Le jumeau numérique, cet avatar qui rend la vie des machines plus facile…

Le jumeau numérique est la personnification du fil numérique d’un produit, d’une machine ou tout autre système physique. En d’autres mots, c’est un double digital façonné à partir de toutes les données d’un modèle physique. L’intérêt majeur de cette représentation virtuelle ? Elle réagit et évolue en direct au même rythme que sa jumelle. Un concept qui trouve de nombreuses applications dans l’industrie 4.0, avec des bénéfices très concrets pour les machines industrielles. Celles qui sont réellement au travail dans l’usine !

Le jumeau numérique, support à de nombreuses applications de l’industrie 4.0

Le jumeau numérique se différencie d’une simulation à l’instant T dans la mesure où son comportement suit celui de la version physique en direct. Ce mimétisme repose sur deux mécanismes complémentaires.

D’un côté, le jumeau numérique collecte des informations via des capteurs positionnés sur la machine réelle ou d’autres solutions IIOT. De l’autre, des outils de modélisation comportementale prédisent l’évolution de l’état de la machine grâce à l’Intelligence Artificielle.

Ce jumeau numérique peut donc être exploité :

• lors de la phase de conception pour explorer différentes pistes de développement à moindre coût,
• lors de tests et de simulations pour accélérer la mise sur le marché et le délai d’industrialisation,
• et lorsque la machine est en opération, pour prévoir les pannes et les opérations de maintenance. C’est la maintenance prédictive.

Des machines qui performent et qui durent plus longtemps grâce à la maintenance prédictive

Pour une machine en opération, le jumeau numérique présente un double intérêt. On peut le pousser dans ses retranchements (température, rythme d’activité, vieillissement) pour prédire ses défaillances, et on peut se former ou simuler des interventions avant de les réaliser en direct.

Pour les opérateurs de contrôle et de maintenance c’est un véritable avantage. En analysant le jumeau, ils peuvent intervenir avant même que la machine ne tombe en panne et s’y entrainer en toute sécurité sur un modèle en réalité augmentée, par exemple.

Cette démarche de maintenance prédictive aboutit à des machines qui :

• fonctionnent mieux (75% de défauts techniques en moins),
• sont plus disponibles (45% de temps d’arrêt en moins),
• et durent plus longtemps avec des coûts d’entretien inférieurs de 30% !

Le jumeau numérique : une technologie durable, nécessaire pour le futur de l’industrie

Le jumeau numérique, c’est donc celui qui sert à réaliser les simulations ou les tests, et c’est aussi celui qui prévient des maux à venir.

Mais le jumeau numérique, c’est également une technologie qui rend l’industrie 4.0 plus durable. Les produits sont conçus de manière moins coûteuse en ressources (moins de prototypes physiques à développer et moins de dégradation des matériaux liés aux phases de test), et leur utilisation est optimisée en continu (les opérations de maintenance sont réduites, tandis que le risque de casse ou de panne entrainant des dommages est limité).

L’application du jumeau numérique aux éoliennes off-shore est bon exemple. L’opérateur optimise ses tournées de maintenance en mer, coûteuses, risquées et complexes. Il peut monitorer à distance et en continu le niveau de vibration lié au vieillissement de l’installation, et son impact sur la détérioration des composants. Le jumeau numérique permet d’améliorer la disponibilité de la turbine, sa fiabilité, et le planning de maintenance.

En bref, elle consomme moins d’énergie, bénéficie d’un entretien plus adapté et se dégrade moins rapidement.

Le jumeau numérique apporte une meilleure connaissance du fonctionnement passé, présent et futur de la machine industrielle. Il allonge la durée de vie de son jumeau physique et permet aux entreprises de réduire à terme leur impact environnemental.