Le jumeau numérique ou Digital Twin est la clé d’une plus grande efficacité dans l’intralogistique. Il permet de simuler, tester et optimiser durablement les installations et les processus, avant qu’ils n’entrent en service. Nous vous en disons plus sur les possibilités d’utilisation et les avantages du jumeau numérique.
Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?
On pourrait gentiment dire du jumeau numérique que c’est « Deux pour le prix d’un ». Il est connu dans de nombreuses entreprises, utilisé dans certaines mais il recèle aussi souvent une part d’ombre. Car à quoi sert-il exactement ? Jetons un coup d’œil à la définition :
Le jumeau numérique est la représentation d’une installation ou d’un processus dans un espace virtuel. Il se forme à partir des données techniques et des algorithmes. Si l’installation existe déjà dans la réalité, le Digital Twin est alimenté en données réelles de l’installation ou du processus. Il est ainsi possible de simuler, tester et optimiser les processus et les installations avant leur réalisation, mais aussi en pleine exploitation. Le jumeau numérique fait donc le lien entre le monde numérique et réel.
Quels types de jumeaux numériques y-a-t-il ?
On distingue 4 types de jumeaux numériques en fonction de l’utilisation :
- Jumeau de composant ou jumeau partiel :
Il s’agit du jumeau d’un seul composant dans l’ensemble du système qui assure une fonction clé et a un impact direct sur la performance, par exemple le jumeau numérique de valves, de capteurs.
- Jumeau d’actif :
Il s’agit de la combinaison de deux composants ou plus qui fonctionnent ensemble en tant qu’actif et qui fournissent des indications sur les potentiels d’amélioration, par exemple le jumeau d’un moteur.
- Jumeau de système ou jumeau d’unité :
Il s’agit de la représentation de différentes ressources dans un système cohérent. Le jumeau fournit des informations sur l’interaction des installations et sur des améliorations possibles de la performance, par ex. de la production globale.
- Jumeau de processus :
Indique comment les systèmes fonctionnent pour créer une installation de production globale. Le jumeau permet de savoir si les processus fonctionnent avec une efficacité maximale.
Structure et fonctionnement des jumeaux numériques
Nous avons maintenant clarifié les concepts de jumeau numérique, mais comment fonctionne-t-il ? Nous vous donnons un aperçu du monde virtuel du jumeau numérique :
Simulation et jumeau numérique
Pour mériter l’appellation « jumeau », le modèle doit représenter la réalité le plus fidèlement possible. Il doit par ailleurs être alimenté en données de processus actuelles. C’est là que se trouve la principale différence avec une simulation de planification typique.
Si l’on ne dispose pas encore de données correspondantes venant de la planification, des hypothèses sont retenues. Le degré de détail est nettement plus élevé pour le jumeau numérique. De plus, le jumeau numérique ne se contente pas de recevoir et de traiter les données, il les renvoie à l’installation réelle dans une boucle de rétroaction permanente, ce qu’une simulation classique n’est pas capable de faire.
Domaines d’application réussis dans la logistique
Les possibilités d’utilisation du jumeau numérique dans l’intralogistique sont multiples. Il peut être utilisé dans les domaines suivants :
1) Phase de planification et de réalisation d’une installation/d’un entrepôt
La planification d’une nouvelle installation ou le réaménagement d’une installation existante est un domaine d’application efficace du jumeau numérique car ils s’accompagnent toujours d’investissements importants.
C’est pourquoi il est important que l’installation ait la bonne taille et soit conçue avec efficacité. Le jumeau numérique peut optimiser le plan de l’installation ainsi que la configuration des systèmes de stockage et de mises à disposition. Un jumeau numérique offre donc les possibilités suivantes :
Clarification des questions :
Utilisation du jumeau numérique :
Dans le cadre de la planification de nouvelles installations intralogistiques, KNAPP utilise depuis 2021 les jumeaux numériques. Les nouvelles installations ainsi que les extensions de notre système de convoyage Streamline et de nos postes de travail de la série Pick-it-Easy sont simulées, testées et optimisées au préalable.
Le degré d’automatisation élevé et la diversité croissante des produits de nos clients nécessitent des systèmes de stockage toujours plus complexes. Le jumeau numérique nous aide à simuler et optimiser les processus et les stratégies de stockage, y compris la technique de pilotage, avant d’installer l’installation.
2) Mise en service et élimination des erreurs virtuelles
La mise en service est une étape importante lors de la planification d’une nouvelle installation, mais aussi lors de l’extension d’une installation existante. Les mesures de productivité et de sécurité doivent en effet être respectées et le temps requis sur place minimisé. La mise en service virtuelle permet de tester et d’optimiser les systèmes, avant leur montage ou leur installation.
L’efficacité s’en trouve augmentée et les coûts baissés. Ce processus peut être réalisé facilement à l’aide du jumeau numérique. Les données de l’installation (si celle-ci existe déjà) sont alors enrichies avec celles de l’installation à monter. Il est ainsi possible d’évaluer la performance du système et de l’optimiser avant la mise en service.
