Fil numérique ou jumeau numérique : lequel est le plus nécessaire ?

Fil numérique ou jumeau numérique : lequel est le plus nécessaire ?

Si les technologies de fil numérique et de jumeau numérique peuvent constituer une base solide pour la transformation numérique, il existe des différences majeures entre elles. À mesure que votre entreprise se développe et adopte des technologies et des pratiques plus avancées, le fait de connaître les différences entre les deux technologies vous donne les moyens d'obtenir les meilleurs résultats numériques et physiques pour votre entreprise.

Le fil numérique permet aux entreprises de centraliser leurs données dans un hub standardisé, offrant à tous les éléments de fabrication un accès aux mêmes données.

D'autre part, un jumeau numérique prend des données et crée une copie virtuelle des produits, environnements et processus souhaités. Ce jumeau génère des données qui sont utilisées pour concevoir, construire et faire fonctionner le produit dans un souci de qualité optimale.

Comprendre les différences et les points communs entre ces deux technologies avancées est fondamental pour la façon dont vous poursuivez la transformation numérique et la croissance de votre entreprise.

Fil numérique vs. jumeau numérique : quelle est la différence ?

Bien que le fil numérique et la technologie jumeau numérique soient des bases solides pour la transformation numérique, chacun a un ensemble spécifique d'avantages qu'ils offrent à l'industrie.

Nous examinerons ces avantages plus en détail ci-dessous, mais la principale différence entre eux est une question d'échelle. La technologie jumelle numérique s'attache à capturer des données provenant d'une source unique, tandis qu'un fil numérique consiste à collecter des données provenant de diverses sources. Si la technologie des jumeaux numériques se connecte à d'autres jumeaux et crée des environnements numériques complets, son objectif est limité à un espace numérique spécifique.

En revanche, le fil numérique est essentiellement sans limite d'échelle puisqu'il se connecte à presque tous les autres systèmes de fabrication, y compris la technologie jumelle numérique.

Malgré les différences d'échelle, les deux ont des capacités incroyables qui en font un sujet de comparaison dans l'industrie.

Pour voir comment chacune fonctionne à part entière, plongeons dans chaque technologie et vérifions comment votre production peut bénéficier de la technologie jumelle numérique ou du fil numérique.

Digital Twin : transformer les opportunités numériques en succès réels

Si vous pouviez créer un monde numérique qui imite le monde réel dans ses moindres détails, que feriez-vous ?

Vous disposeriez d'un espace illimité pour construire, jouer et tester tout ce que vous souhaitez avant qu'il n'arrive dans l'atelier de production. Tous les succès obtenus seraient appliqués dans le monde réel avec des résultats fiables, ce qui permettrait d'éviter une nouvelle conception coûteuse des produits, des problèmes d'actifs et une organisation inefficace des opérations.

**C'est la puissance de la technologie des jumeaux numériques.

Une copie numérique est faite d'un dispositif, d'un environnement ou d'un processus pour faciliter la conception orientée vers l'exploitation, une meilleure fabrication, ainsi que la récupération et l'aperçu des données en temps réel.

Étonnamment, le concept de jumeau numérique existe depuis les années 1970, même si à cette époque, il n'était pas encore numérique. Il était plutôt appelé technologie de jumelage.

Lors de la mission Apollo 13 vers la lune en 1970, le vaisseau spatial a perdu ses réservoirs d'oxygène. Le contrôle au sol de la NASA devait trouver un moyen de redonner de l'oxygène à l'équipage pour qu'il puisse rentrer chez lui sain et sauf.

Mais comment résoudre le problème sans travailler physiquement sur le vaisseau spatial ? Comment pouvaient-ils même déterminer la cause du dysfonctionnement ?

Ce problème a incité les ingénieurs de la NASA à utiliser un jumeau physique du vaisseau spatial pour imiter celui que pilotait l'équipage d'Apollo 13. Grâce à cette utilisation innovante du jumeau physique, la NASA a pu réparer le vaisseau et ramener les astronautes sains et saufs.

Progressivement depuis 1970, l'utilisation de la technologie des jumeaux physiques et numériques s'est développée pour devenir une force puissante pour une grande variété d'industries telles que l'aérospatiale, la fabrication, l'énergie et l'automobile.

Grâce à l'utilisation de rendus numériques et de données en temps réel capturées par dispositifs IoT, les entreprises utilisent les jumeaux numériques pour obtenir les meilleurs résultats commerciaux au cours des trois phases du cycle de vie d'un produit.

