Digital Twins: que sont-ils et comment fonctionnent-ils?

Un jumeau numérique est une version numérique d'un processus ou d'un objet physique. Il peut s'agir d'une réplique numérique d'un moteur à réaction, d'une voiture, d'un bâtiment ou même d'une ville. Les jumeaux numériques répliquent les processus pour collecter des données afin de prédire les performances des systèmes réels. Grâce aux jumeaux numériques, vous pouvez planifier et exécuter un ensemble complexe d'activités dans un monde virtuel avant de les lancer dans le monde réel.

Voyons comment fonctionnent les jumeaux numériques.

Comment les jumeaux numériques sont-ils conçus?

Un jumeau numérique est conçu en rassemblant des données et en créant des modèles de calcul pour le tester.

Collecte de données

Pour créer un modèle virtuel, un jumeau numérique a besoin de données sur un objet ou un processus. Ces données peuvent concerner le cycle de vie d'un produit. Les données peuvent inclure des spécifications de conception, des informations sur les produits ou des processus de production. Il peut également être lié à des informations telles que des commentaires en temps réel, une analyse historique et des enregistrements de maintenance.

La modélisation

Une fois les données collectées, elles sont utilisées pour créer des modèles analytiques de calcul. Ces modèles peuvent prescrire des actions basées sur des simulations d'ingénierie et des algorithmes d'intelligence artificielle. Les modèles peuvent être affichés via des représentations 3D et des techniques de réalité augmentée (RA) pour vous montrer visuellement tous les résultats. Tout cela peut vous aider à mieux comprendre l'objet physique ou le processus.

Comment fonctionnent les jumeaux numériques?

Un jumeau numérique peut être aussi complexe ou aussi simple que vous le souhaitez. La quantité de données que vous utilisez détermine la façon dont le modèle représente la version physique réelle.

Il existe trois types différents de jumeaux numériques:

Prototype de jumeau numérique (DTP)

Le DTP est un jumeau numérique implémenté avant la création d'un produit physique. Il comprend les conceptions, les analyses et les processus nécessaires pour créer la version physique d'un produit.

Instance jumelle numérique (DTI)

Le DTI est le jumeau numérique conçu pour un produit déjà fabriqué. Il reste lié à l'objet physique tout au long de son cycle de vie pour exécuter des tests sur différents cas d'utilisation.

Agrégat jumeau numérique (DTA)

Le DTA est l'agrégation de nombreux DTI. Il permet de rassembler les informations permettant de déterminer les capacités d'un produit physique dans diverses conditions.

Digital Twins et l'IoT

Le concept de jumeau numérique n'est pas nouveau, mais la prolifération de l'Internet des objets (IoT) l'a rendu plus populaire. L'IoT décrit un réseau d'appareils numériques connectés et échangeant des données via Internet.

Avec avancé capacités d'analyse de données, les jumeaux numériques peuvent optimiser les déploiements IoT pour une efficacité maximale. La capacité de gérer le Big Data et l'émergence de technologies disruptives continuera à promouvoir l'adoption des jumeaux numériques.

Pourquoi les jumeaux numériques sont-ils importants?

Les entreprises sont de plus en plus pressées de surmonter les défis des marchés en constante évolution d’aujourd’hui. En introduisant les jumeaux numériques, vous pouvez obtenir des informations précieuses en explorant la relation entre les ensembles de données interdépendants des systèmes physiques et numériques.

En plus de cela, les jumeaux numériques peuvent vous offrir plusieurs avantages tels que:

• Optimiser les processus de fabrication tout en réduisant les risques d'accidents et les temps d'arrêt imprévus.
• Améliorer l'efficacité pour réduire les problèmes de qualité des produits.
• Utiliser la maintenance prédictive pour maintenir les équipements et les installations.
• Tester et valider les hypothèses.
• Dépannage de l'équipement à distance.
• Améliorer la productivité et créer des chaînes d'approvisionnement plus efficaces.
• Former les employés à manipuler des équipements qui ne sont pas physiquement proches.
• Améliorer l'expérience client et vous aider à obtenir de meilleures informations sur les performances des produits.
• Élimine le besoin de plusieurs prototypes et réduit le temps de développement total.

