A l’ère de l’industrie 4.0, l’IA (intelligence artificielle), l’impression 3D ou encore la réalité virtuelle font partie des outils numériques qui révolutionnent le quotidien des professionnels. Les possibilités que nous offrent ces technologies sont immenses et participent grandement à augmenter les performances des entreprises.

Certaines notions, comme celle de jumeau numérique se retrouvent régulièrement à la une des publications métier. Et cela à juste titre, car les jumeaux numériques sont une véritable révolution dès lors qu’ils sont pleinement exploités.

Nous allons donc aborder, dans les grandes lignes, les caractéristiques de ce concept. Mais nous allons surtout nous intéresser aux avantages que vous pouvez en retirer à travers quelques exemples.

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Qu’est-ce qu’un jumeau numérique (digital twin) ?

Le jumeau numérique (ou digital twin) est la représentation numérique d’un objet (une machine par exemple), d’un système ou encore d’un système de systèmes. Il est accessible depuis un logiciel.

Le jumeau numérique comporte trois parties : l’objet physique, sa représentation numérique (modèle 3D) et enfin la donnée qui transite de l’un à l’autre.

Les données sont une partie essentielle du jumeau numérique. Elles doivent informer sur la description de l’objet, son état à jour (température par exemple) ainsi que sur son comportement. Ce dernier point est essentiellement prédictif.

Le jumeau numérique doit être compréhensible par un humain ou un ordinateur. Il permet donc de connaitre, partager la connaissance et prévoir l’évolution de l’objet physique afin d’en améliorer le pilotage.

Il s’agit là d’une définition stricto sensu, comprenant l’ensemble des caractéristiques d’un jumeau numérique. Cependant, plusieurs types de logiciels peuvent être désignés comme tel sans proposer de partage de données en temps réel par exemple.

Les différents types de jumeaux numériques

Chaque jumeau numérique est unique. On peut cependant les classer en différentes catégories en fonction de leur nature, de leur finalité ou de leur niveau de complexité : prototype, instance et agrégat. Nous n’allons pas entrer davantage dans le détail technique de leur classement.

Ainsi, le prototype, qui contient tous les détails nécessaires à la production d’un objet physique (une machine ou un véhicule, par exemple) représente le premier niveau de complexité du jumeau numérique. Il peut s’agir d’un modèle 3D simple, qui ne contient pas toute la géométrie de l’objet mais est essentiellement représentatif. Les jumeaux numériques plus complexes, l’instance et l’agrégat, échangent en temps réel des données avec leur modèle physique.

Quelques exemples de jumeaux numériques

Certaines solutions déjà largement diffusées dans les entreprises sont des jumeaux numériques, plus ou moins complexes. Il peut s’agir par exemple d’un :

  • Système de Gestion Technique du Bâtiment (GTB). Plutôt descriptif de l’état à jour d’un système, le GTB n’est pas compréhensible par une machine. Il est utilisé pour gérer l’état du système et constitue un modèle de comportement basique (type règle métier, alertes).
  • Logiciel GMAO, intégré ou non à un logiciel IWMS, et utilisé pour gérer les activités techniques d’un bâtiment. Un tel logiciel ne possède pas d’algorithme prédictif, mais est plutôt descriptif avec peu de détails. Il se focalise surtout sur l’état de maintenance à l’échelle de système de systèmes.
  • Maquette 3D BIM ou Building Information Model, qui se situe à l’échelle système de système. Elle apporte une description complète et détaillée de l’objet, généralement un bâtiment. Si elle permet de simuler l’activité des systèmes, elle n’intègre cependant pas leur état en temps réel et ne permet donc pas d’analyse prédictive et comportementale. Plus d’infos sur les maquettes BIM
  • BOS/DTOS (Building Operating System, ou Digital Twin Operating System) est à l’échelle système de système et représente généralement un bâtiment complet. Le BOS rempli tous les critères d’un jumeau numérique, jusque dans sa fonction prédictive. Il s’agit donc de la forme la plus complète et aboutie de jumeau numérique.

Pourquoi utiliser un jumeau numérique ?

Les avantages du jumeau numérique sont nombreux. En effet, en fonction de ses caractéristiques, il permet d’analyser et prédire le comportement de son double physique.

Un prototype, visualisé dans son futur environnement, évite par exemple des erreurs de positionnement. La maintenance des systèmes est optimale et leur fonctionnement globalement plus fiable.

Il est également possible de tester différents scénarios et ainsi d’évaluer par exemple les conséquences d’une cadence plus élevée sur une machine à moyen terme.

Les exemples sont multiples, tant la variété des jumeaux numériques est grande. Leur plus grand intérêt est de pouvoir simuler tous les scénarii possibles de manière fiable et réaliste, sans faire prendre de risques aux systèmes physiques ni à l’activité.

Un jumeau numérique peut également prendre une dimension pédagogique, notamment par le biais de la réalité virtuelle. En savoir plus sur le jumeau numérique destiné à la formation professionnelle.

Exemple : jumeau numérique et configuration d’usine

Dans le cadre de la configuration d’usine, de chaînes de production ou encore de lieux de stockages, le jumeau numérique est une solution qui permet d’optimiser l’aménagement de votre future installation.

Le principe est simple : l’infrastructure est fidèlement reproduite, les machines et installations diverses sont décrites et modélisées au sein d’un catalogue. En quelques clics, il est possible de configurer l’aménagement des locaux à volonté. En passant du plan à la 3D, la vérification de la configuration est simple et rapide.

Cet outil s’adresse en particulier aux responsables de production, lean managers et tout collaborateur en charge de l’optimisation des chaînes de production.

Le ROI est rapide, d’autant plus que les utilisations du configurateur d’usine ne s’arrêtent pas au seul aménagement des locaux. En effet, il s’agit également d’un outil de communication et d’aide à la décision novateur et efficace qui fait le lien entre les différents services impliqués dans le projet.

Le service commercial en tirera également bénéfice comme aide à la vente. En effet, le configurateur 3D est doté d’un outil de tarification en temps réel pour une utilisation commerciale. Enfin, pour vos partenaires, la possibilité d’effectuer une visite immersive de votre future installation est toujours appréciable, en particulier depuis qu’il est devenu difficile d’organiser des factory tour.

En savoir plus sur le configurateur d’usine KAÏNOO

Pourquoi choisir un jumeau numérique KAÏNOO ?

KAÏNOO c’est une équipe pluridisciplinaire et passionnée, spécialisée dans l’ingénierie 3D depuis 2011. Basée à Neuchâtel, la société KAÏNOO est un partenaire reconnu dans l’architecture, la construction et l’industrie, en Suisse comme dans les pays frontaliers.

KAÏNOO développe deux types de jumeaux numériques : les configurateurs 3D d’usine et les maquettes 3D BIM. La prise en main de nos solutions est rapide et intuitive. KAÏNOO réalise également tous vos projets sur mesure. Parlons ensemble de votre projet !