Les entreprises tournées vers l’avenir exploitent les jumeaux numériques pour concevoir, corriger, perfectionner et innover avec efficacité, qu’il s’agisse de produits physiques ou digitaux. Vous ignorez ce que sont les jumeaux numériques ? Découvrez-le ci-dessous !
L’Internet des objets (IoT) donne la possibilité aux entreprises de recueillir une quantité astronomique de données issues du monde réel. Appliqué au contexte commercial, l’IoT transforme en profondeur divers processus de production et de prestation de services. Il facilite également la mise en place de simulations en temps réel pour des offres nouvelles ou existantes.
Un niveau de simulation avancé, ou un concept de jumeau numérique tirant parti de l’IoT, vous donne accès à des informations terrain d’une grande précision.
Maîtriser, tant sur le plan technique que théorique, le concept de jumeau numérique ouvre un champ d’opportunités immense.
Vous pouvez créer des solutions en tant qu’agence spécialisée, collaborer avec de grandes entreprises ou encore viser des postes bien rémunérés au sein de structures de premier plan. Sans oublier que vous pouvez également appliquer cette technologie dans votre propre entreprise. Alors, découvrons ensemble ce qu’est un jumeau numérique, comment il fonctionne, pourquoi il est important, et bien plus encore.
Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?
Un jumeau numérique est une modélisation virtuelle, informatisée, de produits physiques, d’actifs, de ressources humaines, de déroulements de processus métiers, et de logiciels numériques.
Durant tout le cycle de vie d’un produit, le jumeau numérique recueille des données en temps réel par le biais de capteurs et d’entrées d’enquêtes. Un algorithme d’analyse de données examine les informations collectées afin de générer des prédictions.
Ainsi, l’équipe de développement de produits est en mesure de déboguer un produit, d’optimiser le prochain cycle de développement, de découvrir des pistes commerciales novatrices, etc.
Des jumeaux numériques peuvent exister pour tout ce qui représente un intérêt commercial. Tout élément peut être reproduit dans un programme informatique, depuis un simple entrepôt jusqu’au siège social d’une multinationale, en passant par les engins spatiaux, les plateformes pétrolières en mer, les systèmes hyperloop, les CRM, et les logiciels de cybersécurité.
Comment fonctionne un jumeau numérique ?
Le parcours d’un jumeau numérique débute par la création d’une réplique graphique d’un objet physique. Par exemple, si vous souhaitez une réplique numérique d’un immeuble de bureaux, vous utiliserez un logiciel de CAO pour l’architecture du bâtiment. De plus, vous pouvez exploiter des scanners 3D pour les différents espaces internes afin de rendre la réplique numérique la plus fidèle possible.
Ensuite, il est nécessaire de placer des dispositifs IoT pour collecter des données. Il peut s’agir de thermostats, de caméras de sécurité intelligentes dotées de la reconnaissance optique de caractères, de boîtiers Wi-Fi maillés, de capteurs de température, d’humidité, de qualité de l’air ou encore de niveau sonore.
Grâce à un ou plusieurs dispositifs d’analyse périphérique, vous pouvez extraire des informations précieuses de ces appareils et capteurs IoT. Après une analyse locale, vous pouvez sauvegarder les données dans le cloud et les exploiter pour générer un modèle en direct du bâtiment sur ordinateur, en utilisant le modèle CAO.
Le jumeau numérique reproduira tous les événements se produisant au sein du bâtiment. Avec un flux continu de données, vous pouvez anticiper les flux de personnes, la consommation électrique, la couverture Wi-Fi, l’utilisation de la climatisation, l’utilisation optimale des espaces commerciaux, et bien d’autres choses.
Types de jumeau numérique
#1. Jumeaux d’actifs commerciaux
Quand deux composantes ou plus d’une entreprise interagissent pour produire des résultats valorisables, on parle d’actif commercial. Lorsque vous créez des jumeaux numériques de ces actifs, vous obtenez des jumeaux d’actifs.
Ces répliques numériques vous permettent d’étudier l’interaction réelle des composantes et de collecter des données de performance pour optimiser les processus.
