l'installation industrielle servent à construire une réplique digitale, donnant accès à la structure, au contexte et au comportement de l'actif physique. Les conditions passées et présentes du système peuvent être observées et, sur cette base, le comportement futur peut être prédit si des améliorations ou changements y sont apportés. Cela fait non seulement gagner temps et argent mais prévient aussi tout dommage aux systèmes réels. Les jumeaux numériques permettent améliorations continues des processus, améliorations de conception, opérations efficaces, maintenance prédictive et états conditionnels des machines.

Comment le Jumeau Numérique transforme les industries

L'Industrie 4.0 vise l'automatisation et la digitalisation par la collecte, le traitement et la gestion des données plus rapides. Les capteurs de bord (edge) remplacent la technologie de capteurs conventionnelle pour faciliter le traitement plus rapide et le partage plus rapide des données. Des technologies comme la 5G montent en puissance pour améliorer la vitesse de transfert et la connectivité entre nœuds. L'intégration de telles technologies présente encore des défis : coût d'investissement élevé, compatibilité des capteurs, sécurité des données, scalabilité. Ces défis rendent difficile pour les dirigeants d'investir massivement dans la digitalisation.

La majorité de ces lacunes sont résolues par la technologie de Jumeau Numérique. Une installation physique existante est convertie en forme digitale connectée à la machine réelle par le fil digital. Grâce aux modèles IA/ML, le fonctionnement complet de la machine peut être mappé en forme digitale en intégrant données des capteurs, statistiques passées et données open-source. Cette machine proxy sert à prédire comment la machine réelle réagirait aux changements. Ainsi, pour intégrer nouvelles technologies comme capteurs edge et compatibilité 5G, les expériences se font dans le monde virtuel et seule la meilleure solution est implémentée dans le réel. Le processus complet économise temps, coût et crée une copie digitale de la machine utilisable pour la digitalisation.

Les jumeaux numériques sont utilisés dans divers secteurs : fabrication, énergie, transport, construction. Différents fabricants et prestataires construisent des proxys de moteurs d'avion, locomotives, plateformes offshore, éoliennes. Ces entreprises investissent dans les jumeaux pour optimiser l'exploitation et la maintenance de ces produits.

Les Jumeaux Numériques apportent une valeur exceptionnelle dans trois domaines clés. Premier : améliorer le processus de fabrication. Du prototypage et conception à la fabrication physique, les entreprises peuvent surveiller en continu sortie réelle et attendue et ajuster pour un produit quasi parfait. Les opérations de fabrication peuvent être optimisées en prédisant les pannes de ligne et prenant les mesures pour atteindre les cibles.

Deuxième domaine : maintenance préventive où le jumeau analyse les données passées et intègre les entrées temps réel du système réel pour prédire les pannes et suggérer une maintenance préventive. Les techniciens peuvent analyser à distance et faire des ajustements préventifs ; quand des ajustements physiques sont nécessaires, ils peuvent analyser à distance et commander les pièces à l'avance pour gagner du temps.

Troisième domaine : développer de nouveaux produits et entrer sur de nouveaux marchés selon l'usage des produits/services existants par les clients. Les jumeaux donnent des insights sur comment les produits sont utilisés et quels changements faire dans la conception/fabrication des nouveaux produits pour améliorer la pénétration de marché, capter de nouveaux marchés et améliorer la satisfaction client. Cela peut réduire significativement les dépenses en études de marché et retours clients.

Perspectives pour jumeau numérique et IoT

Digitaliser un moteur d'avion ou une machine complexe d'une usine n'est pas la fin mais le début de la révolution que cette technologie apportera. Les avancées en edge computing et dispositifs edge puissants déployés dans les industries connectées par réseaux avancés comme la 5G privée peuvent rendre possibles les interconnexions de jumeaux numériques. Résultat : une chaîne complète d'équipements connectés formant une usine digitale.

Exemple : Singapour a créé un jumeau numérique complet de la ville pour suivre trafic, pollution, climat, aménagement urbain afin que les gestionnaires testent options d'accessibilité, voient l'impact de nouvelles constructions, gèrent réponses d'urgence, surveillent la santé de la ville. Parallèlement, médecins créent des jumeaux numériques patients-spécifiques de poumons pour aider aux décisions sur l'usage de ventilateurs pour patients COVID-19.

Technologie encore émergente, nul doute que les jumeaux numériques sont l'avenir. Applications infinies Across départements opérations, maintenance, finance, vente, marketing pour accéder à une source unifiée de données réelles pour prédire la maintenance, améliorer la conception, comprendre l'usage, ajuster les prix.