Les jumeaux numériques se sont consolidés comme l'une des technologies clés de la transformation numérique vers l'industrie 5.0. Leur flexibilité, évolutivité et capacité à s'adapter à de multiples secteurs et tailles (des PME aux grandes entreprises) en font un outil stratégique pour améliorer l'efficacité opérationnelle.

Un jumeau numérique offre la possibilité de représenter virtuellement un processus, une opération de planta ou un actif physique pour comprendre son comportement. Comme l'indique Deloitte, les jumeaux numériques permettent de capturer des données de propriétés physiques et dynamiques comme épaisseur, couleur, dureté, poids, vitesse ou conditions environnementales, pour simuler des scénarios, prédire des comportements, anticiper des pannes et optimiser des décisions avec plus de précision.

La valeur qu'il apporte dépendra du type de processus ou de système numérisé, mais parmi les avantages les plus significatifs figurent : gain de temps, réduction des coûts et augmentation de la qualité des produits et services offerts.

Avantages des Jumeaux Numériques

Il existe plusieurs avantages clés que les jumeaux numériques offrent aux entreprises :

1- Contrôle de l'état productif

L'un des avantages les plus immédiats est la surveillance continue des processus. Les jumeaux numériques ont des connexions très flexibles qui permettent de se connecter pratiquement à n'importe quelle source de données. Ils peuvent recevoir des données à partir de fichiers Excel mis à jour en ligne, de connexions à des systèmes SCADA, MES, DCS, ERPs, capteurs IoT, voire de connexions directes à des actifs spécifiques via API.

Cette intégration permet de définir des métriques clés, de les visualiser en temps réel et de prendre des décisions basées sur des informations fiables, toujours alignées avec les objectifs commerciaux.

2- Optimisations et corrections en temps réel

La surveillance constante permet de détecter des inefficacités ou des écarts de performance, et également d'agir immédiatement dessus. Lorsqu'un processus s'écarte de sa performance habituelle, le jumeau numérique offre la possibilité d'ajuster des paramètres, de corriger des pannes et de stabiliser le système avant que l'impact ne devienne significatif.

Grâce à ces outils, vous pourrez créer des plans pour optimiser les processus opérationnels dans le secteur industriel de la manière la plus efficace pour votre entreprise.

3- Maintenance prédictive et prévention des erreurs

Une des fonctions les plus puissantes du jumeau numérique est sa capacité à travailler avec des données historiques en plus des données en temps réel. Cela permet de planifier des maintenances prédictives en utilisant des algorithmes de machine learning, qui identifient des motifs de comportement et prédisent quand et où une panne pourrait survenir.

Par exemple, dans le secteur manufacturier, de nombreuses entreprises surveillent des paramètres tels que vibration ou température pour détecter des anomalies dans des presses hydrauliques ou des lignes d'assemblage, et ainsi planifier des maintenances préventives avec précision. La maintenance prédictive joue également un rôle clé en prolongeant la durée de vie des actifs et en réduisant les pannes inattendues, qui ont tendance à provoquer des pics de consommation et de ressources supplémentaires pour des réparations d'urgence.

4- Analyse et simulation de scénarios

Avant de lancer une nouvelle ligne de produits, de redessiner un processus ou d'implémenter une amélioration, les entreprises peuvent utiliser le jumeau numérique pour simuler différents scénarios. Cela permet d'observer comment le système réagirait face à certaines configurations ou décisions, sans avoir besoin d'investir ni de prendre de risques réels.

C'est un outil clé pour le développement de produits, la planification d'usine et la validation de changements avant leur application dans l'environnement physique.

5- Réduction des coûts et augmentation du ROI :

Même si les jumeaux numériques nécessitent un investissement initial, leur retour est rapide et mesurable. Comme l'explique McKinsey, ils permettent de prendre de meilleures décisions plus rapidement, et d'obtenir un retour sur investissement (ROI) plus important grâce à leurs interfaces simples et axées sur des données importantes.

Les jumeaux numériques aident à :

• Réduire les temps d'arrêt.

• Minimiser les erreurs et les retouches par des simulations.

• Optimiser les ressources et les matériaux en réduisant le gaspillage.

• Améliorer la planification des investissements en se basant sur des données réelles.

6- Évolutivité et flexibilité :

Certaines plateformes de jumeaux numériques permettent aux entreprises de faire évoluer les projets de manière modulaire. Elles sont faciles à intégrer et il est possible de commencer par la numérisation d'une machine ou d'un processus spécifique et, si les résultats sont satisfaisants, d'évoluer progressivement vers l'ensemble de l'usine ou même vers des installations situées dans différents emplacements. Cette façon d'évoluer garantit que chaque étape de croissance apporte une valeur réelle.

7- Gestion multi-usine :

Le jumeau numérique peut intégrer des données de plusieurs sites dans un environnement unifié et les présenter par le biais d'une carte interactive. Grâce à cette carte, les différentes installations sont visualisées dans leurs localisations respectives, ainsi que leurs indicateurs de performance, facilitant la comparaison de la performance de chacune. De plus, depuis cette vue d'ensemble, les utilisateurs peuvent accéder à chaque installation pour naviguer dans leur environnement 3D et consulter des données plus concrètes de chacune.

8- Conformité réglementaire :

La traçabilité totale et le contrôle des paramètres critiques qu'offrent ces technologies avancées permettent aux entreprises de se conformer aux réglementations internes et externes avec plus de facilité. De plus, des alertes intelligentes peuvent être configurées pour alerter les responsables si une valeur sort des plages acceptables et, si nécessaire, arrêter les actifs à distance grâce à la connectivité bidirectionnelle.

9- Durabilité et réduction de l'empreinte environnementale :

L'adoption des jumeaux numériques est l'une des manières les plus efficaces de progresser vers une industrie plus durable et respectueuse de l'environnement. Grâce à la surveillance de la consommation d'énergie, de l'utilisation des matières premières et de la génération de déchets, les entreprises peuvent identifier, quantifier et résoudre des inefficacités là où c'est vraiment nécessaire.

Ils permettent également de détecter des schémas de surconsommation, des fuites ou des pics anormaux dans l'utilisation des ressources, afin de mettre en œuvre des actions correctives immédiatement et éviter le gaspillage de matériaux ou l'émission de polluants comme le CO2.

10- Prise de décisions plus éclairée basée sur des données :

Grâce à sa flexibilité pour se connecter à des sources de données de divers types, comme des systèmes financiers, des capteurs industriels ou des outils de gestion, le jumeau numérique permet une vision holistique de l'état de l'entreprise.

Cela facilite la création d'indicateurs de performance personnalisés via des formules et la visualisation des résultats mis à jour en temps réel via des tableaux de bord interactifs ou des environnements 3D immersifs.

En présentant les informations de manière claire, visuelle et actualisée, leur interprétation par différents profils, tels que les équipes techniques ou les comités directeurs, est améliorée, ce qui se traduit par des prises de décisions plus rapides et alignées sur les objectifs.

Un avantage compétitif réel

Les entreprises qui adoptent des jumeaux numériques gagnent en agilité, efficacité, contrôle et sont mieux préparées à relever les défis du marché actuel.

Chez IMMERSIA nous avons accompagné des clients de secteurs tels que la fabrication, l'énergie, la construction ou les smart cities. Chacun avec un point de départ différent, mais tous avec un besoin commun : optimiser leurs processus et visualiser leurs données de manière plus efficace pour prendre de meilleures décisions.

Pour plus de détails sur les défis auxquels ils ont été confrontés avant d'implémenter TOKII et les résultats qu'ils ont obtenus, n'hésitez pas à visiter nos Études de Cas.

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