Avantages des jumeaux numériques

Définition : Un jumeau numérique est un modèle virtuel d'un produit physique correspondant qui est complété par des flux de données opérationnelles en temps réel afin de réagir de la même manière que le produit physique. Ces jumeaux servent de connexion puissante au produit pour les diagnostics, les changements de conception et la maintenance.

Les simulations et les jumeaux numériques utilisent tous deux des modèles numériques pour reproduire les différents processus d'un système, mais un jumeau numérique présente un environnement virtuel qui reste à jour, ce qui le rend plus flexible pour des applications tout au long du cycle de vie d'un produit. Un jumeau numérique peut être utilisé pendant la R&D et la production, jusqu'à la surveillance et la maintenance. Il permet de dégager des synergies en fournissant une source unique de vérité dans tous les services, de la conception à la formation en passant par le marketing.

Les principales utilisations des jumeaux numériques sont :

• Descriptive - Concevoir et valider le produit avant qu'il n'existe dans le monde réel.
• Informatif - Collecte de données opérationnelles à l'échelle pour comparer les tests avec le modèle.
• Prédictif - Prédire et montrer ce qui va se passer dans divers scénarios du monde réel.
• Jumeau Numérique vivant - Analysez comment votre produit se comporte et est utilisé dans le monde réel au fil du temps.

MapleSim facilite le démarrage en créant un modèle numérique de votre produit, qui peut être exporté vers un logiciel de développement de l'automatisation. À mesure que les opérations se développent, les modèles MapleSim peuvent évoluer en se connectant de manière bidirectionnelle à une plateforme de jumeau numérique basée sur le cloud, comme AWS IOT Twinmaker ou le service Oracle Cloud Anomaly Detection.

Les jumeaux numériques basés sur des modèles, tels que ceux développés à l'aide de MapleSim, sont plus précis et peuvent représenter un plus large éventail de scénarios que les simulations développées exclusivement à partir de données opérationnelles historiques, ce qui permet de les utiliser dans une plus grande variété de tâches d'ingénierie :

• Développement conceptuel : L'expérimentation très précoce des concepts de conception dans un modèle qui prédit le comportement dynamique fournit un aperçu puissant et permet aux ingénieurs de prendre des décisions plus éclairées.
• Mise en service virtuelle : Bien avant la première construction, les ingénieurs peuvent prévoir les charges statiques et transitoires auxquelles les actionneurs seront confrontés pendant leurs cycles de fonctionnement. Cela permet de dimensionner correctement les actionneurs afin d'éliminer les défaillances, tout en évitant une ingénierie excessive.
• Diagnostic en ligne : La simulation du jumeau numérique en parallèle avec la machine réelle peut fournir un aperçu précieux de l'endroit où un problème pourrait survenir lorsque la réponse de la machine s'écarte du modèle au fur et à mesure qu'elle vieillit.
• Capteurs virtuels : Comme la réponse dynamique du jumeau numérique repose sur des lois physiques rigoureuses, certaines propriétés calculées peuvent être suffisantes pour être utilisées comme entrées dans le système de contrôle, soit pour remplacer un capteur défectueux jusqu'à ce qu'il puisse être réparé, soit pour éliminer complètement son utilisation. Ces deux scénarios peuvent permettre une réduction significative des coûts.
• Maintenance prédictive : De nombreux facteurs déterminent le calendrier de maintenance d'une machine, mais un facteur est souvent négligé car il est difficile à prévoir sans un jumeau numérique. Ce facteur est l'impact de la charge dynamique sur les roulements, les engrenages et les moteurs, causée par des changements dans le cycle de travail. Le fait de soumettre un jumeau numérique à un cycle de travail proposé peut aider à déterminer les charges sur ces composants, qui peuvent être utilisées pour calculer l'impact sur la durée de vie du composant.
• Enrichissement du produit : Un jumeau numérique permet aux fabricants de poser des questions importantes telles que la vitesse à laquelle une machine peut effectuer une opération en toute sécurité (cycles par minute) ou le poids de la charge qu'elle peut déplacer, sans avoir à renvoyer les demandes à l'ingénierie. Cela permet aux fabricants de fournir de plus grandes innovations et de se différencier de leurs concurrents.
• Outil de vente : En dehors du département d'ingénierie, le jumeau numérique peut être utilisé pour qualifier les spécifications du client. Pour les clients, ces informations peuvent aider à valider les performances d'une machine en fonction de différentes charges utiles ou conditions de fonctionnement, sans avoir besoin d'une consultation complète par un ingénieur.