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Le Digital Twin

Les jumeaux numériques jouent un rôle central dans l'industrie, car ils transforment 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 ainsi l'efficacité, réduisant les risques de défaillances, raccourcissant les cycles et ouvrant des opportunités pour créer un avantage durable au niveau mondial.

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

Pour exploiter tout le potentiel du jumeau numérique, les systèmes réels ne doivent pas simplement être interconnectés : ils doivent également développer leur capacité à « penser » et à agir de manière autonome. Le développement va dans le sens de l'intelligence artificielle, qu'il s'agisse de la simple perception et de l'interaction mutuelles à la communication et à l'optimisation indépendante. Cela nécessite également des systèmes d'information intégrés qui permettent un échange continu d'informations.

Le développement de jumeaux numériques nécessite de puissants systèmes logiciels capables de les implémenter tout au long de la chaîne de valeur, pour la planification et la conception de produits, de machines et d'installations et pour l'exploitation des produits et des systèmes de production. Cela permet aux utilisateurs d'agir de manière beaucoup plus flexible et efficace et de personnaliser leur fabrication.

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Jumeau numérique du produit, de la production et de la performance

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Le jumeau numérique du produit est créé dès la phase de définition et de 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 son utilisation est-elle intuitive ? La carrosserie de la voiture offre-t-elle la résistance à l'air la plus faible possible ? Les composants 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 le jumeau numérique de production. Cela concerne tous les aspects, des machines aux contrôleurs d'usine en passant par les chaînes de production complètes dans un 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. Ainsi, les sources d'erreur ou de panne peuvent être identifiées et évitées avant le début des opérations. Cela permet de gagner du temps et jette les bases d'une production de masse personnalisée, car même des itinéraires de production très complexes peuvent être calculés, testés et programmés avec un minimum de coûts et d'efforts en très peu de temps.

À son tour, le jumeau numérique de la performance est constamment alimentée par les données opérationnelles des produits ou de l'usine de production, permettant de surveiller en permanence des informations telles que les données d'état des machines et les données de consommation d'énergie des systèmes de fabrication. En conséquence, on peut effectuer une maintenance prédictive afin d'éviter les temps d'arrêt et d'optimiser la consommation d'énergie. Certaines entreprises utilisent des services pilotés par les données pour développer de nouveaux modèles commerciaux, comme le montre l'exemple de la société de génie mécanique Heller. Dans le même temps, les connaissances fondées sur les données concernant des systèmes tels que Insights Hub (anciennement MindSphere) peuvent être intégrées à l'ensemble de la chaîne de valeur, jusqu'au système de produits. Cela crée une boucle décisionnelle complètement fermée pour le processus d'optimisation continu.

Gamme complète de produits et services

La Siemens Digital Enterprise Suite propose des solutions logicielles et d'automatisation parfaitement coordonnées et intégrées afin de créer une approche globale. une plateforme de données centrale est utilisée pour numériser l'ensemble du processus de création de valeur ajoutée de l'industrie. Les réseaux de communication industriels intelligents permettent de simples échanges de données au sein des différents modules de production et collectent des données opérationnelles en permanence.

La stratégie Defense in Depth de Siemens garantit que les entreprises soient bien placées pour faire face aux exigences croissantes en matière de sécurité industrielle et que les installations industrielles soient protégées efficacement contre les attaques internes et externes. Des mécanismes de sécurité conformes aux normes, qu'il s'agisse de la protection par mot de passe ou de la surveillance continue de la sécurité, fournissent une protection fiable et personnalisée à l'usine numérique.

MindSphere sert également de plateforme pour développer de nouveaux modèles commerciaux numériques pour les entreprises industrielles, et complète le portefeuille de services numériques pilotés par les données de Siemens pour l'environnement industriel. Elle offre des fonctions de sécurité de pointe pour l'acquisition de données sur le terrain ainsi que pour le transfert et le stockage de ces données dans le cloud.

Les premiers succès

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Avec la Siemens Digital Enterprise Suite, les clients peuvent commencer à investir dès aujourd'hui dans des solutions évolutives pour la mise en œuvre progressive de l'Industrie 4.0. Par exemple, le fabricant de machines spéciales Bausch + Ströbel mise sur la numérisation comme clé de la cohérence de son ingénierie. L'entreprise prévoit une augmentation de son efficacité d'au moins 30 % d'ici 2020 grâce au gain de temps réalisé uniquement au cours de l'ingénierie.
De même, Schunk, le leader mondial des technologies et systèmes de serrage, utilise déjà des solutions de numérisation pour les composants de ces mêmes systèmes à commande électrique. Ce nouveau processus d'ingénierie permettra de raccourcir considérablement les délais des projets, d'accélérer la mise en service et d'améliorer considérablement l'efficacité lors de la construction d'usines similaires.

À tous les niveaux

L'interconnectivité des machines et des systèmes de niveau supérieur permet de gérer les ressources et les données de production de manière centralisée, garantissant des avantages en termes de coûts en matière d'achats et d'exploitation. Concrètement, cela signifie que les données des commandes sont disponibles dans l'ensemble de l'entreprise et qu'il est possible d'identifier des stratégies optimales pour attribuer les commandes aux différents sites de production de l'organisation. En outre, le stock de matériaux, les processus logistiques et la disponibilité des outils peuvent être consultés en un coup d'œil et coordonnés de manière efficace.

Grâce à une meilleure documentation des processus de fabrication et des paramètres de production, le potentiel du jumeau numérique en matière de gestion de la qualité est tout aussi intéressant. Si les fabricants savent exactement quel composant a été installé, quelles fonctionnalités, 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 de production extrêmement faible.

Dans l'industrie de transformation également, le jumeau numérique garantit une efficacité et une productivité accrues : en passant de l'ingénierie intégrée aux opérations intégrées, Siemens permet aux entreprises de ce secteur de construire un modèle de données complet, de l'ingénierie de l'usine à l'exploitation. Dans ce domaine également, la numérisation assure une mise sur le marché plus rapide, une plus grande flexibilité et une efficacité accrue. Cela donne aux entreprises la possibilité de s'adapter avec succès à la volatilité et à la diversité des marchés mondiaux, et d'augmenter leur productivité ainsi que leur efficacité énergétique et leur utilisation rationnelle des ressources.

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