Les jumeaux numériques, les frères d’armes des industriels

Dans un paysage industriel en constante évolution, l'optimisation de la production et la réduction des coûts sont des enjeux cruciaux pour les entreprises. Depuis quelques, nous assistons à l’apparition de représentations virtuelles d'équipements, de processus ou d'usines entières, offrant des solutions innovantes pour relever ces défis, les jumeaux numériques. En simulant, analysant et optimisant les performances de la production industrielle, les jumeaux numériques sont devenus de véritables emblèmes de l’industrie 4.0.

Mieux comprendre ce qu’est un jumeau numérique ?

Ces copies virtuelles permettent de refléter fidèlement les caractéristiques, le comportement et l’évolution dans le temps d’un système. Les jumeaux numériques sont créés en combinant des données provenant de capteurs, de modèles mathématiques et de techniques d'apprentissage automatique, ce qui permet de reproduire puis analyser le fonctionnement d'un système réel dans un environnement virtuel et donc d’envisager différents scenarios.

Les jumeaux numériques en chiffres :

• 73,5 milliards de dollars, la valeur du marché d’ici à 2027
• 40% des grandes entreprises mondiales utiliseront les jumeaux numériques d’ici à 2027

Si la palette d’application des jumeaux numériques va continuer de s’élargir, les industriels peuvent déjà bénéficier de nombreux avantages grâce à ces outils : 

• L'amélioration de l'efficacité énergétique et des ressources, grâce à l'optimisation des processus et à la réduction des gaspillages.
• L'augmentation de la qualité et de la fiabilité des produits, grâce à la simulation et au test virtuel des conceptions et des processus de fabrication.
• La réduction des coûts et des délais de développement, en limitant les essais physiques et les prototypes.
• La flexibilité accrue de la production, en permettant de simuler et de tester rapidement de nouvelles configurations et de nouveaux scénarios.
• L'amélioration de la maintenance et de la disponibilité des équipements, grâce à la détection précoce des défaillances et à la planification proactive des interventions.
• La formation des opérateurs et des techniciens aux procédures de fonctionnement et de maintenance, en leur offrant un environnement d'apprentissage réaliste et sûr.

Cependant, pour être efficaces et performants les jumeaux numériques sont soumis à différents défis. En effet, s’ils permettent à termes de réaliser des économies, ils ont tout de même un coût de création important, il faut aussi garantir leur maintenance avec des compétences et des ressources spécialisées. Aussi, un jumeau numérique ne sera pertinent et efficace que si les données qu’on y incorpore sont fiables et très précises afin de parvenir à une analyse utile. 

Ils possèdent aussi un risque majeur : Si l’on numérise l’intégralité d’un système, cela signifie que l’ensemble de ce système est potentiellement soumis à des menaces extérieures. De fait, le jumeau numérique est exposé aux cyberattaques, et représente une cible de choix pour des personnes mal intentionnées qui pourraient récupérer les informations de l’intégralité d’un site de production.

Ainsi, les jumeaux numériques représentent une avancée technologique considérable, et en particulier pour le secteur industriel. Nul doute que dans un futur proche, nous assisterons à un développement exponentiel de ces outils, en témoignent les nombreuses études sur le sujet. Cependant, les industriels qui utiliseront les jumeaux numériques devront aussi mettre des moyens conséquents en œuvre, que ce soit dans la mise à disposition de ressources ou encore l’amélioration de leur cybersécurité.

Voir notre conférence SEPEM Martigues sur le sujet