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Le Digital Twin

Les jumeaux numériques jouent un rôle central dans l'industrie, transformant les processus tout au long de la chaîne de valeur. En tant que représentations virtuelles de produits, de processus ou de performances, elles relient les étapes aux données, améliorant l'efficacité, réduisant les défaillances, raccourcissant les cycles et débloquant des opportunités offrant un avantage durable à l'échelle mondiale.

Des jumeaux numériques autonomes tout au long de la chaîne de valeur

Pour tirer pleinement parti du potentiel du jumeau numérique, les systèmes réels n'ont pas seulement besoin d'être mis en réseau les uns avec les autres : ils doivent également développer la capacité de « penser » et d'agir de manière autonome. Le développement évolue dans le sens de l'intelligence artificielle, de la simple perception mutuelle et de l'interaction à la communication et à l'optimisation indépendante. Cela nécessite également des systèmes d'information intégrés qui permettent un échange continu de renseignements.

Le développement de jumeaux numériques nécessite des systèmes logiciels puissants qui peuvent les mettre en œuvre tout au long de la chaîne de valeur — pour planifier et concevoir des produits, des machines et des usines et exploiter des produits et des systèmes de production. Cela permet aux utilisateurs d'agir de manière beaucoup plus souple et efficace et de personnaliser leur fabrication.

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Le jumelage numérique du produit, de la production et de la performance

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Le jumeau numérique du produit est créé dès l'étape de la définition et de la conception d'un produit planifié. Cela permet aux ingénieurs de simuler et de valider les propriétés du produit en fonction des exigences respectives : par exemple, le produit est-il stable et est-il intuitif à utiliser ? La carrosserie de la voiture offre-t-elle la plus faible résistance à l'air possible ? Les appareils électroniques fonctionnent-ils de manière fiable ? Qu'il s'agisse de mécanique, d'électronique, de logiciels ou de performances du système, le jumeau numérique peut être utilisé pour tester et optimiser tous ces éléments à l'avance.

Il en va de même pour les jumeau numérique de la production. Il implique tous les aspects, des machines et des contrôleurs d'usine aux lignes de production entières dans l'environnement virtuel. Ce processus de simulation peut être utilisé pour optimiser la production à l'avance grâce à la génération de code PLC et à la mise en service virtuelle. Par conséquent, les sources d'erreur ou de défaillance peuvent être identifiées et évitées avant le début de l'exploitation réelle. Cela permet de gagner du temps et de jeter les bases d'une production de masse personnalisée, car même des itinéraires de production très complexes peuvent être calculés, testés et programmés avec un coût et un effort minimes en très peu de temps.

À son tour, la jumeau numérique de la performance est constamment alimenté par des données opérationnelles provenant de produits ou de l'usine de production. Cela permet de surveiller en permanence des informations telles que les données d'état des machines et les données de consommation d'énergie provenant des systèmes de fabrication. À son tour, cela permet d'effectuer une maintenance prédictive pour éviter les temps d'arrêt et optimiser la consommation d'énergie. Et certaines entreprises utilisent des services axés sur les données pour élaborer de nouveaux modèles d'affaires, comme le montre l'exemple de l'entreprise de génie mécanique Heller. Parallèlement, les connaissances fondées sur les données sur des systèmes comme Insights Hub (anciennement MindSphere) peuvent être réintroduites dans toute la chaîne de valeur jusqu'au système de produits. Cela génère une boucle décisionnelle complètement fermée pour le processus d'optimisation continue.

Gamme complète de produits et services

Siemens Digital Enterprise Suite offre des solutions logicielles et d'automatisation parfaitement coordonnées et intégrées pour créer une approche globale : une plateforme de données centrale est utilisée pour numériser l'ensemble du processus à valeur ajoutée de l'industrie. Les réseaux de communication industriels intelligents permettent des échanges de données simples au sein des différents modules de production et recueillent des données opérationnelles sur une base continue.

La stratégie Defense in Defence de Siemens garantit que les entreprises sont en mesure de faire face aux exigences croissantes en matière de sécurité industrielle et que les installations industrielles sont efficacement protégées contre les attaques internes et externes. Les mécanismes de sécurité conformes aux normes — de la protection par mot de passe à la surveillance continue de la sécurité — offrent une protection fiable et personnalisée à l'usine numérique.

MindSphere sert également de plateforme pour développer de nouveaux modèles d'affaires numériques pour les entreprises industrielles et complète le portefeuille de services numériques basés sur les données de Siemens pour l'environnement industriel. Il offre des fonctions de sécurité de pointe pour l'acquisition de données sur le terrain et pour le transfert et le stockage de ces données dans le nuage.

Réalisations initiales

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Grâce à Siemens Digital Enterprise Suite, les clients peuvent commencer à investir dès aujourd'hui dans des solutions pérennes pour la mise en œuvre étape par étape de l'Industrie 4.0. Par exemple, le fabricant de machines à usage spécial Bausch + Ströbel utilise la numérisation comme clé de la cohérence de son ingénierie. L'entreprise s'attend à une augmentation de l'efficacité d'au moins 30 % d'ici 2020 grâce au temps gagné au cours de la seule ingénierie.De même, Schunk, leader mondial de la technologie de serrage et des systèmes de préhension, utilise déjà des solutions de numérisation pour ses composants de systèmes de serrage à commande électrique. Ce nouveau processus d'ingénierie permettra de raccourcir considérablement les délais de projet, d'accélérer la mise en service et d'augmenter considérablement l'efficacité lors de la construction d'usines similaires.

À tous les niveaux

La mise en réseau des machines entre elles et avec des systèmes de niveau supérieur permet une gestion centralisée des ressources et des données de production. Cela garantit des avantages en termes de coûts d'approvisionnement et d'exploitation, ce qui signifie que les données sur les commandes sont disponibles dans toute l'entreprise, et il est possible d'identifier des stratégies optimales pour attribuer les commandes aux différents sites de production au sein de l'organisation. De plus, le stock de matériaux, les processus logistiques et la disponibilité des outils peuvent être vus d'un coup d'œil et coordonnés efficacement.

Grâce à une meilleure documentation des processus de fabrication et des paramètres de production, le potentiel offert par le jumeau numérique dans le domaine de la gestion de la qualité est tout aussi passionnant. Si les fabricants savent exactement quel composant a été installé, avec quelles caractéristiques, dans quels produits et comment il a été installé, ils peuvent apporter une réponse ciblée aux problèmes potentiels et optimiser leurs processus. Dans son usine de production Simatic à Amberg, en Allemagne, Siemens utilise déjà un système complet de documentation et d'évaluation et a atteint un taux d'erreur extrêmement faible dans la production.

Et dans l'industrie des procédés également, le jumeau numérique assure une efficacité et une productivité accrues : en passant de l'ingénierie intégrée aux opérations intégrées, Siemens permet aux entreprises du secteur des procédés de créer un modèle de données complet, de l'ingénierie de l'usine à l'exploitation. Dans ce domaine également, la numérisation assure un délai de mise sur le marché plus court, une plus grande flexibilité et une efficacité accrue. Cela donne aux entreprises la possibilité de réagir avec succès à la volatilité et à la diversité des marchés mondiaux et d'accroître leur productivité ainsi que l'efficacité énergétique et des ressources.

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