#2. Jumeaux de pièces ou de composants
Les jumeaux de pièces ou de composants sont des représentations numériques de la plus petite unité d’un processus métier. Par exemple, un convoyeur ou un bras robotisé peut être modélisé numériquement sur un programme informatique à des fins de simulation.
#3. Jumeaux d’unité ou de système
Les jumeaux d’unité sont des reproductions numériques dotées de données opérationnelles en direct pour les systèmes d’entreprise pouvant produire un produit intermédiaire ou un produit fini. Par exemple, une machine de mise en bouteille d’eau minérale qui produit de l’eau conditionnée pour l’unité d’étiquetage.
#4. Jumeaux de processus ou de workflow
Les jumeaux numériques au niveau du workflow ou du processus représentent l’échelon le plus élevé de réplique numérique. Par exemple, la création d’une simulation numérique d’une usine de fabrication automobile réelle constitue un jumeau de processus.
Les jumeaux de processus montrent comment la main-d’œuvre, les actifs robotiques, les unités de production et autres équipements de plus petite taille travaillent de concert pour fabriquer des voitures.
Jumeau Numérique Vs. Simulation
Bien que les deux notions se ressemblent, voici les différences subtiles dans le tableau ci-dessous :
| Caractéristiques/Attributs | Jumeau Numérique | Simulation |
| Échelle | Des petits systèmes d’entreprise aux usines de fabrication gigantesques. | Habituellement, les entreprises utilisent la simulation pour des besoins spécifiques à petite échelle. Par exemple, piloter des avions ou simuler une cyberattaque. |
| Données en direct | Les données en temps réel collectées à partir de l’environnement de l’objet numérisé sont au cœur du jumeau numérique. | Une simulation ne nécessite pas de données en temps réel. |
| Portée de l’étude | Vous pouvez étudier une entreprise entière ou une tâche de nature infime. | La simulation se concentre sur une tâche à la fois. |
| Partage d’informations | Un jumeau numérique partage automatiquement les informations de sortie avec l’objet ou le processus physique. | Une simulation ne partage pas automatiquement les informations. Vous devez implémenter les résultats manuellement. |
Cas d’utilisation du jumeau numérique
#1. Fabrication
Les jumeaux numériques ont pour but de refléter le cycle de vie d’un produit. Il n’est donc pas surprenant de constater que les jumeaux numériques sont devenus essentiels dans toutes les étapes de fabrication, guidant les produits de la conception au produit fini, en passant par toutes les étapes intermédiaires.
#2. Santé
Tout comme les produits et services, les patients peuvent également bénéficier de la technologie du jumeau numérique. Une multitude d’appareils IoT de santé recueilleront des données à différents niveaux.
Les experts peuvent appliquer ces données de santé et ces stratégies de traitement sur une réplique numérique pour simuler une situation. Cette méthode génère les approches les plus adaptées pour prendre en charge une pathologie.
#3. Automobile
Les véhicules comprennent de nombreux systèmes complexes, variables et interdépendants. Les concepteurs et les ingénieurs utilisent intensivement les jumeaux numériques dans la conception et la production automobile.
Cette approche permet d’améliorer les véhicules, de réduire les coûts de production et de générer des revenus considérables pour l’industrie automobile.
#4. Commerce de détail
Les grandes enseignes ont déjà appliqué la technologie du jumeau numérique dans leurs centres commerciaux et leurs espaces de vente.
Ils collectent des données clients via divers dispositifs IoT qui suivent le ressenti des consommateurs face aux présentations de produits, aux emballages, au choix d’une marque spécifique, aux critères de prix, etc.
Ensuite, en analysant ces données, les équipes marketing peuvent établir des stratégies de vente au détail afin d’optimiser les ventes.
Utilisations du jumeau numérique dans l’IoT
L’IoT et la technologie du jumeau numérique sont interconnectés. Il est nécessaire de déployer des dispositifs IoT pour recueillir des données en direct sur l’objet réel et transférer ces données vers la réplique numérique dans un serveur informatique.
