Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est une technologie passionnante qui nous permet d’explorer un large éventail de possibilités et d’obtenir une meilleure compréhension des systèmes complexes du monde réel. Cette représentation virtuelle des entités et des processus physiques est composée de trois principaux composants : l’entité physique dans l’espace réel, le jumeau numérique sous forme de logiciel et, enfin, les données qui relient ces deux éléments. Les jumeaux numériques sont déjà utilisés à la fois pour réduire les coûts et augmenter l’efficacité dans de nombreuses industries, et leur potentiel pour améliorer nos capacités est de plus en plus clair.

Un jumeau numérique permet aux organisations de débloquer des informations sans précédent sur les performances de leurs objets physiques. En installant divers capteurs producteurs de données sur l’objet et en transmettant ces informations à un système de traitement, la copie virtuelle peut être améliorée en continu à mesure que les données en temps réel sont téléchargées et analysées. Cette capacité à générer des informations constitue une solution efficace pour les organisations qui cherchent à améliorer des domaines tels que la production d’énergie et la régulation de la température.

Ceci repose sur une approche efficace qui utilise des simulations et des études de problèmes de performance pour éclairer ces améliorations avant qu’elles ne soient réellement mises en œuvre sur l’objet d’origine, réduisant ainsi considérablement les coûts et les efforts de temps associés à ces transformations.

Différence entre les jumeaux numériques et les simulations

Les jumeaux numériques et les simulations sont tous deux des outils puissants pour étudier les complexités d’un système. Même s’ils utilisent tous deux des modèles numériques pour étudier et reproduire les fonctions du système, la principale différence réside dans l’échelle : les simulations se concentrent généralement sur un processus, tandis que les jumeaux numériques peuvent être utilisés pour exécuter plusieurs simulations pour une vue plus holistique de leurs opérations complexes.

Les jumeaux numériques sont bien plus qu’un modèle statique — ils offrent un environnement interactif qui fournit un ensemble d’informations beaucoup plus riche pour l’analyse. En utilisant cet espace virtuel, les utilisateurs peuvent évaluer plus précisément la façon dont leurs systèmes fonctionneront dans différents scénarios, fournissant ainsi des informations inestimables qui permettent souvent aux entreprises de prendre des décisions mieux éclairées.

Les différences entre les simulations et les jumeaux numériques s’étendent même au-delà de ce contexte. Les simulations manquent de données de rétroaction en temps réel pour mesurer l’exactitude, tandis qu’un jumeau numérique est conçu pour communiquer de manière bidirectionnelle, en prenant des données à partir des capteurs de l’objet et en partageant les informations qu’il forme en retour avec cette même source. Cette structure permet aux jumeaux numériques de générer des modèles et des réponses plus précis, permettant aux utilisateurs d’accéder à une intelligence actionnable instantanée.

Les jumeaux numériques sont en train de révolutionner la façon dont les organisations peuvent simuler et planifier des résultats potentiels dans le monde réel. En exploitant les environnements virtuels et la puissance de calcul améliorée disponible, ainsi qu’en ayant accès à des données plus à jour collectées à partir d’une large gamme de domaines, les jumeaux numériques sont en mesure d’évaluer les problèmes à partir d’un spectre plus large de points que les simulations traditionnelles ne peuvent offrir. Cette capacité améliorée présente un potentiel pratiquement illimité pour améliorer les produits, les plans et les processus de manière significative.

Les jumeaux numériques sont en train de révolutionner la façon dont les organisations peuvent simuler et planifier des résultats potentiels dans le monde réel. En exploitant les environnements virtuels et la puissance de calcul améliorée disponible, ainsi qu’en ayant accès à des données plus à jour collectées à partir d’une large gamme de domaines, les jumeaux numériques sont en mesure d’évaluer les problèmes à partir d’un spectre plus large de points que les simulations traditionnelles ne peuvent offrir. Cette capacité améliorée présente un potentiel pratiquement illimité pour améliorer les produits, les plans et les processus de manière significative.

Types de jumeaux numériques

Il existe différentes façons de catégoriser les jumeaux numériques, mais certains des types et des méthodes les plus courants incluent :

Jumeaux de composants

Les jumeaux de composants sont des répliques numériques d’une partie individuelle d’un système ou d’un produit, offrant des options pour assurer la durabilité dans les applications réelles. Grâce à ces modèles numériques, les concepteurs et les ingénieurs peuvent simuler des scénarios dynamiques que les pièces individuelles peuvent rencontrer lors de leur utilisation.

