Les jumeaux numériques et le fil numérique changent la donne en intégrant les mondes physique et numérique
Comment le fil numérique peut transformer les opérations d'une entreprise
Les jumeaux numériques sur le devant de la scène
Les jumeaux numériques occupent le devant de la scène alors que les organisations cherchent à numériser leurs opérations. Mais comment les organisations peuvent-elles en tirer parti ? Les jumeaux numériques sont une réplication et une représentation numérique d'un produit ou d'un processus réel, utilisant une boucle de rétroaction entre les mondes numérique et physique, connectés à un flux unique de données appelé "fil numérique". Ils promettent d'apporter des avantages tout au long de la chaîne de valeur en simulant la réalité et en prédisant le comportement attendu. Cela permet d'obtenir des informations précieuses sur la viabilité d'un produit ou d'un processus avant qu'il ne bouge dans l'atelier. Jusqu'à présent, cependant, les représentations numériques s'arrêtent généralement au niveau du produit pour la plupart des organisations, où des modèles numériques de pièces et d'assemblages sont utilisés pour faciliter la conception et l'optimisation rapides.
Du point de vue de l'ingénierie, la création de modèles est un concept ancien - par exemple, l'ingénierie assistée par ordinateur. Mais seuls quelques leaders ont commencé à explorer les possibilités d'un jumeau numérique de produit complet où ces modèles sont connectés en amont et en aval. L'extension des jumeaux numériques de l'ingénierie des produits aux représentations numériques de l'atelier de fabrication et, au-delà, aux services de maintenance, de réparation et d'après-vente, changera la donne, car tous ces domaines sont intrinsèquement interconnectés. Cela signifie que pour libérer le véritable potentiel des jumeaux numériques, votre organisation devra étendre l'application de la représentation numérique non seulement à vos produits, mais aussi aux processus et services associés.
La conception d'un composant d'un moteur d'avion offre un exemple de la manière dont la nouvelle technologie peut être utilisée. Un jumeau numérique produit modélise le composant et simule ses performances attendues pour vérifier s'il répond aux spécifications de conception avant que la fabrication n'ait lieu. Le jumeau numérique de processus modélise et simule la chaîne de production afin d'optimiser le processus de fabrication. Une fois le composant installé, le jumeau numérique de service permet de surveiller ses performances et son état dans la vie réelle et de les réinjecter dans le modèle numérique afin d'optimiser l'entretien du composant pour prolonger sa durée de vie. Le jumeau numérique de service peut même être utilisé pour surveiller l'environnement de fonctionnement du composant utilisé par un client spécifique, ce qui vous permet d'adapter la façon dont vous concevez, fabriquez et vendez le composant aux besoins de vos clients, élargissant ainsi votre offre de services à vos clients.
Pour y parvenir, les multiples jumeaux numériques devront être en mesure d'accéder à des données cohérentes à n'importe quel stade du processus. Ces données sont fournies par le fil numérique, un flux continu de données qui relie tous ces éléments en une chaîne de valeur totalement intégrée. Ce flux de données est rendu possible grâce aux capacités d'analyse avancées et à la baisse du coût de la puissance informatique.
Plus concrètement, il s'agit de connecter vos logiciels de gestion du cycle de vie des produits et des applications (PLM et ALM), de système d'exécution de la fabrication (MES) et de planification des ressources de l'entreprise (ERP) dans un écosystème connecté et de l'alimenter avec les données collectées et créées par votre plateforme Smart Operations et vos capteurs compatibles avec l'Internet des objets (IoT). Les données créées et partagées dans l'écosystème technologique sont ensuite gérées dans une couche de données unifiée pour interconnecter toutes les bases de données au sein d'une plateforme de données. Cela permet non seulement de s'assurer que chaque composant de votre écosystème technologique a accès aux mêmes informations, mais aussi d'utiliser ces données pour générer des informations supplémentaires afin d'orienter les décisions de l'entreprise.
