Utilisation de la technologie de jumeau numérique dans la fabrication

La technologie de jumeau numérique est une solution logicielle qui utilise des capteurs, des caméras et d'autres formes de collecte de données IoT pour créer un modèle virtuel d'un processus ou d'un produit qui non seulement se met à jour de manière interactive avec son homologue physique, mais peut également être utilisé pour tester comment la pièce ou processus répond dans différents scénarios. Utilisée correctement, la technologie du jumeau numérique peut aider les entreprises à optimiser leurs produits et leurs processus pour être plus efficaces et plus rentables.

Le concept est encore relativement jeune, mais les jumeaux numériques ont déjà démontré de profondes applications pratiques. Le secteur de la gestion de la chaîne d'approvisionnement, par exemple, les utilise pour modéliser l'agencement et les conditions des entrepôts avant de mettre en œuvre des changements, ce qui, selon les recherches de McKinsey, peut améliorer l'efficacité des entrepôts jusqu'à 25 %. Il existe quelques applications particulièrement pertinentes pour les fabricants :le traitement et la fabrication, et la maintenance prédictive. Voici comment ils fonctionnent.

Jumeaux numériques :modèles virtuels basés sur les données

La première application pertinente pour les jumeaux numériques dans la fabrication utilise la technologie pour créer des copies virtuelles d'une pièce au fur et à mesure que la pièce est créée et post-traitée. Si les ingénieurs comprennent suffisamment bien le processus de fabrication, ils peuvent modéliser l'évolution des propriétés de la pièce au cours de chaque processus et phase de production avant même que les pièces ne soient fabriquées.

Les jumeaux numériques permettent également des tests virtuels sur le terrain dans des conditions en temps réel pour les produits, ce qui est particulièrement utile pour les pièces et composants qui sont constamment exposés à des conditions différentes pendant de longues périodes. Ces pièces peuvent tomber en panne après six mois ou après plusieurs années selon les conditions, mais la saisie de mesures de température, d'humidité, de temps de fonctionnement et de diverses conditions de fonctionnement (par exemple, s'il fait partie d'un système de moteur) dans un jumeau numérique peut donner aux fabricants une vision plus claire image de la performance du produit en temps réel, ainsi que de sa durée de vie.

Un jumeau numérique peut aider à prédire quand une pièce donnée a une forte probabilité de défaillance, de sorte qu'elle peut être entretenue de manière préventive pour éviter toute interruption des opérations. Dans l'état actuel des choses, il peut être difficile d'évaluer l'usure relative ou de prévoir la durée de vie d'une pièce avec précision, ce qui peut entraîner des défaillances coûteuses ou un remplacement inutilement précoce des pièces. Le bon moment pour entretenir les composants dépendra bien sûr d'un certain nombre de facteurs - y compris l'application, la durabilité, l'usure et l'environnement - mais la technologie du jumeau numérique peut aider à prolonger la durée de vie effective et la valeur d'une pièce grâce à un entretien stratégique basé sur les données.

Le principal inconvénient de la technologie des jumeaux numériques est qu'elle nécessite de bonnes données et de bons modèles pour être utile. L'infrastructure technologique nécessaire pour créer un jumeau numérique qui collecte les bonnes données, consolide différentes sources de données et analyse correctement les données peut être plus compliquée que la conception de la pièce elle-même.

Les sources de données les plus pertinentes varient selon l'application de la pièce, mais en général, les conditions environnementales et de fonctionnement de la pièce (telles que la température, l'humidité, la vitesse de fonctionnement, etc.) sont essentielles. Les informations sur le matériau de la pièce sont aussi importantes que sa géométrie, et ces informations doivent également être superposées.

L'avenir de la technologie des jumeaux numériques

La technologie de jumeau numérique utilise de grands ensembles de données pour fournir une plus grande visibilité sur l'état de diverses pièces, aidant les entreprises à identifier les besoins d'infrastructure critiques et à pratiquer la maintenance prédictive. Il n'est donc pas surprenant que les entreprises de tous les secteurs du marché aient rapidement profité des avantages offerts par les jumeaux numériques. En fait, Gartner prédit que la moitié de toutes les entreprises industrielles utiliseront la technologie dans une certaine mesure d'ici 2021, et des recherches supplémentaires prédisent que non seulement près de 90 % des plateformes IoT prendront en charge le jumelage numérique d'ici 2025, mais qu'il deviendra une fonctionnalité standard pour Applications IoT d'ici 2025. La technologie a un large éventail d'applications et d'utilisations potentielles, dont beaucoup sont encore inexploitées.

Afin d'obtenir des informations exploitables sur les produits ou les processus fournis par les jumeaux numériques, les fabricants et les équipes de produits devront soit trouver un partenaire logiciel pour aider à collecter et analyser les données, soit développer ces capacités en interne. La collecte de données est importante, mais elle est loin d'être une solution complète :la collecte d'informations précieuses nécessite à la fois une grande variété de données et les outils et compétences nécessaires pour les analyser correctement. Si le jumeau numérique d'un système complexe collecte des données à partir de cinq ou six sources différentes, par exemple, la centralisation de ces données en un seul endroit peut nécessiter des solutions logicielles spécialisées pour garantir une manière intégrée de sonder et d'analyser les données.

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