Le jumeau numérique des bâtiments a aujourd’hui des applications dans de nombreux secteurs : immobilier, patrimoine, construction… Mais c’est probablement dans l’industrie que cette transformation numérique des processus peut avoir le plus d’impact et démontrer le meilleur retour sur investissement. Dans cet article, nous allons revenir sur les enjeux auxquels répondent ces outils numériques dans l’industrie d’aujourd’hui, puis évoquer quelques cas d’usage de jumeaux numériques dans le secteur industriel. Obtenez votre ebook sur les jumeaux numériques en industrie.

Pourquoi la transition numérique dans l’industrie ?

La transition numérique est à l’oeuvre dans toute la société et se transmet évidemment à l’ensemble des secteurs professionnels. Ceci étant, l’industrie a ses propres points de frictions et des évolutions spécifiques qui appellent à une évolution des méthodes et des outils :
  • La généralisation des produits personnalisés amène à repenser l’approche industrielle standardisée ;
  • L’innovation technologique amène de nouveaux outils, capteurs, objets connectés ;
  • L’accélération des cycles de vie des produits nécessite de parvenir à une grande flexibilité de la production et une nouvelle agilité ;
  • Certaines industries multi-sites ont tout à gagner à partager les bonnes pratiques d’un site à l’autre, mais le manque d’outils collaboratifs dédiés aux usages industriels complique ce processus, ou le rend très onéreux, surtout pour des acteurs multinationaux.
 
Dans ce contexte, la construction de nouveaux locaux industriels subit en outre des contraintes classiques : les habituels écarts entre le plan et la réalité de la construction, ainsi que les changements qui arriveront entre la phase d’installation et l’usage réel des locaux, sans compter l’amélioration continue des processus qui amène un changement continu de l’environnement.
Pour toutes ces raisons, nombre d’industriels sont à la recherche de solutions performantes et matures afin d’adresser ces différentes sujets. De notre côté, nous pensons que la mise en oeuvre d’un jumeau numérique des bâtiments industriels est un bon point de départ dans son chemin sur la transition numérique de l’industrie, et qui a en outre le mérite de pouvoir supporter des applications variées. En réalité, il est probable que chaque service d’une industrie donnée puisse trouver, à partir du jumeau numérique, un cas d’usage adapté à ses propres enjeux ! Voici quelques exemples d’applications concrètes basées sur le jumeau numérique.

Cas d’usage #1 : la planification d’une chaîne de montage

Le rôle de la personne en charge de la planification de la chaîne de montage d’une usine est d’adapter les lignes de production afin de pouvoir répondre aux besoins de production exprimés chaque mois par la direction. C’est un rôle central dans l’optimisation des coûts de production, via la diminution du besoin en fonds de roulement par la minimisation des stocks.

Or, la plupart du temps, cette personne ne dispose que de peu d’outils pour répondre à cet enjeu : la documentation n’est que rarement à jour, et peut être difficilement accessible si elle est répartie sur plusieurs sites. Les tentatives pour simuler l’impact ou même la faisabilité d’un réaménagement peuvent donc tourner court ou, pire, donner des résultats incohérents avec la réalité du terrain. Enfin, les bonnes pratiques, qui probablement auront été mises en oeuvre sur certains sites, ne sont sans doute pas partagées au-delà de ce site.

Le jumeau numérique apporte une solution performante à ces différents problèmes :

  • En permettant au planificateur de production de visualiser à distance l’aménagement de chaque usine sous sa responsabilité, et d’y prendre toutes les mesures requises avec une précision centimétrique, le jumeau numérique assure la faisabilité de chaque projet de réaménagement.
  • Les bonnes pratiques mises en oeuvre sur un site peuvent facilement être partagées de façon visuelle sur tous les sites équipés de façon similaire.
  • Le support numérique 3D permet de réaliser facilement autant de simulations d’aménagement que besoin.
  • Enfin, l’accès distant contribue à réduire les frais de déplacement des collaborateurs et à diminuer l’empreinte carbone de l’entreprise.

