Le 2019 « Application Strategies & Solutions Summit » de Gartner a mis en évidence les défis auxquels les fabricants sont confrontés dans un monde qui continue d’exiger plus de responsabilité de la part de l’industrie manufacturière. Les défis discutés comprenaient la nécessité d’augmenter la croissance des revenus, de permettre une plus grande agilité avec les processus et les ressources de fabrication existants, et d’obtenir plus de valeur à partir des données de l’usine. Au cours de la conférence, le jumeau numérique a été présenté comme un outil puissant pour résoudre les problèmes complexes auxquels l’industrie manufacturière est confrontée aujourd’hui et devrait être confrontée à l’avenir.
Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?
Les jumeaux numériques sont des représentations miroir exactes de processus et de facultés physiques. Le jumeau numérique forme un environnement cyber-physique avec des processus de fabrication physiques où le transfert de données de l’atelier au jumeau numérique est possible. L’environnement virtuel est modélisé à l’aide des données capturées à partir des processus de l’atelier et du matériel IIoT et de pointe déployé au sein d’une installation de fabrication.
La plateforme virtuelle qu’offre un jumeau numérique est l’environnement idéal pour répondre aux questions « que se passe-t-il si » et pour évaluer divers scénarios, notamment :
- Évaluer les effets de diverses contraintes pour développer des processus de fabrication agiles – Les entreprises de fabrication confrontées aux défis d’un cycle de demande fluctuant doivent comprendre l’effet de ces fluctuations sur les calendriers de fabrication, les plans directeurs de production et les stocks disponibles.
Les fabricants peuvent répondre à des questions telles que « comment l’ajout d’un équipement supplémentaire améliore le rendement ou fournit une analyse sur la manière d’optimiser les programmes de production pour répondre à la demande prévue ».
- Optimiser les plans de capacité et la gestion des processus – Les jumeaux numériques fournissent des informations au niveau de l’installation. Avec un jumeau numérique, des installations de fabrication entières peuvent être développées et analysées afin de créer des plans de capacité et d’aménagement optimisés pour de nouvelles installations ou des activités de remise à neuf. Les plans optimisés permettent aux fabricants d’améliorer la qualité des produits, les niveaux d’efficacité et le taux de satisfaction des clients.
La capacité du jumeau numérique à optimiser les processus de fabrication et à aider les entreprises dans leurs initiatives de planification agile est la raison pour laquelle 75 % des fabricants ont l’intention d’intégrer le jumeau numérique dans leurs processus de prise de décision.
Microsoft présente le logiciel Simio comme une solution de jumelage numérique pour l’optimisation des processus de fabrication
La volonté de Microsoft de vendre les avantages de la technologie des jumeaux numériques à l’industrie manufacturière s’est traduite par la publication d’un livre électronique présentant de nombreux cas d’utilisation où les technologies de jumeaux numériques ont amélioré les stratégies innovantes et soutenu la planification agile. Dans ce livre électronique intitulé « Enhance Innovation and Agility with Digital Twins » (Améliorer l’innovation et l’agilité avec les jumeaux numériques), l’application du logiciel Simio pour développer un jumeau numérique qui a permis d’augmenter le rendement et de réduire les coûts opérationnels a été examinée. L’étude de cas s’est concentrée sur un fabricant d’équipement d’origine (OEM) à grande échelle qui fabrique des robots, du matériel d’automatisation et de l’équipement électrique lourd.
Les défis:
L’équipementier avait du mal à planifier ses processus de fabrication complexes, à améliorer l’utilisation des matériaux et des ressources tout en réduisant les coûts de fabrication. Les opérations de fabrication à multiples facettes de l’équipementier rendaient difficile la visualisation des opérations à l’échelle de l’usine afin de créer des plans de production optimisés pour répondre à une demande fluctuante.
La mise en œuvre de la technologie des jumeaux numériques :
L’équipementier a fait appel au jumeau numérique pour résoudre ses problèmes opérationnels. Avec le logiciel Simio, le fabricant a créé un jumeau numérique de l’ensemble de son processus de fabrication afin d’évaluer les effets de contraintes telles que l’augmentation de la demande des clients et la disponibilité des matériaux sur son système de production.
Le processus de mise en œuvre du jumeau numérique s’est déroulé en trois grandes étapes. Ces étapes étaient les suivantes : la modélisation numérique des actifs et des opérations de l’installation, la collecte et l’agrégation des données provenant des capteurs de l’usine et du système SAP, et la mise en place de systèmes de surveillance clés pour optimiser le flux de production.
Le résultat :
Au cours de la période consacrée à la collecte des données et à la mise en œuvre de la technologie Digital Twin de Simio, l’équipementier a constaté des améliorations continues de ses processus de fabrication. Il en a résulté une optimisation du calendrier de fabrication et du plan directeur de production, ce qui a permis à l’équipementier d’obtenir un retour sur investissement substantiel et de réduire le délai de mise sur le marché.
Le jumeau numérique a aidé l’équipementier à planifier de manière autonome chaque tâche au sein de son usine de fabrication et à analyser les contraintes de fabrication affectant les processus opérationnels de l’usine. Le fabricant a également été en mesure d’évaluer l’impact d’une demande supplémentaire afin de pouvoir réagir plus rapidement et en toute confiance en termes de coûts et de délais pour les appels d’offres concurrentiels.
Les fonctions de visualisation du logiciel Simio ont permis à l’équipementier d’avoir une visibilité sur tous les aspects de ses opérations, de la conception de l’équipement au processus de production et à l’expédition.