1. Conception : Dans le cadre de la phase de conception, les ingénieurs peuvent combiner des éléments réels (matériaux et composants) avec des éléments virtuels (logiciels) et les tester dans un environnement numérique complexe. Au lieu de créer des prototypes physiques, la technologie des jumeaux numériques peut être utilisée pour concevoir, tester et améliorer avant de dépenser de l'argent pour l'assemblage ou la fabrication réelle.

2. Construire : Une fois la phase de conception achevée, le produit peut être fabriqué. En utilisant un jumeau numérique de l'environnement de production, les fabricants peuvent s'assurer que les tolérances et les contraintes appropriées sont appliquées aux composants et au produit. Si un composant est fabriqué de manière incorrecte dans le monde physique, cela se reflétera dans le jumeau numérique, ce qui permet aux entreprises de suivre facilement leurs pratiques de production, de supprimer les pièces défectueuses, de trouver les causes profondes, et de parvenir à une meilleure fabrication.

3. Opération : Au fur et à mesure que le produit est utilisé, un jumeau numérique est créé pour suivre l'efficacité, l'usure et/ou les éventuels dysfonctionnements du produit ou du processus. En cas de problème avec une machine, le jumeau numérique sera en mesure d'effectuer des évaluations précoces des risques et de notifier rapidement les équipes de maintenance, ce qui conduit à une maintenance prédictive plutôt qu'à une maintenance préventive.

Jumelage numérique et IoT

La technologie jumelle numérique est rendue possible grâce à l'utilisation de capteurs IoT et de systèmes connectés. Les capteurs IoT relaient les données vers le jumeau numérique qui imite tous les attributs physiques du monde réel, notamment la température, la consommation d'énergie, l'alignement des pièces, et bien plus encore.

Une fois le jumeau numérique créé, le système évalue constamment les actions de l'appareil et trouve des possibilités d'amélioration. Souvent, si elle est configurée pour effectuer des actions de manière autonome, la technologie jumelle numérique peut mettre en œuvre des solutions sans intervention humaine.

La technologie jumelle numérique atteint ce niveau de perspicacité et d'intelligence avec l'IoT grâce à un simple ensemble d'actions.

• Voir : Premièrement, grâce à l'utilisation de capteurs IoT, la technologie de jumeau numérique donne une vue complète de la machine, de l'environnement ou du processus. Grâce à l'utilisation d'un écran d'ordinateur ou de lunettes de réalité augmentée, les travailleurs peuvent voir le rendu numérique de la machine superposé à la machine réelle, ce qui permet une vue approfondie des deux environnements à la fois.

• Penser** : Ensuite, en utilisant les grandes quantités de données collectées par les capteurs IoT, le jumeau numérique calcule les solutions les plus efficaces et les possibilités d'amélioration.

• Do : Troisièmement, la technologie exécute les actions appropriées de manière autonome ou avec les directives du personnel.

Par exemple, disons que vous avez un processus qui est alimenté par la technologie IoT et le jumeau numérique. Pendant que les travailleurs effectuent leurs tâches et responsabilités avec leurs machines et appareils connectés, le système suit chaque action au sein des processus : utilisation des stocks, données de qualité, etc.

En cas de problème au sein du processus, la technologie jumelle numérique isole et fournit des solutions réalisables soit au travailleur, soit aux dirigeants concernés.

Une fois que les actions correctives ont été choisies, le système met en œuvre la solution en dirigeant à la fois les travailleurs et les appareils IoT avec les actions appropriées.

Exemple de la technologie Digital Twin

Par exemple, imaginez que vous avez un moteur de turbine qui convertit le flux d'eau en électricité (énergie hydroélectrique). Votre moteur de turbine possède divers capteurs IoT qui recueillent les données de l'appareil, puis créent un rendu numérique de la turbine.

Ce rendu numérique est programmé pour se comporter de la même manière que le vrai, tout en vous permettant de contrôler les événements et l'environnement. L'éolienne connectée à l'IoT utilise les données collectées pour détecter les problèmes avant qu'ils ne surviennent, puis utilise les rendus numériques des scénarios de test pour calculer et trouver les meilleures solutions.

Le moteur de votre turbine subit de légers dommages qui vont diminuer la durée de vie du produit de plus de 25 %.

Au lieu de demander à un agent de maintenance d'intervenir physiquement dans la machine, ce qui entraîne des temps d'arrêt, une solution peut être appliquée à distance.

