Un jumeau numérique est une réplique virtuelle détaillée d’un objet physique ou numérique ou d’un système. Semblable à un fichier de conception, le jumeau numérique intègre en plus les évolutions en temps réel du monde physique, en fonction des observations directes et de données transmises par l’objet lui-même, le plus souvent par le biais de capteurs ou de périphériques IoT. Il est possible de créer des jumeaux numériques pour des bâtiments, des machines ou des plateformes de forage offshore, et même pour la reconstruction de la cathédrale Notre-Dame à Paris ou pour résoudre les défis technologiques du rover Mars de la NASA.
Comment fonctionnent les jumeaux numériques ?
Le logiciel de création de jumeaux numériques élabore un modèle virtuel du système à répliquer et en fait une représentation visuelle qui peut prendre la forme d’un schéma en 2D, d’un flux vidéo ou d’une réalité virtuelle qui nécessitera l’utilisation d’un casque.
Contrairement à la plupart des modèles, le jumeau numérique n’est pas statique. À l’aide de capteurs, de caméras et d’autres dispositifs intégrés, le modèle établit des flux de données depuis le système lui-même ou des systèmes externes associés et fournit des informations sur l’état actuel ou les performances de fonctionnement. L’incorporation de ces flux de données au jumeau numérique permet à celui-ci de rendre compte en temps réel de l’évolution du système. À l’aide d’outils de gestion et de traitement des données, le jumeau numérique peut signaler les changements aux parties prenantes, prévoir les événements imminents et donner une vision globale de l’état du système.
Outre la mise en miroir des processus en cours, le jumeau numérique rassemble toutes les données d’archive et de contexte concernant son jumeau physique. Le jumeau numérique enregistre des métadonnées détaillées sur chaque objet physique utilisé, jusqu’aux différentes pièces de la machine. Par exemple, le jumeau numérique d’un immeuble de bureaux peut inclure les fiches d’entretien du système de chauffage, ventilation et climatisation du bâtiment.
Dans ce cas, le jumeau numérique peut se composer d’un ensemble hiérarchisé de jumeaux numériques plus restreints servant de blocs de construction. Le jumeau numérique d’une usine, par exemple, peut également contenir des jumeaux de différents processus secondaires, de chaque équipement utilisé et même du personnel de service. Le jumeau numérique de l’usine peut lui-même faire partie d’un jumeau numérique de plus grande ampleur, représentant les sites de fabrication ou l’ensemble des sites de la société.
Les organisations qui possèdent ou exploitent des actifs complexes, comme les immeubles de bureaux et les systèmes de transport, ont besoin de solutions pour améliorer les opérations, réduire les coûts et proposer des produits plus compétitifs. Avec les réseaux informatiques haut débit, le traitement avancé des données et surtout la technologie IoT, les jumeaux numériques permettent d’intégrer davantage de données et de générer des informations stratégiques à une vitesse inédite.
Que faire avec un jumeau numérique ?
Les jumeaux numériques ont une infinité d’usages, dont les principaux sont les suivants :
- Utilisation de la plateforme à des fins de prototypage et de conception
- Surveillance et dépannage des systèmes
- Réalisation de tests sur les systèmes
- Optimisation des processus par l’analyse des données
- Formation des nouvelles recrues ou du personnel en place
- Création d’environnements de réalité virtuelle
- Désignation d’un jumeau numérique comme source de données unique
Dans quels domaines les jumeaux numériques sont-ils utiles ?
- Architecture, Ingénierie et Construction : en complément des systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) et de modélisation des données du bâtiment (BIM), les propriétaires et gestionnaires d’actifs dans le domaine de l’architecture, l’ingénierie et la construction ont tout intérêt à créer des jumeaux numériques des bâtiments et des systèmes. Ces jumeaux numériques aident à respecter les délais et le budget des projets de construction de grande ampleur et de haute complexité.
- Logistique : les jumeaux numériques permettent d’obtenir une vue globale indispensable pour gérer des ensembles complexes de systèmes interdépendants et de facteurs externes imprévisibles, par exemple dans un port ou un centre d’expédition.
- Fabrication : les jumeaux numériques sont largement utilisés dans l’industrie, où ils permettent de surveiller et de commander les systèmes, de suivre les processus de fabrication et d’analyser les performances.
- Villes intelligentes : partout dans le monde, dans des villes comme Singapour ou Londres, l’ensemble de l’aire urbaine est modélisée à l’aide de jumeaux numériques qui permettent d’observer les mouvements de circulation, d’analyser le développement de certaines zones, de générer des cartes de santé publique et de prévoir l’impact des décisions de planification.
Problèmes de création et de gestion des jumeaux numériques
Si la généralisation de la technologie IoT permet d’élargir l’usage et les avantages des jumeaux numériques à de nouveaux secteurs, des défis technologiques, logistiques et même juridiques demeurent.
- Gestion des données : les jumeaux numériques reposent sur des données, la plus grande quantité possible de données. Mais il n’est pas toujours facile de s’assurer que toutes ces données sont envoyées au bon endroit, sans créer de redondances ou de goulets d’étranglement.
- Architecture informatique et réseau : pour être efficace, un jumeau numérique a besoin d’un réseau, parfois d’un ensemble de réseaux, capables de gérer les charges de données et d’utiliser des modèles de périphériques IoT. Les jumeaux numériques ont aussi parfois besoin de l’edge computing pour réduire la latence et optimiser les performances du réseau.
- Propriété intellectuelle : l’amplitude et la précision des données nécessaires pour créer de puissants jumeaux numériques rendent inévitable l’apparition de conflits d’accès à certaines données confidentielles de l’entreprise. Peut-être les possibilités de partage mutuel permettront-elles aux entreprises de s’entendre sur le partage sécurisé de données précieuses entre différents propriétaires et gestionnaires d’actifs.
En quoi FlashBlade est-elle la solution idéale de stockage de données pour les jumeaux numériques ?
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