Série La route vers l'industrie 4.0 : (Partie 3) De l'atelier aux produits

Dans la troisième partie de cette série, nous explorons le thème du « jumeau numérique » et son rôle dans la fabrication. Nous explorons comment cette technologie révolutionnaire transforme le développement de produits, l'optimisation des ateliers, la maintenance prédictive et l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement. En nous appuyant sur les informations partagées dans le deuxième article, nous approfondissons l’application et l’intégration du Digital Twin tout au long de la chaîne de valeur manufacturière.

Les organisations manufacturières utilisent une multitude d’outils et de catalyseurs numériques pour améliorer avec succès l’efficience et l’efficacité des opérations des usines. Aujourd’hui, ils vont encore plus loin en tirant parti de la technologie Digital Twin dans leurs opérations de fabrication.

De nombreux acteurs ont utilisé des systèmes de base tels que la simulation d'atelier, la planification avancée de la production (APS), les systèmes d'exécution de fabrication (MES) et les technologies de surveillance des conditions (CMT). Bien mis en œuvre, ces outils permettent une plus grande efficacité et sont désormais essentiels au fonctionnement durable, sûr et productif d’une usine.

Désormais, pour atteindre le prochain niveau de performance dans le secteur manufacturier, les organisations cherchent à s'appuyer sur cette base technologique pour tirer parti de l'application de nouveaux ensembles de données plus riches. L'intégration de ces outils de base avec une nouvelle vague de solutions numériques, notamment la modélisation 3D, l'analyse des flux de production et l'état des machines, permet une meilleure compréhension numérique sur la voie de l'efficacité de la fabrication.

Cette capacité numérique de fabrication permet désormais l’adoption du concept Digital Twin, qui se joue dans un contexte industriel à la fois dans l’atelier et dans le produit final. Bien qu'il soit couramment utilisé pour créer une représentation numérique d'un produit, ce chapitre de la série examinera comment il peut être appliqué plus largement dans le domaine de la fabrication.

Digital Twin est une réplique virtuelle d'un système, d'un processus ou d'un produit utilisé pour simuler le comportement et les performances dans différentes conditions ainsi que pour surveiller des événements en direct. Dans le secteur manufacturier, cela peut concerner des lignes de production spécifiques ou tout autre scénario réel au sein d’un processus de production.

Le Digital Twin fusionne généralement le visuel avec des résultats numériques ou des instructions de travail verbales, et est généralement composé de trois éléments principaux :

Avec ces trois composants en place, un Digital Twin peut répliquer, analyser et optimiser les performances de son homologue physique. Cela peut être appliqué pour rationaliser les processus de production, de maintenance, de modification de conception en cours de vie et de tests de résistance, le tout se déroulant virtuellement. Il permet d'avoir un impact nul sur les temps d'arrêt et de tester et de modéliser le réglage précis des modifications avant une mise en œuvre fluide et efficace dans l'environnement réel.

Les jumeaux numériques peuvent être appliqués à la production physique, aux processus commerciaux et aux activités décisionnelles tout au long de la chaîne de valeur manufacturière. Deux domaines dans lesquels les applications et l'intégration actuelles permettent le plus principalement sont :

Lorsque les équipes souhaitent expérimenter un changement, un long processus d’essais et d’erreurs les attend souvent pour tester la fabrication d’un produit nouveau ou mis à jour.

Avec Digital Twins, les fabricants peuvent tester virtuellement les configurations de production mises à jour tout en minimisant le risque d’oublis coûteux. La simulation numérique de divers scénarios est beaucoup plus rapide et consomme moins de ressources que les tests physiques.

En modifiant les paramètres du processus de production et en prédisant quel pourrait être le résultat, les équipes peuvent identifier les problèmes potentiels et les goulots d'étranglement dans le système. Cela génère moins de déchets et peut permettre d’économiser beaucoup de temps et d’argent, en particulier dans les usines dotées de processus et de machines complexes.

Cela se fait souvent via un logiciel d'émulation 3D intégré via une plate-forme IoT avec CAO, où les informations de routage et d'instructions de travail opérationnelles peuvent être utilisées comme base pour les équipes de mise en service afin de simuler des scénarios de configuration du flux de la ligne de production. Cela optimise le flux de la ligne et aide à définir la conception visuelle de la ligne pour une installation plus facile.