Le jumeau numérique suggère que la cause est l'augmentation du nombre de démarrages-arrêts subis chaque jour et propose d'atténuer les dommages en ralentissant le temps de montée en puissance et en installant une nouvelle procédure de démarrage. Après avoir examiné les données, vous donnez le feu vert et le jumeau numérique résout le problème sans jamais mettre la machine hors service.

Cet apprentissage et cette compréhension avancés de la machine augmentent de façon exponentielle avec chaque turbine supplémentaire connectée au jumeau numérique. La technologie recueille et compile les données de chaque turbine pour obtenir une vision encore plus approfondie de l'environnement et de l'exploitation hydroélectrique.

Jumeau numérique : Informations centralisées

Et si nous pouvions utiliser les données d'un jumeau numérique et d'autres sources pour centraliser les informations dans un cadre de communication structuré ? Chaque silo de production et chaque service de l'entreprise aurait accès aux mêmes informations, ce qui favoriserait grandement la collaboration interservices.

Mieux encore, parce que les données sont centralisées et tissées dans un cadre de communication ou fil numérique, les données sont fiables et plus précises que si vous dépendiez des départements individuels pour partager leurs informations uniques. Ajoutons à cela que souvent, les différents départements auront des manières différenciées de trier, de visualiser et d'analyser les données, ce qui ne facilite pas le partage ou l'extrapolation des informations.

Au lieu de l'approche traditionnelle en silo des départements de l'entreprise comme l'entreposage et la fabrication, la technologie du fil numérique tisse un flux de données centralisé dans tous les départements.

Par exemple, à mesure que les systèmes d'exécution de la fabrication comme VKS guident les travailleurs dans leurs tâches, les quantités réalisées et les données de productivité sont partagées avec des programmes d'inventaire comme un MRP, des programmes de gestion comme un ERP, et/ou un logiciel IB pour analyse.

Fil conducteur numérique et API

Principalement, la création d'un fil numérique solide dépend d'une API (interface de programmation d'applications). L'API permet à une série de programmes de se connecter et de collaborer à travers un langage de programmation commun.

Les fabricants ont souvent plusieurs systèmes qu'ils utilisent quotidiennement. Il y a les ERP qui suivent les performances de l'opération, les logiciels de BI qui fournissent des outils d'analyse avancés et les logiciels d'instruction de travail qui normalisent les pratiques et élèvent les capacités du travailleur.

Pour maintenir un système de fabrication intelligent, vous devez faire collaborer ces systèmes. On pourrait faire valoir qu'il serait préférable pour les entreprises d'investir dans un seul système qui fait tout. Cela faciliterait sûrement la collaboration et la centralisation des données, n'est-ce pas ?

Eh bien, pas exactement.

Chaque logiciel est conçu dans un but précis, et pour les systèmes basés sur le SAAS, l'amélioration continue et l'innovation constante garantissent que vous obtenez les meilleurs outils pour chaque tâche au lieu de remplacer votre proverbiale boîte à outils par un seul couteau suisse.

Dans ce contexte, les entreprises optent pour des systèmes multiples et tissent un solide fil numérique à travers leurs opérations et leurs systèmes via une série d'API. Cette connexion entre les systèmes améliore encore les capacités des autres systèmes et des travailleurs dans l'atelier.

Fil numérique vs. jumeau numérique : lequel vous convient le mieux ?

Sur la base des capacités intelligentes des technologies de fil numérique et de jumeau numérique, il est difficile de répondre à cette question de manière responsable. Cependant, nous pouvons diviser la décision en deux camps :

• Processus machine hautement répétitifs : Si votre opération dépend fortement de machines effectuant des tâches répétitives, la technologie de jumeau numérique peut être la meilleure étape logique vers la transformation numérique et la perspicacité avancée.

• Processus à modèles mixtes : Si votre opération dépend fortement des personnes avec beaucoup de facteurs de différenciation, la technologie du fil numérique peut être la plus bénéfique pour transformer numériquement et unifier votre entreprise.

Malgré toutes les différences entre le fil numérique et la technologie des jumeaux numériques, les deux fonctionnent extrêmement bien ensemble, ce qui conduit de nombreux fabricants à mettre en œuvre les deux systèmes dans leurs opérations. Les jumeaux numériques de processus, de dispositifs et d'environnements rassemblent de grandes quantités de données qui sont partagées au sein de l'organisation par le biais d'un fil numérique avancé. Cette vision avancée et ce flux de connaissances augmentent considérablement les capacités de toute entreprise.