Avec tous les aspects des opérations, de la recherche & au développement, de la fabrication aux services après-vente, des données cohérentes interconnectées et partagées, accessibles par plusieurs systèmes simultanément, permettent de concevoir, de fabriquer et de valider des produits partout dans le monde, sans sacrifier la qualité et l'efficacité. Le grand volume de données collectées par les logiciels, les capteurs et les simulations qui pilotent ces jumeaux numériques offre la possibilité de faire de meilleurs choix dès le départ, ce qui réduit le nombre de boucles de rétroaction dans le processus.
Plus haut, dans l'exemple du composant de moteur d'avion, nous avons mentionné comment les jumeaux numériques distincts peuvent apporter des avantages à leurs domaines respectifs. Si tous les jumeaux numériques sont interconnectés et partagent les mêmes informations, un problème détecté, par exemple, au cours de la phase de maintenance permet d'éviter des délais d'un mois pour reconcevoir le composant et mettre à jour les processus associés à la fin du cycle de vie du produit. Les informations sur le problème sont facilement partagées avec l'équipe de conception ; la conception du composant est mise à jour et simulée dans le jumeau numérique du produit ; et les résultats de la nouvelle conception sont partagés avec les jumeaux numériques du processus et du service. Les impacts sur la fabrication, la maintenance et votre client sont évalués avant que le composant redessiné ne soit finalisé.
Questions à poser avant de commencer
Bien que les avantages potentiels soient attrayants, il faut tenir compte des considérations relatives à un investissement durable. En supposant que vous ayez déterminé votre stratégie de fil numérique avec des cas d'utilisation clairs et prioritaires, avec des analyses de rentabilité évaluées, avant de vous engager dans cet investissement à long terme, il y a quelques questions que vous devriez vous poser pour voir si votre organisation est prête à aller de l'avant :
- Étant donné que le fil numérique va recouper plusieurs centres de coûts et/ou de profits, un propriétaire a-t-il été identifié ?
- Comment le retour d'information entre les processus en amont et en aval sera-t-il facilité ? Le modèle opérationnel est-il suffisamment agile pour soutenir une façon de faire fondamentalement nouvelle ?
- Les processus de gestion de produits appropriés sont-ils en place pour garantir que les jumeaux numériques peuvent être appliqués aux lignes de produits ? Existe-t-il
- des partenaires technologiques avec lesquels collaborer pour fournir les capacités requises ?
- L'architecture et l'infrastructure sous-jacentes sont-elles en place pour intégrer la technologie dans un écosystème connecté ?
- Une stratégie est-elle en place pour collecter, stocker, traiter et distribuer ces données afin de garantir qu'elles sont normalisées et intégrées dans l'ensemble de l'organisation et de l'écosystème tout au long de la chaîne de valeur ? Qui est propriétaire de ces données et comment seront-elles gérées par les partenaires de l'écosystème ?
- La main-d'œuvre et les compétences numériques nécessaires sont-elles disponibles pour maintenir ces données ?
La liste ci-dessus est longue, mais il est peut-être préférable d'agir le plus tôt possible. La plupart des entreprises manufacturières (>85%) interrogées dans le cadre d'une étude récente menée par Deloitte ont mis en place un plan pour tirer parti du fil numérique afin de libérer les avantages des jumeaux numériques, bien que seulement 5% aient déjà construit le fil numérique dans une certaine mesure. L'étude montre que vos concurrents, ceux que vous connaissez et les perturbateurs encore inconnus, finiront par mettre en œuvre le fil numérique.
Dans le prochain article, nous approfondirons les leçons apprises et les exigences dans trois domaines clés que les organisations ont tendance à trouver difficiles lors de la mise en œuvre : l'alignement et la culture organisationnels, la technologie et la sécurité, ainsi que la qualité et la gestion des données.
Nous serions ravis de vous aider à naviguer dans l'aventure Digital Twins et Digital Thread. N'hésitez pas à nous contacter.