Applications de jumeau numérique

Les jumeaux numériques sont utilisés dans diverses industries pour un large éventail d'applications.

Construction

En utilisant des données en temps réel, les jumeaux numériques fournissent des modèles dynamiques qui montrent les performances réelles des villes intelligentes. Cela permet d'optimiser les ressources, de réaliser des économies et de constituer un moyen efficace d'introduire pratiques durables à la construction.

Les jumeaux numériques peuvent en outre offrir des solutions aux nombreux défis complexes auxquels sont confrontées les villes modernes. Par exemple, les jumeaux numériques de villes peuvent être utilisés pour simuler la planification des catastrophes et les interventions d'urgence pendant les crises.

Fabrication

Dans la fabrication, les jumeaux numériques contribuent à améliorer les opérations et à réduire les coûts de maintenance. Les fabricants commencent par créer une représentation virtuelle d'un actif, puis capturent ses données pour déterminer ses performances. Cela rend la fabrication plus productive et rationalisée.

Automobile

Les jumeaux numériques peuvent créer des répliques virtuelles de voitures pour aider à analyser et à améliorer les performances des véhicules. Ces représentations numériques des véhicules collectent des données comportementales et opérationnelles de leurs homologues physiques. Ces jumeaux numériques aident à mettre en œuvre et à tester de nouveaux modèles de produits tels que véhicules électriques et hybrides.

Vendre au détail

Dans le secteur de la vente au détail, les jumeaux numériques jouent un rôle crucial dans l'augmentation des expériences client en créant des jumeaux virtuels pour les clients. Ces jumeaux numériques aident à créer des expériences sur mesure pour les consommateurs. Ils peuvent en outre contribuer à une meilleure planification en magasin.

Aérospatiale et défense

Les jumeaux numériques sont utilisés dans les secteurs de l'aérospatiale et de la défense pour améliorer les performances et améliorer la conception des produits. L'administration nationale de l'aéronautique et de l'espace (NASA) utilise des jumeaux numériques entretenir, exploiter et réparer les systèmes d'aéronefs situés dans l'espace extra-atmosphérique. L'armée américaine utilise des jumeaux numériques pour confirmer l'intégrité des semi-conducteurs et des puces utilisés dans ses munitions.

Soins de santé

Les médecins peuvent effectuer en toute sécurité des procédures médicales dans un environnement simulé à l'aide de jumeaux numériques d'un organe ou d'un patient. Les professionnels de la santé peuvent également utiliser des jumeaux numériques pour mener des essais cliniques virtuels avant de lancer de nouveaux vaccins ou médicaments.

Les jumeaux numériques peuvent en outre être un outil puissant pour la médecine prédictive. Cela peut aider à évaluer le risque d’un patient sur la base de données sur des patients présentant des profils similaires.

Jumeaux numériques du futur

Les jumeaux numériques aident déjà les organisations à atteindre de plus hauts sommets. Ils aident à fournir des solutions sur mesure qui répondent aux préférences changeantes des clients modernes. Bien qu'ils offrent une multitude d'avantages, les jumeaux numériques peuvent encore être améliorés.

Par exemple, les capacités d'un modèle de jumeau numérique peuvent être améliorées en utilisant l'informatique cognitive. Cela peut améliorer les tests d'un jumeau numérique pour déterminer les tests de produit à exécuter plus fréquemment. Des technologies telles que le traitement du langage naturel (PNL), l'analyse acoustique et l'apprentissage automatique joueront également un rôle essentiel dans l'amélioration de l'avenir des jumeaux numériques.

Relier les mondes numérique et physique avec des jumeaux numériques

Les jumeaux numériques montrent une transformation significative dans divers secteurs. Lorsque vous les implémentez pour tester un produit ou un processus, ils peuvent vous faire gagner du temps et de l'argent.

Les jumeaux numériques continueront de fournir des informations qui peuvent aider les organisations à libérer leurs valeurs cachées. À l'avenir, de plus en plus d'entreprises découvriront les capacités du jumeau numérique et voudront les déployer pour obtenir un avantage concurrentiel.

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