En savoir plus sur Logiciel de jumeau numérique
Qu'est-ce que le logiciel Digital Twin ?
Dans le secteur manufacturier, les opérations reposent souvent sur des systèmes de machines élaborés. Cet équipement peut effectuer un certain nombre de tâches complexes, mais nécessite également une maintenance, une surveillance et des améliorations constantes pour garantir une production régulière. Traditionnellement, les inspections étaient effectuées manuellement, avec une marge d'erreur et de négligence considérable. Désormais, grâce à la technologie de l'internet des objets (IoT), les ingénieurs et les responsables d'usine peuvent rationaliser ces processus et optimiser en continu les machines sans avoir besoin d'inspections physiques rigoureuses. Le logiciel Digital Twin est une forme avancée de logiciel de simulation, utilisant les données des capteurs des machines intégrées pour créer des simulations précises et en temps réel des actifs. Ces modèles virtuels permettent des évaluations et des analyses structurelles intelligentes, avec des informations exploitables sur les performances des machines et les besoins de maintenance.
En utilisant la technologie Digital Twin, les équipes de fabrication peuvent concevoir des représentations virtuelles fidèles à la réalité de leurs actifs les plus vitaux et, dans certains cas, de systèmes ou de sols d'usine complets. Ces produits peuvent également avoir des cas d'utilisation en dehors de la fabrication, comme dans les soins de santé et les services publics. Avec ces modèles jumeaux visuels interactifs, les utilisateurs peuvent comparer leurs conceptions initiales avec les performances réelles des actifs distribués. Certains produits aident à créer des alertes lorsque des anomalies sont détectées par des capteurs intégrés (par exemple, des temps d'arrêt inattendus, une surchauffe) ou lorsque des composants approchent de leur maintenance programmée. Les utilisateurs peuvent facilement identifier les zones problématiques dans de grandes machines complexes sur des modèles virtuels et effectuer une maintenance prédictive sur les actifs réels sans tâtonner. Tout au long du cycle de vie des actifs, les équipes peuvent utiliser la technologie Digital Twin pour une optimisation maximale des processus, tout en minimisant les coûts, les déchets et les perturbations. Le concept de jumeau numérique transforme rapidement les opérations d'usine à travers le monde, et les produits de cette catégorie permettent aux équipes commerciales de réaliser les avantages dans leurs propres opérations.
Principaux avantages du logiciel Digital Twin
- Détecter les problèmes d'équipement à distance et de manière proactive
- Minimiser les temps d'arrêt et les échecs de processus coûteux
- Augmenter le rendement de production et les résultats globaux de la chaîne d'approvisionnement
- Prendre des décisions éclairées concernant la conception et l'ingénierie des machines
Pourquoi utiliser le logiciel Digital Twin ?
Les plateformes de jumeaux numériques aident à moderniser les opérations de fabrication mondiales, avec des informations sans précédent sur les processus des équipements industriels et leurs nombreux composants physiques. Les modèles numériques rendus possibles par ces solutions peuvent aider les travailleurs et les superviseurs d'usine à visualiser le fonctionnement interne des machines et des pièces de machines, avec des données en temps réel sur la santé, les performances et les conditions des actifs. Dans certains cas, la technologie Digital Twin permet aux utilisateurs de simuler des événements dans le processus de fabrication (par exemple, de nouvelles connexions entre les machines, des processus de machines mis à jour et des flux de données), afin qu'ils puissent déterminer la meilleure ligne de conduite avant de mettre en œuvre des changements réels. Les produits peuvent offrir des analyses visuelles liées à ces simulations, transformant les machines et leurs plus petits composants en puissantes sources de données et aidant les utilisateurs à comprendre leur équipement de manière inédite.
