La fabrication industrielle est confrontée à des défis toujours nouveaux et de plus en plus importants. La pénurie de travailleurs qualifiés est omniprésente depuis longtemps. En outre, les cycles de vie des produits sont plus courts et la diversité des variantes est plus grande avec des lots de petite taille. Dans le même temps, la dynamique du marché et l’évolution des chaînes d’approvisionnement exigent des taux d’utilisation des machines toujours plus élevés, une plus grande transparence sur la production et la capacité des employés à accomplir leurs tâches de manière ciblée. Dans cet environnement complexe, le concept de jumeau numérique est considéré comme une grande lueur d’espoir. Une raison suffisante pour dépasser les limites de la réalité et répondre à la question suivante : « Alors, qu’est-ce qu’un jumeau numérique ? »
Jumeau numérique : modèle numérique de l’objet réel
La chose la plus importante qu’il convient de préciser en premier lieu : si on le mesure par rapport à la compréhension humaine, le concept de jumeau numérique est inadéquat d’un point de vue technique. Certes, il s’agit bien de la transformation d’une réalité réelle ou supposée, avec tous ses détails et propriétés, en espace numérique. Cependant, une telle réplique numérique serait totalement incapable d’agir par elle-même et serait donc inutile.
Le jumeau numérique devient un élément de valeur uniquement grâce au modèle numérique de l’objet réel et à son image numérique. Par conséquent, les modèles numériques sont des représentations dynamiques en 3D d’un objet réel, pouvant être utilisées pour des simulations et des analyses. Les images numériques des composants réels correspondants représentent à leur tour les données saisies ou à simuler à partir de ces modèles. Ce n’est que grâce à l’intégration de modèles et d’ombres numériques du composant réel que le jumeau numérique est finalement capable d’améliorer les produits et les processus concernés, ou de prévenir les erreurs dans une boucle de contrôle continue pour la simulation, l’analyse et l’optimisation sur la base des informations générées.
Avantages pour le client
La valeur ajoutée à dégager est multiple. Par exemple, le DMG MORI DIGITAL TWIN distingue ses avantages pour le client en trois domaines :
- Augmentation du nombre d’heures de broche utilisées de manière productive
- Déplacement des activités hors production, telles que les processus de rodage et la programmation, vers le monde virtuel.
- Prévention des temps d’arrêt des machines dus aux collisions
- Réduction des coûts liés aux composants
- Réduction des temps de cycle grâce à l’optimisation des processus et à la transparence des facteurs de coût.
- Prévention des rejets grâce à une simulation préalable et à une détection simplifiée des défauts
- Responsabilisation des employés
- Réduction du taux de défauts grâce à une formation précoce et, si nécessaire, à une formation continue
- Simplification des tâches de travail complexes en augmentant la transparence
Essais réalistes d’usinage et formations
Concrètement, DMG MORI DIGITAL TWIN peut donc être utilisé, entre autres, pour développer une machine prévue entièrement dans l’espace virtuel et pour simuler, analyser et améliorer sa capacité avec des commandes, des outils, des dispositifs de serrage et des pièces à usiner virtuels jusqu’à ce que le résultat réponde à toutes les attentes de l’innovation. Chaque touche de la commande, chaque changement d’outil, chaque situation de serrage, chaque mouvement d’axe, chaque charge de broche : tout peut être examiné et optimisé numériquement avec et sur un jumeau numérique. Et ce, avant même de s’atteler à la production de la machine « réelle ».
En outre, les clients peuvent ensuite effectuer des essais réalistes d’usinage de leurs composants pendant que la machine est encore en cours de construction. Ils peuvent perfectionner les programmes CNC de leur nouvelle machine et former leur personnel avant même que celle-ci ne soit installée dans leur propre atelier. Et une fois installée, la machine peut communiquer en permanence à son jumeau numérique des informations sur l’état de la machine et les travaux en cours. Les données ainsi obtenues pourraient être utilisées pour améliorer continuellement les processus et prendre des décisions opérationnelles et stratégiques bien fondées.
Il semble presque que les possibilités de la virtualité ne s’arrêtent qu’aux limites de l’imagination humaine. D’autant plus que les jumeaux numériques ne sont pas solitaires, mais peuvent également interagir entre eux sur la base d’une syntaxe et d’une sémantique communes. Ce qui a été décrit ci-dessus pour la machine s’applique donc également, au sens figuré, à des cellules de fabrication robotisées ou à des systèmes de fabrication automatisés comportant un nombre quelconque de machines, de palettes et d’outils, ainsi qu’à des véhicules de transport autonomes et à leurs parcours au sein d’un atelier.
La seule condition préalable est que chaque élément d’un système et chaque propriété d’un service ou d’un processus soient également disponibles avec les données associées sous forme de jumeau numérique connectable. Dans tous les cas, plus les informations disponibles dans le passé sont nombreuses et de qualité, et plus les données déterminées dans le présent sont substantielles, alors plus les algorithmes deviennent « intelligents », plus les analyses sont précises et plus les réponses sont exactes. Cela est particulièrement vrai lorsqu’il s’agit de reconnaître des événements avant même qu’ils ne se produisent dans la réalité.
Définitions
Ce qui vous manque encore, à vous, cher lecteur, après toutes ces explications, c’est une définition claire et concise de ce qu’est un jumeau numérique. Cependant, même la communauté scientifique n’a pas vraiment réussi à s’accorder sur une réponse claire et définissable. Bien entendu, nous vous soumettons volontiers une petite sélection des définitions que nous avons recherchées :