^{Expertise technologie} Jumeau numérique

Notre Vision

Dans un environnement sécurisé, l’industrie d’aujourd’hui doit répondre à des exigences essentielles de son marché : la rapidité de la mise en œuvre de ses produits ou solutions, la flexibilité de son outil de production, l’amélioration de ses performances techniques et économiques ainsi une qualité de production accrue.

Le jumeau numérique reste un outil majeur de la digitalisation dans l’accompagnement de nos industriels à relever ces enjeux. L’objectif étant de digitaliser l’ensemble du cycle de production d’une machine ou d’une ligne de production afin d’améliorer la productivité et d’en réduire le temps de mise sur le marché. Il permettra également d’affiner les stratégies d’investissements futurs, d’organiser au mieux le développement de son process, d’optimiser sa planification de production, de valoriser le facteur humain et l’ergonomie de sa ligne sans oublier la diminution de son emprunte carbone.

Couplant simulation et données, le jumeau numérique s’identifie au plus près du système réel qu’il modélise. L’industrie pourra l’utiliser pour surveiller, maintenir et optimiser ses machines de production.

Contrairement à une simulation classique, les modèles du jumeau numériques peuvent calculer en permanence afin de fournir à chaque instant des informations sur l’état actuel de fonctionnement du système réel auquel il est relié. Mais aussi des prédictions en temps réel sur ce qui va se produire dans les heures, semaines ou mois à venir.

Nos solutions

Nous développons le jumeau numérique suivant 2 axes :

• La machine de production (process discontinu manufacturé)
• L’ilot ou la ligne de production

Sur la machine de production :

A partir de son environnement physique, nous réalisons un clone numérique 3D reprenant son architecture mécatronique et d’automation dans le cadre du développement d’une nouvelle machine ou dans le cadre d’un rétrofit majeur du fonctionnel de la machine.

Ce clone permettra d’interagir, et cela de façon quasi simultanée, avec les équipes d’ingénierie mécanique et d’automation. L’idée étant de réduire considérablement la phase  de conception et de design. Une fois le modèle validé, nous pourrons évaluer la productivité de l’équipement et réaliser & optimiser le dimensionnement des capteurs, des actionneurs et de la motorisation à mettre en œuvre.

Aussi, dans une 2ème étape, nous pourrons nous consacrer au virtuel commissioning de la machine. Cette étape consiste à virtualiser le comportement physique de la machine et de ses automatismes. A l’issue de celle-ci, nous validerons les programmations Hardwares (automate, IHM de supervision) ainsi que les lois de contrôle commande & régulation. C’est à cette étape que nous sécuriserons l’ensemble du fonctionnel et que nous minimiserons les risques industriels du projet.

Enfin, une fois le Juneau numérique fiabilisé, nous pourrons l’utiliser :

• Pour l’intégration de l’équipement dans la ligne de production :
  • Mise en service réelle et physique,
  • Formation des opérateurs sur le jumeau numérique,
  • Validation de l’ergonomie pour les opérateurs,
• Pour la recherche et correction de bugs programme à distance sur le jumeau numérique,
• Pour l’amélioration continue et pour toutes modifications de fonctionnement,
  • Nouveaux formats, Nouvelles fonctionnalités…
  • Mise à jour et optimisation…

Sur L’ilot ou la ligne de production :

Ici nous ne travaillons plus sur la machine en elle-même, mais sur un ilot voir une ligne de production complète. Nous réalisons également un clone numérique de son environnement physique mais macroscopique cette fois ci. L’idée étant de simuler le flux de la ligne. De part son approche systémique, nous allons pouvoir prévoir et identifier les goulots d’étranglement, optimiser les performances de productions, évaluer les développements et des modifications futures.

La simulation permettra de :

• Intégrer des aléas de production, des temps de processus variables, des opérations humaines ou automatisées,
• D’identifier les réelles contraintes des ressources
• D’analyser des systèmes complexes et diversifiés,
• De mettre en place des KPI et tableaux de bord pertinents pour la Direction industrielle,
• De créer et exploiter le jumeau numérique en jouant sur l’échelle de temps et de pouvoir prédire les taux d’utilisation des moyens, les couts de production et même les bilans énergétiques. Le jumeau numérique est un véritable outil d’aide à la prise de décision et il réduit considérablement les risques de production à plus ou moins longs termes.

On distinguera plusieurs étapes dans la construction du jumeau numérique :

• Une première étape consiste à auditer et collecter l’ensemble des données techniques nécessaire, à définir les logigrammes de flux, et l’ensemble des paramètres influents,
• Puis nous modélisons numériquement l’ilot ou la ligne dans son ensemble, programmons les différentes logiques, créons le 3D de la ligne et validons la véracité du modèle numérique par rapport au réel,
• Suit ensuite une phase d’exploration du jumeau numérique ou nous simulons les différents scénarios de production, implémentons les différents Dashboard et KPI afin d’analyser et de compiler les résultats obtenus en vue de restituer et proposer des conseils à la Direction Industrielle,
• En fonction des décisions retenues, nous pouvons re-simuler les nouveaux scénarios et optimiser les nouveaux flux de productions

 

Retours d’expériences

Construction

Construction

Digital Twin d’une nouvelle ligne de production

Utilisation de la technologie Digital Twin dans le cadre d’une modification d’une ligne de fabrication de plateaux de verre à haute technicité. L’ajout d’un ilot de traitement est prévu afin d’améliorer la qualité des produits.

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