Les analyses prédictives — telles que celles rendues possibles par les logiciels d'analyse prédictive — sont un avantage clé de la technologie Digital Twin. Les pannes soudaines de machines peuvent entraîner des pertes substantielles, ainsi que des retards de production et des frustrations des employés. Les diverses analyses rendues possibles grâce à ces solutions permettent aux utilisateurs d'anticiper la multitude de problèmes qui pourraient survenir avec les systèmes de machines et les appareils, tout en surveillant les indicateurs de performance globaux pour façonner des améliorations continues des processus et des conceptions. Les données générées sur ces produits peuvent également aider à la réduction prédictive des déchets et au contrôle prédictif de la qualité des produits finis, ainsi qu'à l'optimisation générale des ressources. De plus, si des problèmes de machines ou de processus sont identifiés, les utilisateurs peuvent enquêter sur leurs causes profondes en explorant des modèles virtuels et les données recueillies par les capteurs intégrés. Cela peut aider les équipes de fabrication à apporter des améliorations durables partout où cela est possible, plutôt que de simplement colmater les symptômes et les effets secondaires de problèmes fondamentaux graves. Dans l'ensemble, la technologie Digital Twin peut donner aux ingénieurs et aux responsables d'usine un niveau de contrôle inédit sur leurs actifs distribués, aidant à protéger ces investissements critiques et à garantir une production constante et optimale sans surprises inattendues.
Qui utilise le logiciel Digital Twin ?
La technologie Digital Twin est principalement utilisée dans l'industrie manufacturière, ou par les entreprises qui utilisent des équipements de production robustes pour transformer des matières premières en produits finis ou en pièces. Cela dit, cette technologie trouve de nouveaux cas d'utilisation dans un certain nombre d'autres industries avec des actifs distribués complexes, où les simulations virtuelles peuvent être utiles pour le prototypage ou les données prédictives des actifs. À mesure que cette technologie devient plus répandue, elle pourrait être intégrée dans les modèles commerciaux d'autres industries tout en consolidant sa place dans les opérations de fabrication grandes et petites.
Les rôles ou équipes suivants peuvent bénéficier le plus directement de la technologie Digital Twin dans leurs fonctions quotidiennes.
Ingénieurs en mécatronique — L'essor de la technologie intelligente a créé une forte demande pour des spécialistes de l'industrie capables d'appliquer ces principes modernes à la conception et au déploiement de systèmes industriels. L'ingénierie en mécatronique est une spécialisation en pleine croissance pour développer les types de systèmes de fabrication intelligents compatibles avec la technologie Digital Twin. Il existe une variété de titres de poste spécifiques qui peuvent être inclus dans le domaine des ingénieurs en mécatronique ou qui peuvent être chargés de responsabilités similaires, tels que ingénieur de conception senior, ingénieur en équipement et spécialiste en automatisation.
Mécaniciens — Les mécaniciens sont souvent chargés de configurer, d'exploiter et de maintenir des machines informatiques et mécaniquement opérées qui produisent des pièces utilisées dans la fabrication. À mesure que les équipements et appareils industriels évoluent, l'expertise et les fonctions des mécaniciens et des opérateurs de machines évoluent également. La technologie Digital Twin est de plus en plus utilisée par ces spécialistes pour aider à prototyper les conceptions et processus des machines, ainsi qu'à maintenir ces systèmes, dans un large éventail d'industries. Les titres de poste qui peuvent relever de la catégorie des mécaniciens incluent technicien mécanique, technicien en ingénierie industrielle et opérateur d'usine. Ces rôles sont également courants dans des industries hautement techniques telles que l'aérospatiale. Les mécaniciens dans ces rôles avancés ou dans les opérations de fabrication standard peuvent tirer parti de la technologie Digital Twin pour obtenir une visibilité de haut niveau sur leurs machines et les maintenir de manière proactive en utilisant les données des capteurs intégrés.
Responsables de production — Les responsables et superviseurs de production supervisent les opérations quotidiennes des usines de fabrication, de la gestion des travailleurs à la garantie de réparations rapides liées aux problèmes de production. La technologie Digital Twin peut fournir à ces individus des données opérationnelles opportunes liées aux actifs critiques, afin qu'ils puissent prendre des décisions éclairées sur la maintenance des équipements et les flux de processus. Les produits de cette catégorie peuvent devenir des outils inestimables pour les responsables de production des opérations utilisant la technologie intelligente ou ceux prévoyant d'intégrer cette technologie dans les actifs physiques. Certains titres de poste spécifiques qui relèvent de la catégorie des responsables de production pourraient inclure ingénieur de processus de fabrication et superviseur d'assemblage. Pour de nombreuses opérations d'usine, les équipes de supervision portent une grande responsabilité en ce qui concerne l'entretien et l'optimisation des machines. Les plateformes de jumeaux numériques peuvent donner à ces individus les informations les plus opportunes et spécifiques sur les machines intelligentes afin qu'ils puissent s'assurer que l'opération se déroule sans heurts et produit au niveau le plus élevé possible.