Cette pratique leur permet d’évaluer l’intégrité de la pièce et d’apporter les améliorations nécessaires pour garantir sa fiabilité. Les scénarios simulés pourraient représenter différents niveaux de contrainte et de chaleur que la pièce peut subir, permettant aux concepteurs de modifier ses spécifications en conséquence. Avec les jumeaux de composants, il est possible d’identifier les faiblesses potentielles avant même qu’elles n’existent dans la réalité.

Jumeaux d’actifs

Les jumeaux d’actifs, ou jumeaux de produits, offrent un moyen unique de visualiser le fonctionnement des produits physiques et de leurs divers composants. En offrant des incarnations virtuelles de produits du monde réel, les jumeaux d’actifs permettent aux experts dans de nombreux domaines, tels que l’ingénierie et la maintenance, de se faire une idée de la façon dont les systèmes fonctionnent ensemble.

Par exemple, les jumeaux d’actifs peuvent être utilisés efficacement pour surveiller les performances d’une éolienne et identifier les composants les plus susceptibles de défaillance en raison de l’usure régulière. De cette façon, les jumeaux d’actifs peuvent s’avérer inestimables pour évaluer la santé des machines dans une variété d’industries différentes.

Jumeaux de systèmes

Les jumeaux de systèmes, également appelés jumeaux d’unités, offrent une représentation virtuelle de systèmes composés de nombreux produits interconnectés. En modélisant les produits individuels et leurs interactions dans le cadre d’un système complexe, il est possible d’identifier des opportunités d’augmentation de l’efficacité et de la productivité. Les jumeaux de systèmes agissent comme un prisme à travers lequel les organisations peuvent acquérir des connaissances sur la relation entre les produits et la demande des clients, leur permettant d’optimiser les processus pour une performance maximale.

Avec cette visibilité accrue sur les opérations, les entreprises sont en mesure de prendre une approche plus proactive pour résoudre les problèmes et de s’assurer que tous les composants fonctionnent en harmonie les uns avec les autres. Cette technologie puissante offre aux entreprises une occasion passionnante d’augmenter l’efficacité en comprenant comment leurs actifs interagissent et en améliorant le système actuel.

Jumeaux de processus

Le concept de jumeaux de processus offre une nouvelle perspective passionnante sur les solutions numériques pour les propriétaires d’entreprise et les décideurs. Avec un jumeau de processus, chaque niveau d’exploitation peut être modélisé, des systèmes à grande échelle aux petits détails. Cela permet aux entreprises d’acquérir des connaissances prédictives sur les problèmes potentiels, d’élaborer des recommandations et des plans d’action en fonction des modèles ou des scénarios imaginés, et d’optimiser les modèles de production pour assurer une efficacité maximale.

Les jumeaux de processus sont à l’origine d’une nouvelle révolution dans la façon dont nous regardons le système moderne interconnecté dans des industries comme la fabrication, et aident à favoriser l’agilité au sein des organisations qui s’efforcent de rester compétitives sur un marché en constante évolution.

Avantages des jumeaux numériques

Les jumeaux numériques offrent une gamme d’avantages, tels que la réduction des coûts et des risques liés au travail sur les aspects physiques.

Certains des autres principaux avantages des jumeaux numériques incluent :

Une plus grande efficacité

Les jumeaux numériques peuvent soulager les maux de tête associés aux processus de fabrication dans le monde réel après la production en permettant une surveillance automatisée de l’ensemble du système multi-parties. En utilisant des modèles numériques pour refléter les systèmes de production physiques, les fabricants peuvent être plus proactifs pour assurer les performances de pointe et l’efficacité pendant toutes les étapes du processus.

Les jumeaux numériques offrent un niveau de transparence et de flexibilité que les processus manuels ne peuvent simplement pas égaler. Avec la capacité de rapidement évaluer les fluctuations mineures ou les conséquences involontaires sur les opérations des machines, les dirigeants peuvent prendre des décisions éclairées pour améliorer en continu les performances de leur organisation. Tout cela place les jumeaux numériques dans une position idéale pour servir d’instruments puissants pour les fabricants modernes qui visent un rendement et une conservation d’énergie optimaux.