Étant donné que les objets connectés peuvent communiquer entre eux, et avec un serveur central, il est aisé de collecter des données globales sur l’objet physique que vous surveillez. Les dispositifs IoT transmettent en permanence des données afin que le modèle de jumeau numérique puisse analyser et présenter des informations sur les performances.
De même, les fabricants d’objets connectés peuvent aussi créer une réplique numérique d’un dispositif, ou de toute une maison ou d’un bureau, et tester l’efficacité des différents objets connectés qu’ils souhaitent développer.
Par exemple, un fabricant d’objets connectés peut créer une simulation d’une maison intelligente à l’aide de la CAO et de la numérisation 3D de la maison physique. Ensuite, dans son jumeau numérique, il peut placer divers dispositifs IoT à différents emplacements et vérifier s’ils peuvent se connecter au Wi-Fi domestique ou s’ils nécessitent des améliorations.
Avantages du jumeau numérique
Voici les avantages dont votre entreprise peut bénéficier lorsque vous mettez en œuvre cette technologie :
#1. Efficacité améliorée
Lorsqu’un nouveau produit est en phase de fabrication, vous pouvez optimiser l’ensemble du processus en temps réel, remplacer l’équipement défectueux de l’usine, prévenir les accidents et minimiser les arrêts du système.
#2. Recherche et développement rentable
Avec une copie jumelle numérique d’un produit ou d’un service réel, vous disposez d’une masse de données de performance sur un serveur centralisé.
Par conséquent, vous pouvez extraire et analyser ces données pour faire des prédictions et formuler des hypothèses. Si ces hypothèses se confirment, vous découvrez de nouveaux produits, services ou modèles de revenus à partir de produits et services existants.
#3. Meilleure performance
Vous pouvez également garantir des performances optimales et constantes des produits et services en recueillant des données en temps réel grâce à l’IoT, et en projetant ces données sur des jumeaux numériques.
Par exemple, tout dysfonctionnement système imminent apparaîtra automatiquement sur votre écran. Vous pouvez arrêter le processus en toute sécurité et remplacer immédiatement l’équipement pour éviter de perdre des heures de production.
#4. Surveillance sans souci
Pour les équipements de fabrication dangereux, vous pouvez exploiter la surveillance à distance via un modèle de jumeau numérique.
#5. Prédiction
Le secteur manufacturier et l’hôtellerie peuvent prédire avec précision leurs capacités de production ou de service en vue de commandes importantes.
#6. Temps de production minimal
En outre, vous pouvez réduire considérablement les défauts, les impuretés et le temps de production d’un produit en simulant divers défauts et problèmes sur son jumeau numérique. Une fois les solutions identifiées, appliquez-les au produit pour l’améliorer.
#7. Gestion de la fin de vie des produits
Les fabricants peuvent planifier des stratégies de gestion de la fin de vie ou de recyclage, avant même la production des prototypes.
Les répliques numériques peuvent également fournir des informations sur les matières dangereuses, afin que les concepteurs de produits puissent utiliser des alternatives plus sûres.
Défis du jumeau numérique
Comme toute nouvelle technologie, le jumeau numérique fait également face à des défis, notamment :
- Les capteurs IoT collectent des données massives issues du monde réel pour le programme de jumeau numérique. Mais l’analyse efficace et en temps utile de ces immenses ensembles de données constitue un défi majeur.
- Avant de pouvoir analyser des données, vous devez les traiter par le biais du nettoyage et de la mise en forme. Cela représente aussi un goulot d’étranglement.
- Étant donné que vous collectez des téraoctets de données, vous devez les stocker en toute sécurité jusqu’à ce que vous en extraire des informations exploitables. Le coût du stockage sécurisé des données augmente de jour en jour.
- La technologie du jumeau numérique repose fortement sur l’IoT. Or, l’IoT constitue une infrastructure coûteuse qui nécessite une maintenance, un stockage conséquent, une connexion Internet haut débit et une surveillance de la sécurité.
- Intégrer l’outil de création de jumeau numérique avec un logiciel existant est complexe. Les grands développeurs de logiciels créent des intégrations individuelles comme l’intégration CAO pour les logiciels PLM. Il existe donc un risque de monopole et de dépendance à des fournisseurs.