Fonctionnalités du logiciel Digital Twin
Les produits de cette catégorie offrent des capacités diverses liées à la conception et à l'analyse des jumeaux virtuels, et nécessitent la mise en œuvre de capteurs IoT au sein de ces actifs physiques répliqués. Un certain nombre de produits Digital Twin offrent des capacités supplémentaires liées aux déploiements de technologies intelligentes, et les fonctionnalités de jumeaux numériques peuvent être incluses dans le cadre d'une solution plus large. Voici quelques fonctionnalités courantes dans cet espace technologique émergent.
Surveillance à distance des actifs — Le logiciel de gestion des appareils IoT permet une visibilité en temps réel sur tous les actifs connectés, de leur statut global à leurs performances et à la santé de leur batterie. Pour les machines industrielles complexes, ces données peuvent ne pas suffire pour l'étendue complète des besoins de surveillance et de maintenance. Les jumeaux numériques de ces actifs poussent la surveillance à distance un cran plus loin, avec des visualisations détaillées des machines et des nombreux composants critiques à l'intérieur d'elles. Les opérateurs de machines et les gestionnaires de sol peuvent tirer parti de ces produits pour une visibilité approfondie sur la santé des équipements, l'utilisation des ressources et l'efficacité globale des équipements (OEE). Ces solutions peuvent également fournir des journaux d'anomalies et d'incidents liés à des pièces individuelles ou à des systèmes de machines dans leur ensemble, avec des modèles interactifs pour une référence facile des pièces en question.
Maintenance prédictive et analyses — Grâce aux retours en temps réel des capteurs intelligents, le comportement des produits et les données d'utilisation alimentent les modèles numériques des équipements de fabrication, ainsi que les conditions affectant ces actifs. Cela permet des diagnostics à distance et des décisions de maintenance proactives avant que des temps d'arrêt soudains ou des dommages critiques ne se produisent. Selon le produit, les utilisateurs peuvent être en mesure de configurer des alertes et des analyses personnalisées pour chaque machine et sa réplique virtuelle correspondante. Non seulement cela peut aider aux réparations proactives, mais aussi à l'optimisation continue des processus et des machines pour aider à améliorer les résultats et réduire les risques de perturbations.
Prototypage IoT — Certaines plateformes de jumeaux numériques peuvent offrir une assistance avec la conception assistée par ordinateur (CAO) pour les prototypes de machines et les mises à jour de machines impliquant des capacités IoT. À mesure que la technologie intelligente se place au premier plan des stratégies de fabrication, il peut être un processus précaire de tester et de déployer ces capacités sans perturber la production ou causer des problèmes avec l'équipement. En utilisant la technologie Digital Twin, les ingénieurs peuvent être en mesure de simuler ces développements et de valider la fonctionnalité des concepts à travers des prototypes virtuels entièrement opérationnels de machines individuelles et de systèmes de machines. Cela peut aider les équipes de fabrication à avancer avec confiance dans leurs déploiements physiques, avec une idée précise des résultats possibles.
Simulations d'événements — Dans la lignée du prototypage IoT, les utilisateurs de la technologie Digital Twin peuvent souhaiter tester différents événements qui peuvent survenir avec les équipements de fabrication. Un certain nombre de solutions incluent la technologie d'apprentissage automatique et/ou d'intelligence artificielle qui informe les simulations de ces événements, basées sur des événements précédents et des analyses connexes. Comment une machine réagirait-elle lorsqu'une machine voisine s'arrête, ou lorsqu'un composant se casse ou surchauffe ? Les simulations de ces événements à l'aide de jumeaux numériques peuvent aider les équipes de fabrication à se préparer à de tels scénarios, et à ajuster de manière proactive les processus si certaines simulations révèlent des résultats moins souhaitables. À l'inverse, si les simulations conduisent à des résultats positifs, cela peut inspirer confiance dans la poursuite de certains processus ou dans la réalisation de changements planifiés aux équipements et aux flux de travail. Les simulations virtuelles peuvent permettre une variété de tests et d'informations uniques sans avoir besoin de perturber les opérations et de risquer des résultats indésirables.
