Un jumeau numérique (également connu sous le nom de digital twins en anglais) est la réplique virtuelle en trois dimensions et au millimètre près d’un objet, d’un système ou d’une infrastructure physique. Appliquée à l’industrie, cette technologie permet de modéliser intégralement une usine et l’ensemble de ses équipements, robots, bras articulés, lignes de production, espaces de stockage, réseaux énergétiques.

À la façon du BIM (Building Information Modeling), déjà utilisé dans le secteur du bâtiment, cette représentation à l’identique permet de surveiller les chaînes de fabrication, de connaître l’efficacité de chaque machine, d’évaluer l’usure d’un bâtiment, de jauger le taux de remplissage d’un entrepôt, ou encore de prévoir avec une grande fiabilité les pannes éventuelles. Un véritable atout pour optimiser le fonctionnement des sites.

 Le jumeau numérique, représentation virtuelle d’un objet réel. © Central Supelec 

Un outil au service de la performance

La précision du modèle virtuel ne réside pas seulement dans la simulation statique, mais également dans l’exploitation des données récoltées en continu par les capteurs IoT et les systèmes Scada (Système de contrôle et d’acquisition de données), qui permettent de produire une représentation dynamique, nourrie en permanence d’informations et évolutive en temps réel. Et les gains sont concrets.

Dans l’industrie automobile, le jumeau numérique d’une chaîne d’assemblage donne la possibilité de tester virtuellement l’implémentation d’une nouvelle machine avant de la mettre en service physiquement, puis de vérifier qu’elle opère correctement et à plein régime, tout en traquant le moindre signe de défaillance. À la Digital Factory de Renault, cette technologie a permis de simuler plus de 90 % des opérations avant leur mise en œuvre réelle, diminuant ainsi les temps d’ajustement et les coûts de démarrage. Le fabricant de pneus Michelin l’utilise pour monitorer en continu les processus de conception, ce qui lui a permis de réduire drastiquement les erreurs de façonnage.

Vers la convergence des mondes réel et virtuel

Au-delà de la performance opérationnelle, le jumeau est également un atout pour tendre vers un modèle de production plus durable. En modélisant la consommation d’énergie, il permet d’identifier les points de gaspillage. Chez Airbus, ce type de simulation a réduit de 20 % les besoins en électricité lors de certaines étapes d’assemblage.

Cette technologie préfigure une nouvelle ère de symbiose entre ingénierie, production et maintenance, car elle interconnecte entre eux chaque élément des sites industriels pour rendre plus efficients les systèmes de conception, d’exploitation et de production. Elle permet de diminuer les risques de panne, d’optimiser le fonctionnement des infrastructures, d’améliorer la conformité des produits et d’accélérer leur mise sur le marché, tout en réduisant la consommation énergétique et l’empreinte carbone des usines.

Sa puissance réside dans sa capacité à transformer des données abstraites en leviers concrets d’action. La performance réelle découle désormais de la maîtrise du virtuel.