- Le flux d’informations sur le jumeau numérique peut être restreint, car des fournisseurs tiers ne souhaitent pas partager les données internes relatives à leur processus de production, à leur chaîne d’approvisionnement, à leur inventaire, etc.
- Enfin, cette technologie est extrêmement complexe et a une courbe d’apprentissage importante. Vous ne pouvez pas former votre personnel du jour au lendemain. Vous devez faire appel, dans un premier temps, à des professionnels hautement qualifiés.
Vous pouvez désormais explorer l’avenir de la technologie des jumeaux numériques.
L’avenir des jumeaux numériques
La croissance future des jumeaux numériques reposera principalement sur l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique. Les entreprises étendront cette application technologique, des actifs et processus les plus coûteux à tout ce qui concerne la croissance de l’entreprise, car le coût d’acquisition diminuera à mesure que la technologie se perfectionnera.
Selon Fortune Business Insights, la part de marché de la technologie des jumeaux numériques devrait atteindre 96,49 milliards de dollars d’ici 2029.
À l’avenir, l’implication du cloud computing, de la réalité augmentée et de l’IoT s’intensifiera également dans la mise en œuvre des jumeaux numériques. Par conséquent, ces options de carrière feront émerger un énorme besoin de professionnels qualifiés.
Ressources d’apprentissage
Construire des jumeaux numériques industriels
Vous devriez lire l’ouvrage « Building Industrial Digital Twins » pour découvrir comment créer un produit minimum viable (MVP) à l’aide de la technologie des jumeaux numériques.
Ce livre traite également de l’interface utilisateur Microsoft Azure Digital Twin, de la conception, de l’exploitation et de la maintenance d’actifs et de produits industriels au moyen de la technologie du jumeau numérique, ainsi que des cas d’utilisation réels et pratiques de cette technologie de pointe.
Digital Twin : un guide complet
« Digital Twin A Complete Guide » est proposé avec du matériel d’étude numérique et un exemplaire du livre de poche.
Vous développerez des compétences en matière de questions-réponses sur la technologie des jumeaux numériques grâce à cette ressource. De plus, une auto-évaluation est proposée à la fin de l’ouvrage.
Jumeau numérique : guide du débutant
« Digital Twin: Beginner’s Guide » vous aide à déterminer si votre entreprise a besoin de cette technologie tournée vers l’avenir pour résoudre ses problématiques. En outre, il vous permet d’évaluer s’il est nécessaire de former votre personnel aux jumeaux numériques.
Divers modules d’évaluation s’avèrent particulièrement utiles pour les consultants, les conseillers, les gestionnaires, les professionnels, etc.
Jumeau numérique : philosophie pour la nouvelle révolution numérique
En participant au cours virtuel sur le jumeau numérique, vous pourrez comprendre l’existence, la réalité et l’évolution future de la technologie des jumeaux numériques.
Ce contenu pédagogique de 33 minutes portera notamment sur :
- Les nouveaux protocoles de jumeaux numériques
- Le BIM à l’ère du jumeau numérique
- Les principes jumeaux
- La révolution numérique
Le cours comprend 5 conférences vidéo.
Jumeau numérique : un aperçu complet
Ce cours de présentation complet sur le jumeau numérique est idéal pour appréhender les concepts et les technologies liés au jumeau numérique depuis le début. À travers 18 sections, vous trouverez 46 conférences vidéo que vous pouvez visionner autant de fois que nécessaire afin d’en maîtriser les fondements.
Le cours abordera notamment l’industrie 4.0, la mise en œuvre du jumeau numérique, les défis, les perspectives de carrière et bien d’autres sujets.
Derniers mots
Vous avez désormais exploré les concepts fondamentaux des jumeaux numériques, de leur définition de base à leur application concrète. Vous avez également découvert des ressources d’apprentissage et de lecture qui pourront vous aider dans votre parcours visant à maîtriser la technologie des jumeaux numériques pour les entreprises, les agences ou en tant que professionnel.
Découvrez ensuite les meilleurs outils de simulation de cyberattaques.