Logiciels et services liés au logiciel Digital Twin
Les solutions suivantes peuvent être utiles pour les équipes de fabrication envisageant la technologie Digital Twin dans leur entreprise, et peuvent offrir des capacités similaires à celles observées dans ces solutions de pointe ou compléter ces plateformes d'une manière ou d'une autre.
Logiciel de conception de produits et de machines — Le logiciel de conception de produits et de machines est un sous-ensemble de logiciel CAO conçu spécifiquement pour la modélisation de pièces, de composants et d'assemblages, tels que ceux observés dans les processus de fabrication. Ces modèles 3D sont similaires à ceux créés sur les plateformes de jumeaux numériques. Bien avant que les machines d'usine ne soient intégrées dans un environnement IoT, les fabricants et les fournisseurs d'équipements peuvent utiliser des outils de conception de produits et de machines pour créer des plans de ces machines, de leurs pièces contenantes, et des produits qu'elles aideront éventuellement à créer. Ces solutions peuvent s'intégrer aux plateformes de jumeaux numériques pour permettre l'importation ou l'exportation de modèles d'actifs.
Logiciel de fabrication assistée par ordinateur — Le logiciel de fabrication assistée par ordinateur, ou logiciel CAM, aide les équipes de fabrication à programmer leurs machines pour fonctionner comme prévu sur leurs ateliers. Les machines d'usine peuvent effectuer un certain nombre de processus répétitifs, tels que la découpe, le fraisage ou l'ébauche de matériaux. Les outils CAM permettent aux utilisateurs de programmer ces opérations de production en utilisant des modèles CAO existants des machines en question, puis de transmettre ces informations de flux de travail aux machines selon les besoins. Dans certains cas, ces outils offrent des fonctionnalités de surveillance et/ou d'optimisation des processus de machines qui peuvent compléter la fonctionnalité de la technologie Digital Twin.
Systèmes d'exécution de fabrication — Le logiciel de système d'exécution de fabrication, ou logiciel MES, aide les fabricants à surveiller le processus de production en utilisant des données en temps réel provenant de l'équipement de l'atelier et d'autres sources de données. Ces outils peuvent permettre la création de plans et de calendriers de production ainsi que l'allocation des ressources, tant humaines que matérielles. Les responsables et superviseurs de production peuvent utiliser ces plateformes pour obtenir une visibilité sur la production et l'efficacité, afin de pouvoir ajuster les stratégies et les processus ainsi que résoudre tout problème au fur et à mesure qu'il survient. Les données de production et les informations générées au sein de ces plateformes peuvent compléter les informations sur les machines offertes par les plateformes de jumeaux numériques, permettant la surveillance la plus complète des opérations de fabrication et des nombreuses ressources impliquées.
Logiciel d'analyse IoT — Une fois que l'équipement d'usine et d'autres actifs sont équipés de technologie intelligente, cela peut permettre un niveau de collecte de données sans précédent, avec des observations sur les processus de travail, les conditions environnementales, les performances des machines, et plus encore. Le logiciel d'analyse IoT aide à donner un sens à ce flux constant de données, à la fois structurées et non structurées. Un exemple principal de ces capacités est de tirer des informations exploitables à partir de données de séries chronologiques, ce qui peut aider les utilisateurs à prédire les résultats futurs des machines intégrées et de leurs environnements environnants et à prendre des décisions éclairées pour optimiser les conditions et les performances. Les outils de cette catégorie peuvent s'intégrer directement aux plateformes de jumeaux numériques pour créer un flux de données transparent et permettre l'analyse la plus précise des actifs et des processus distribués. Certaines plateformes peuvent offrir des fonctionnalités à la fois de logiciel d'analyse IoT et de logiciel Digital Twin.