De même, le jumeau numérique peut être utilisé pour le Service client lorsque des problèmes se présentent dans l’installation. Il est possible de détecter et de résoudre facilement les erreurs.
Le jumeau numérique aide KNAPP à simuler et à optimiser les installations:
Les durées de mise en service sur site et les coûts des erreurs sont réduits, tandis que les exigences spécifiques au client sont testées dès la préparation du projet. Pour nos clients aussi, cela signifie une valeur ajoutée énorme. Grâce au jumeau numérique, nous tirons le meilleur parti de l’entrepôt tout au long du processus de traitement.
3) Exploitation opérationnelle/Planification fonctionnelle
Un jumeau numérique qui a été développé dans l’exploitation opérationnelle ainsi que pour les décisions de planification peut être utilisé de différentes manières. Par exemple :
4) Pilotage en temps réel avec l’IA
Le pilotage d’une entreprise en temps réel est un des objectifs à long terme d’un jumeau numérique. Dans ce domaine, l’intelligence artificielle peut aider à la prise de décision. Le modèle de simulation du jumeau numérique entraîne un algorithme d’intelligence artificielle et en déduit des décisions intelligentes pour le système. En raison de la boucle de rétroaction permanente entre le jumeau numérique et l’algorithme IA, l’exploitation globale est optimisée.
Le jumeau numérique avec son intelligence artificielle est souvent utilisé pour planifier les trajets et attribuer des tâches aux robots mobiles autonomes. L’objectif est de minimiser les trajets, tout en évitant les conflits avec les autres véhicules de manutention.
Nous chez KNAPP proposons le Digital Twin pour notre logiciel de gestion de flotte KiSoft FCS. Ce logiciel permet de simuler et de tester de nouvelles installations de systèmes de véhicules autoguidés (par ex. nos Open Shuttle) mais aussi les modifications des installations existantes et des processus.
5) Formation du personnel
Un dernier domaine d’application du jumeau numérique est la formation. L’intégration de la réalité augmentée ou de la réalité virtuelle (AR/VR) dans le cadre du jumeau numérique permet aux collaborateurs et collaboratrices de s’immerger dans un environnement virtuel. Ils peuvent endosser le rôle d’un préparateur, apprendre et s’exercer à de futures activités sans mettre en danger le système réel.
Digital Twin : avantages résultant de son utilisation en logistique
Le jumeau numérique peut donc être utilisé dans de nombreux domaines. Mais pourquoi de nombreuses entreprises le considèrent-elles comme l’outil idéal pour augmenter la qualité ? Nous expliquons les principaux avantages :
Dans l’intralogistique, le jumeau numérique est la technologie clé pour planifier et mettre en service de nouveaux systèmes ainsi que pour optimiser les processus en permanence. Il permet aux entreprises de maîtriser les défis du secteur de la logistique, comme les processus de production flexibles, les délais et les changements constants du marché qui façonnent l’industrie 4.0 et ouvrent la voie à la production du futur.
En résumé : quand le Digital Twin est-il utile ?
Quand cela vaut-il la peine d’utiliser un jumeau numérique ? Les scénarios appropriés se caractérisent par des degrés de complexité dont seul un jumeau numérique peut satisfaire les exigences élevées. En effet, le jumeau numérique doit mesurer, collecter, évaluer en permanence des volumes de données suffisamment grands. Si vous souhaitez modifier ou réorganiser un processus logistique, il est toujours recommandé d’utiliser le jumeau numérique.
Les solutions peuvent être évaluées objectivement, les ressources nécessaires ainsi que le nombre de robots mobiles autonomes ou la performance optimale d’un entrepôt peuvent être déterminés. Son utilisation est recommandée pour des processus logistiques existants avec des facteurs d’influence fluctuants, des interactions ou des adaptations de processus. Pour que l’utilisation du jumeau numérique soit une réussite, il est toujours essentiel que des données en entrée correctes et précises soient disponibles. Si cela n’est pas le cas, son utilisation n’a aucun sens.
Prévision : jumeau numérique et IA comme avantage concurrentiel décisif
Pour l’avenir, on attend beaucoup de l’utilisation des jumeaux numériques dans la logistique. L’intelligence artificielle et la capacité de prévision qui en résulte poussent à la croissance du Digital Twin.
Dans ce contexte, les deux thèmes sont en relation mutuelle. En raison de la boucle de rétroaction permanente, ils s’entraînent réciproquement, traitent des volumes de données immenses et augmentent la performance de l’apprentissage automatique. Le Digital Twin et l’IA joueront à l’avenir un rôle essentiel en termes d’avantage concurrentiel lors de l’optimisation des réseaux logistiques.
Vous souhaitez en savoir plus sur l’utilisation du jumeau numérique dans nos projets ?
Industry Solutions
Recommandations de lecture
Sans logiciel et sans IA, pas de solution automatisée. Découvrez les 7 plus importantes solutions logicielles dont une chaîne de valeur digitale moderne ne peut pas se passer.
Informations complémentaires
Plus d’informations sur le logiciel de gestion de flotte KiSoft FCS