Jumeaux numériques : transformer le virtuel en atout business

Selon IDC, 80 % des acteurs de l’écosystème industriel tireront parti des jumeaux numériques de leurs produits, avoirs et processus, pour partager données et connaissance avec d’autres acteurs d’ici 2025.

Les jumeaux numériques sont des répliques numériques et actualisés d’un objet ou d’un système physique. Les jumeaux numériques ouvrent la voie à l’amélioration continue des cycles de vie grâce à la collaboration accrue, la prise de décision éclairée, la réduction des délais de développement, l’accélération de l’analyse des risques, l’optimisation des processus et des capacités de maintenance prédictive.

Les jumeaux numériques : des compléments indispensables à l’IoT

Les modèles numériques sont alimentés par les données en temps réel issues des capteurs intégrés au processus réel. Ces données sont traitées par un système d’intelligence artificielle (IA). Avec des jumeaux numériques, les utilisateurs peuvent simuler des comportements et prévoir le fonctionnement des objets et des processus.

Les jumeaux numériques conviennent à de nombreuses applications, notamment le fonctionnement prédictif de produits et de processus dans le secteur de la fabrication, la simulation de comportements et la prévention des défaillances dans la production automobile, mais également la reproduction des flux de personnes et de matières premières pour améliorer la logistique. Selon Gartner, les jumeaux numériques sont essentiels pour réduire la complexité des écosystèmes IoT.

« Les jumeaux numériques sont apparus avec l’IoT. Les jumeaux numériques et le développement continu de leurs fonctionnalités doivent entrer en ligne de compte lors de la sélection des machines et autres actifs », explique W. Roy Schulte, vice-président et éminent analyste chez Gartner.

Les jumeaux numériques : des applications dans de nombreux domaines

Le jumeau numérique est associé à un objet ou processus et, à l’image de son équivalent dans le monde physique, il est unique et constamment actualisé. Associées à l’analyse prédictive ou aux algorithmes d’optimisation, les données issues des jumeaux numériques participent à la prise de décision humaine ou automatisée.

Le jumeau numérique peut par exemple estimer la fréquence de la maintenance d’une ligne de production pour éviter les temps d’arrêt inutiles.

Grâce aux jumeaux numériques, les techniciens peuvent surveiller les éoliennes, suivre leurs modèles en temps réel et évaluer les risques de panne avec des algorithmes de machine learning, sans avoir à se déplacer. C’est un avantage considérable pour la surveillance des parcs éoliens offshore.

Cette année, Orange a profité du Mobile World Congress pour faire une démonstration de l’optimisation des flux de fabrication avec une plateforme de jumeau numérique et une application IoT. En associant un jumeau numérique et une application mobile de suivi intelligent, il est possible de séquencer l’ensemble des pièces d’une ligne de production par ordre d’utilisation. Les pièces manquantes sont identifiées et sont rapidement localisables pour améliorer la fiabilité des processus de production tout en réduisant les coûts. Cette méthode pourrait également améliorer la qualité et réduire le délai de livraison des produits.

De nombreux secteurs commencent à déployer des jumeaux numériques en complément d’autres technologies telles que l’IoT, la réalité étendue, l’analyse de données et le machine learning. En France, la société d’ingénierie Cervval, France Énergies Marines (l’institut français de la transition énergétique axé sur les énergies renouvelables offshore) et l’école d’ingénieurs IMT Atlantique ont lancé le projet SubSEE 4D pour améliorer le fonctionnement des parcs éoliens à l’aide d’une solution basée sur un jumeau numérique et des méthodes de deep learning.

Dans le secteur de la santé, la Commission européenne finance actuellement le SimCardioTest qui a pour objectif d’accélérer l’adoption de la simulation numérique pour la conception des médicaments et des dispositifs médicaux cardiaques.

Créer un jumeau numérique, pas si simple !

La création d’une plateforme de jumeau numérique de bout en bout est une tâche complexe. Elle implique l’utilisation de technologies multiples, telles que la visualisation, les workflows et les API pour partager les données depuis des sources multiples, une structure de machine-learning pour la prise de décision en temps réel et des capacités d’ingestion de message en temps réel.

Certains logiciels de simulation proposent une structure pour la conception de jumeaux numériques. Il existe également des solutions de jumeaux numériques avec abonnement et paiement à l’usage. La solution Microsoft Azure Digital Twins peut être utilisée pour concevoir un jumeau numérique représentant des appareils IoT réels dans le cadre d’une solution cloud globale. AWS IoT TwinMaker propose également une approche simplifiée aux développeurs qui souhaitent créer des jumeaux numériques.

Il est néanmoins recommandé de créer une version minimum viable (MVP) du jumeau numérique pour identifier les bonnes pratiques et éviter les erreurs. Le jumeau numérique peut ensuite être déployé à partir de cette base.

Qualité des données et sécurité : deux aspects essentiels

Les jumeaux numériques utilisent les données issues de nombreux capteurs, connectés à des appareils IoT. Chaque terminal est vulnérable du point de vue de la sécurité. Le piratage d’un jumeau numérique peut permettre aux cybercriminels d’accéder à des informations commerciales stratégiques. Les entreprises doivent garantir leur sécurité, par exemple en veillant aux processus de chiffrement et aux privilèges d’accès, et en réalisant des audits de sécurité.

De plus, la qualité des données et le contexte sont cruciaux pour l’efficacité du modèle. Les entreprises doivent pouvoir filtrer les données inutiles pour obtenir des recommandations fiables

Envisagez de travailler avec un partenaire

Comme nous avons pu le voir précédemment, la création de répliques numériques présente plusieurs défis, notamment en matière de qualité et de sécurité des données. Un partenaire comme Orange Business Services peut vous accompagner dans la création de jumeaux numériques et la conception de simulations adaptées à vos besoins.

Grâce à sa maîtrise des jumeaux numériques et de l’IoT, Orange Business Services vous accompagne dans plusieurs domaines : surveillance des conditions, maintenance prédictive, contrôle qualité automatisé et gestion de la consommation de carburant, d’énergie et d’eau.

Profitez de la baisse du coût de ces technologies pour mettre en œuvre des répliques numériques et améliorer vos processus de conception et votre productivité.

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Jan Howells

Depuis plus de 22 ans, je signe des articles sur les technologies pour des magazines et des sites Web tels que ComputerActive, IQ et Signum. Correspondante de ComputerWorld à Sydney, j’ai également travaillé pour la chaîne de Ziff Davis à New York.