Qu’est-ce qu’un « jumeau numérique » ?

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Jumeau numérique

Parmi les actuelles tendances de l’intelligence artificielle, le jumeau numérique s’annonce particulièrement prometteur pour les entreprises et les consommateurs. Après plusieurs années de progrès, il s’impose peu à peu comme un outil essentiel dans l’internet des objets appliqué à l’industrie. Alors, que se cache-t-il derrière cette innovation et pourquoi fait-elle l’objet d’un tel intérêt ?

Jumeau numérique : définition et concept 

Le concept de jumeau numérique (digital twin ou device shadow en anglais), apparu au début des années 2000, désigne un modèle logiciel dynamique d’un processus, produit ou service. Ce modèle peut prendre plusieurs formes, de la simple représentation virtuelle au modèle 3D plus sophistiqué. Il repose notamment sur la combinaison de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique via des capteurs et une connexion à l’internet des objets (Internet of Things ou IoT) qui permettent la collecte et la diffusion des données. Par exemple, il est possible de représenter l’état de l’objet ou sa position dans l’espace par des informations sur l’emplacement, la température ou la série chronologique. Les données sont alors automatiquement synchronisées entre le produit ou l’équipement concerné et sa réplique digitale. Elles peuvent ensuite être visualisées en temps réel sur une interface (smartphone, tablette, écrans muraux ou lunettes 3D).

Ainsi, les modèles de simulation numérique se mettent à jour continuellement au rythme de leur contreparties physiques. D’ailleurs, dans le cadre de l’internet des objets, on les dénomme parfois « cyber objets » ou « avatars digitaux » à cause de cette interaction virtuelle. D’après le cabinet de conseil Gartner, l’utilisation de jumeaux numériques aura été multipliée par 3 par rapport à 2018 à la fin de l’année et 70% des fabricants d’équipementiers y auront recours régulièrement. 

Un double apport pour les entreprises : contrôler et prédire l’évolution de leurs produits 

Cet outil numérique connaît un fort engouement, particulièrement dans l‘industrie aéronautique et la défense où les applications sont multiples pour les entreprises. En effet, le jumeau numérique transforme en profondeur la phase de développement d’un produit. La visualisation progressive de la conception d’un objet permet de suivre son évolution et de la comparer en permanence avec la cible finale. Cette vision globale offre également la possibilité de planifier les activités d’une chaîne de production en y intégrant une surveillance en temps réel basée sur de nombreux indicateurs. 

Au-delà de la phase de conception et de développement, le jumeau numérique répond au défi majeur de maintenance prédictive des entreprises. L’ajout d’indicateurs de contrôle de la performance permet au jumeau numérique de mener des analyses et d’identifier en amont les risques de défaillance des équipements. Ainsi, son impact en termes de fiabilité et de sécurité contribue à renforcer la confiance des consommateurs et à réduire les coûts de maintenance. 

Des répliques digitales au coeur des usages 

Nous l’avons dit, les perspectives de développement des jumeaux numériques sont nombreuses pour les entreprises. Le leader mondial du pneu, Michelin, a déjà sauté le pas en s’appuyant sur la simulation numérique pour établir un plan de strategic sourcing en Chine. Le cabinet de conseil McKinsey place également les digital twins parmi les principales tendances technologiques de l’année. Voici quelques cas d’usages mentionnés dans ce rapport :

  • l’accélération du time to market (délai de commercialisation) : réduction drastique du délai de conception de l’attache d’une ceinture de sécurité pour un équipementier automobile 
  • l’optimisation du développement : création du jumeau numérique d’un patient pour reconstituer un modèle de coeur en 3D et analyser avec précision son anatomie
  • la réduction des coûts opérationnels : la ville de Carson City dans le Nevada s’est appuyée sur un jumeau numérique pour lutter contre les pénuries d’eau en simulant les futurs approvisionnements. Le temps de travail des équipes opérationnelles a ainsi diminué de 15% et son implémentation sécurise désormais l’approvisionnement d’eau de 50 000 personnes. 

Conclusion 

Pour les entreprises, l’apport du double digital est indéniable afin d’améliorer les performances d’un produit tout au long de son cycle de vie. Ses bénéfices peuvent aussi se mesurer à plusieurs échelles, du processus de fabrication à l’usine jusqu’à une ville tout entière comme nous l’avons vu pour répondre aux enjeux de simulation, d’optimisation, de surveillance et de maintenance. A long terme, ces opportunités devront s’accompagner d’une culture d’entreprise orientée vers la quête de l’agilité et la pédagogie pour intégrer ces évolutions dans la relation clients. 

A propos de StoryShaper : 

StoryShaper est une start-up innovante qui accompagne ses clients dans la définition de leur stratégie digitale et le développement de solutions d’automatisation sur-mesure.

Sources : StoryShaper, Gartner, IT for Business, « Michelin optimise sa supply chain grâce au jumeau numérique », McKinsey, « Digital twins »

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