Les jumeaux numériques

Les jumeaux numériques

JUMEAU NUMÉRIQUE : QU’EST-CE QUE C’EST ?

Aussi appelé "digital twin", le jumeau numérique est la réplique d’un objet, d’un système, d’une implantation, d’un processus, etc. sous une forme numérique (le plus souvent en modèle 3D sophistiqué). Reposant sur l’intelligence artificielle et le développement de l'industrie 4.0, le jumeau numérique s'appuie sur la collecte puis la diffusion intelligente des données, via des capteurs et  l'IOT (Internet of Things ; en français, l’internet des objets) lire notre article sur l’IoT). Le jumeau numérique embarque, virtuellement, l'état de l'objet et sa position dans l'espace, mais peut agréger bien d'autres indicateurs. Les données captées peuvent être synchronisées entre l'objet ou l'équipement concerné et son jumeau, puis visualisées en temps réel via une interface.

Deux grandes familles de jumeaux numériques se profilent avec chacune une approche distincte, L'une dite "bottom up", dans laquelle on part d'un actif équipé de capteurs pour récupérer les données qui en sont issues. Avec ces data, on construit des modèles de prédiction, grâce aux techniques d'intelligence artificielle (IA) comme le machine learning, le deep learning et les réseaux de neurones. L'autre approche, plus "top down", mise sur des jumeaux numériques de seconde génération basés sur la simulation. On part d'équations issues de la physique qu'on nourrit de mesures et résout numériquement pour prédire des comportements. Ces jumeaux numériques vont révolutionner les opérations de simulation dans l'usine 4.0. Toute modification du monde matériel est reflétée sur la représentation numérique (le jumeau) et une rétroaction similaire s’opère dans l’autre sens.

 

HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE DES JUMEAUX NUMÉRIQUES

L'idée de la technologie des jumeaux numériques a été exprimée pour la première fois en 1991, avec la publication Mirror Worlds, par David Gelernter. Cependant, le Dr Michael Grieves (alors professeur à l'Université du Michigan) aurait appliqué pour la première fois le concept de jumeaux numériques à la fabrication en 2002 et officiellement annoncé le concept de logiciel de jumeaux numériques. En fin de compte, John Vickers de la NASA a introduit un nouveau terme – « jumeau numérique » – en 2010

Cependant, l'idée de base d'utiliser un jumeau numérique comme moyen d'étudier un objet physique peut en réalité être observée beaucoup plus tôt. En fait, on peut dire à juste titre que la NASA a été la pionnière de l'utilisation de la technologie des jumeaux numériques lors de ses missions d'exploration spatiale des années 60, lorsque chaque vaisseau spatial exploité était reproduit au détail près dans une version terrestre. Depuis, l’usage des jumeaux numériques s’est élargi à d’autres domaines, comme la ville, le bâtiment, la logistique ou la médecine.

 

COMMENT FONCTIONNE UN JUMEAU NUMÉRIQUE ?

Un jumeau numérique est un modèle virtuel conçu pour refléter avec précision un objet physique. Il est créé à l’aide de logiciels de modélisation ou de conception assistée par ordinateur. L'objet étudié, par exemple une éolienne, est équipé de divers capteurs liés à des domaines de fonctionnalité vitaux. Ces capteurs produisent des données sur différents aspects des performances de l'objet physique, tels que la production d'énergie, la température, les conditions météorologiques, etc. Ces données sont ensuite relayées vers un système de traitement et appliquées à la copie numérique. Une fois informé de ces données, le modèle virtuel peut être utilisé pour exécuter des simulations, étudier les problèmes de performances et générer des améliorations possibles, le tout dans le but de générer des informations précieuses, qui peuvent ensuite être appliquées à nouveau à l'objet physique d'origine.

Le concept de jumeau numérique exige trois éléments : le produit physique dans son espace réel, son jumeau numérique dans un espace virtuel, et les informations qui relient les deux. Des capteurs connectés à l’éolienne collectent des données et les envoient au jumeau numérique. C'est cette interaction qui permet d'optimiser les performances du produit. Une image se superpose alors au jumeau numérique afin de transmettre cette information, qui peut s'afficher sur le smartphone du propriétaire ou sur le système PLM du fabricant. Les images sur lesquelles se superposent les données du capteur en temps réel peuvent également être utilisées dans des applications de réalité augmentée (RA ou AR, Augmented Reality), à des fins de maintenance et d'assistance sur le terrain. En réalité augmentée, le jumeau numérique doit pouvoir suivre la localisation et les déplacements du produit.