Cas d’usage #2 : l’exploitation et la maintenance d’une usine

Le pilotage de l’exploitation et de la maintenance au sein d’une usine peut être grandement facilité par l’usage d’un jumeau numérique, en particulier quand des équipes externes sont chargées de tout ou partie de cette maintenance (facility management). Les problèmes couramment rencontrés vont de la documentation des interventions, parfois éparse, peu collaborative et en tout état de cause mal localisée dans l’usine, jusqu’à la simple difficulté à trouver facilement où se situe la machine défectueuse, en particulier quand le prestataire chargé de l’entretien n’a pas une bonne connaissance des lieux. Souvent, on se retrouve dans la situation périlleuse de devoir compter sur la mémoire et les bonnes pratiques de quelques salariés sur le site. Avec un jumeau numérique, on peut géo-localiser à l’échelle de chaque machine les interventions qui ont été réalisées, en y attachant par exemple un fichier des interventions ; on peut même, grâce à une déclinaison mobile du jumeau numérique, se localiser dans l’usine via un véritable GPS indoor qui permet aux équipes de gagner du temps sur les déplacement à l’intérieur de l’usine, voire de les anticiper. Enfin, cela permet de faciliter le reporting et de faire des projections sur les durées de bon fonctionnement moyennes des équipements.

Cas d’usage #3 : la réponse à un appel d’offres

Les entreprises qui soumissionnent à des appels d’offres pour l’aménagement, l’installation, ou l’exploitation de locaux industriels entrent souvent dans un processus itératif, long et incertain ; en effet, la documentation de l’usine peut se limiter à quelques plans, pas toujours très à jour. Cela rend hasardeux l’engagement des prestataires. En revanche, si l’entreprise fournit à tous ses soumissionnaires un accès au jumeau numérique, cela limite les erreurs et les retards, et garantit la faisabilité des projets d’installation. En outre, cela représente également un gain de temps pour l’émetteur de l’appel d’offres, car il remplace simplement par un accès à un jumeau numérique la partie descriptive des spécifications constituée de photos, de plans 2D et de descriptions écrites.

Cas d’usage #4 : la formation virtuelle

Souvent, l’intégration de nouveaux collaborateurs au sein de l’usine est longue et peu performante : elle se fait au jour le jour, sans forcément de plan d’ensemble. En outre, certains lieux sont d’un accès complexe, pour des raisons de sécurité ou de limitation d’accès lié aux contraintes opérationnelles (sites nucléaires, salles blanches,…) Dans ces conditions, former le plus tôt possible les collaborateurs à l’organisation générale et au fonctionnement du site est un gage d’intégration réussie et de performance opérationnelle plus rapidement acquise. Les temps de formation sont raccourcis, le temps des formateurs est mieux utilisé là où leur valeur ajoutée est la plus grande, et les collaborateurs sont mieux formés, d’une façon plus ludique et agréable, tout en renforçant leur sentiment d’appartenance au site.

Cas d’usage #5 : l’évaluation et le suivi des contraintes de sécurité et de conformité

Au cours du temps, les contraintes réglementaires ou légales s’accroissent et exigent des exploitants des usines une veille et une mise à jour permanentes. Dans un contexte où les exigences de production remplissent lourdement les journées des équipes, il arrive que les vérifications soient incomplètes. Dans les cas où elles sont réalisées de façon exhaustive, elle peuvent alors s’avérer coûteuses (en temps de travail interne ou bien en prestation de services externe). Cela conduit souvent à un manque d’anticipation, avec des stratégies plus correctives que préventives, ainsi qu’à des formations et des inspections pas suffisamment efficaces. En permettant à toutes les parties prenantes de collaborer en ligne, le jumeau numérique de l’usine permet une meilleure évaluation des risques et une assurance de la conformité des installations ; il permet aussi de solliciter les avis des meilleurs profils de l’entreprise, même s’ils ne se situent pas dans les locaux.

Cas d’usage #6 : la modélisation et le suivi des workflows

Jusqu’à présent, nous avons essentiellement évoqué les aspects géométriques et géo-localisation du jumeau numérique du bâtiment. Or, il est également possible d’intégrer dans le jumeau numérique des aspects fonctionnels, pour suivre en temps réel ou modéliser le fonctionnement et les principales métriques liées à la production. Pour ce faire, l’intégration de flux de données provenant de capteurs localisés sur les machines permet de réaliser de façon directe et visuelle le suivi de la production.
Les bénéfices que l’on peut tirer de ce type d’usage sont extrêmement significatifs :
  • Le suivi en temps réel permet d’identifier rapidement les écarts de production par rapport aux prévisions ;
  • Il permet également d’identifier les problèmes de fonctionnement au plus tôt, réduisant ainsi les délais de réparation ;
  • On peut également réaliser, si besoin, des simulations permettant d’évaluer la faisabilité ou les impacts de certains scénarios de production.

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