Une meilleure R&D

L’utilisation de jumeaux numériques pour éclairer les décisions de recherche et de conception est devenue de plus en plus populaire en raison de sa capacité à générer des données et des rapports complets sur les résultats de performance probables des produits.

Cette abondance de données accorde une connaissance incroyable et permet aux entreprises de prendre des décisions éclairées sur les éventuelles améliorations de produits sans commencer le processus de production coûteux. Avec les jumeaux numériques, les entreprises peuvent avoir une idée cristalline de la façon dont leur produit se comportera dans divers scénarios ou applications avant d’investir dans une fabrication à grande échelle. Cela ne permet pas seulement d’économiser de l’argent et des ressources, mais assure également que les clients reçoivent des produits de meilleure qualité, car les entreprises mettent l’accent sur l’affinement plutôt que sur les essais et les erreurs.

Produits en fin de vie

Les jumeaux numériques sont un outil précieux pour les fabricants pour gérer efficacement et efficacement le cycle de vie du produit. Ils peuvent utiliser ces informations pour optimiser les dernières étapes du traitement du produit, leur permettant ainsi d’économiser des coûts et de garantir la conformité réglementaire. Les jumeaux numériques permettent aux fabricants d’analyser les compositions de matériaux et d’acquérir des connaissances sur ce qui peut être récupéré à partir des produits en fin de vie, leur permettant ainsi de décider de la façon et du moment de recycler ou de réutiliser les matériaux.

Ces connaissances ont le potentiel d’avoir un impact positif et durable pour les aider à réduire les coûts, à diminuer leur empreinte carbone, ainsi que pour impulser de nouvelles méthodologies pour les initiatives de durabilité.

Autres avantages

Certains des autres avantages des jumeaux numériques incluent une efficacité opérationnelle améliorée, un temps d’activité plus long pour les équipements, une fiabilité et une disponibilité accrues grâce à la surveillance et à la simulation, des coûts de maintenance plus bas et des améliorations continues.

Cas d’utilisation de jumeaux numériques

Les industries qui dépendent le plus des jumeaux numériques incluent :

• Fabrication : Le secteur industriel est à la pointe de l’utilisation des jumeaux numériques, et une mise en œuvre extensive a été observée dans ce domaine. Depuis de nombreuses années, les fabricants utilisent des répliques virtuelles pour modéliser les composants, les produits, les systèmes et même les usines entières – leur permettant ainsi d’acquérir des connaissances sans précédent sur leurs processus opérationnels.
• Soins de santé : Grâce aux jumeaux numériques, les professionnels de la santé sont en mesure d’optimiser les diagnostics et les traitements tout en évitant les risques des tests dans le monde réel. En exploitant les dossiers médicaux électroniques, les données de séquençage du génome, les résultats d’imagerie et d’autres informations sur les patients aux côtés d’insights de recherche comparatifs anonymisés – les prestataires de soins peuvent déterminer avec confiance les meilleures options de thérapie pour leurs patients avec une précision sans précédent
• Énergie : Les compagnies d’électricité sont à la pointe de la technologie, en explorant les jumeaux numériques pour révolutionner les centrales électriques, les réseaux et même les systèmes d’énergie renouvelable. Cette approche innovante pourrait permettre un contrôle sans précédent des protocoles de maintenance et de la surveillance de la production afin de maximiser l’efficacité pour les installations solaires et les fermes éoliennes – une étape cruciale vers la neutralité carbone. À l’avenir, l’ensemble des réseaux électriques pourraient être reproduits avec des jumeaux de processus numériques.
• Planification urbaine : Grâce à la technologie des jumeaux numériques, les villes et les grands projets de construction peuvent être connectés numériquement pour améliorer les infrastructures. En utilisant les technologies IoT ainsi que l’analyse de données IA, il est possible pour les initiatives de ville intelligente d’augmenter l’efficacité énergétique tout en optimisant les services de transport à l’échelle nationale.
• Détail et commerce électronique : Les détaillants exploitent les jumeaux numériques pour transformer l’expérience d’achat, depuis la disposition des produits et l’optimisation du parcours client dans les magasins physiques, jusqu’à la promotion de l’engagement en ligne grâce à des modèles de magasins virtuels. L’innovation révolutionne également les visuels avec des images 3D rendues dans des détails sans précédent – créant une expérience visuelle hyper-réaliste.