 

APPORTS DES JUMEAUX NUMÉRIQUES INTELLIGENTS

Le jumeau numérique change radicalement la phase de développement d’un produit. Au lieu de créer un objet et de le tester pour ensuite y apporter des améliorations, la visualisation progressive de la construction d’un objet sur son modèle numérique offre l’intérêt de comparer en temps réel ce développement avec la cible finale, pour s’assurer de son bon déroulement, et faire les bons choix en matière d’ergonomie, de matière et de design.

Mais au-delà de cette étape de création, l’un des défis majeurs des entreprises qui ont à gérer de nombreux actifs physiques reste la question de la maintenance prédictive. A cet effet, le jumeau numérique peut aussi se révéler très utile pour comprendre, anticiper et optimiser les performances d’un objet ou d’un système, sans avoir à embarquer un logiciel dans la machine. En combinant une vision en continu d’un objet et en ajoutant des données de contrôle de la performance, le jumeau numérique permet de mener des analyses et d’identifier en amont un risque de défaillance.

L’apport du jumeau numérique est indéniable lorsque l’on cherche à améliorer la performance d’un objet. Cependant, ses applications dépassent la notion de performance pour venir révolutionner la culture de l’entreprise et la façon même d’envisager la création.

L’intérêt pour les entreprises 

Pour les entreprises, et en particulier le secteur industriel, les applications sont multiples et offrent de nombreux bénéfices, dans un environnement où les acteurs économiques sont contraints de s’adapter toujours plus vite, de réduire leurs coûts, de faire preuve d’une grande réactivité et capacité à anticiper l’évolution de leur marché. Les secteurs les plus développés en la matière sont l’aéronautique ou la défense. Les apports des jumeaux numériques peuvent s’appliquer à plusieurs niveaux : en partant d’un l’objet, à un processus de fabrication, à une usine, voire à une ville toute entière, ce qui permet d’imaginer de très nombreuses possibilités d’applications.

 

Simuler et co-créer grâce au jumeau numérique

Un autre apport du jumeau numérique est la possibilité de co-créer tout objet ou tout équipement, par le biais de la réalité virtuelle. Le travail collectif peut se faire à distance, et dans les mêmes conditions que dans un environnement physique, réel. L'apport du jumeau numérique est également prégnant en matière de simulation virtuelle, et s'impose désormais comme une aide à la décision de plus en plus incontournable.

 

Contrôler et prédire l'évolution de l'outil industriel

Les apports des jumeaux numériques sont de différentes natures. Ils offrent globalement des possibilités pour renforcer la performance des produits et anticiper les étapes de leur cycle de vie. Ces derniers permettent aussi aux industriels de planifier les activités d'une chaîne de production toute entière, et un monitoring temps réel affiné.

D'autres apports sont encore plus cruciaux, notamment dans les domaines de la sécurité et de la fiabilité des équipements. En combinant une vision en continu d'un objet et en ajoutant des indicateurs de contrôle de la performance, le jumeau numérique permet de mener des analyses et d'identifier en amont un risque de défaillance. Tout industriel, en construisant des jumeaux numériques miroirs de leurs process, peuvent ainsi gagner sur la maintenance prédictive et détecter les faiblesses à venir... pour mieux les résoudre. Grâce à ce levier majeur, les coûts de maintenabilité sont optimisés.

Chez SkyVue Solutions les jumeaux numériques sont utilisés pour recréer des actifs et les rendre accessibles aux clients. A travers des solutions puissantes, notamment sur des projets de construction, de télécommunications, des inspections et des sinistres, SkyVue amène la documentation de site à un niveau supérieur en faisant évoluer le suivi des projets, de simples mises à jour quotidiennes vers des métriques avancées de suivi de production.

C’est dans cette optique que nous avons mis sur pieds des produits tel que Capture, Individual, Expound et Reckon qui permettent respectivement de collecter des données, suivre un chantier de n’importe où, faire un suivi intelligents des projets et automatiser l’inspection des tours cellulaires et gestions des actifs afin de  tirer le meilleur parti des jumeaux numériques.

 

QUELQUES DOMAINES D’APPLICATIONS

Les digital twins en santé

La santé est un secteur d'activité directement impacté par l'émergence des jumeaux numériques. Il s'agit principalement ici de :

·Tester des traitements sur un patient virtuel (ou jumeau numérique) avant leur administration au patient réel

·Développer la simulation d'opérations complexes

·Améliorer la qualité des dispositifs médicaux tels que les prothèses

·Tester l'efficacité d'une molécule sur l'organisme

·etc.

 

Les jumeaux numériques dans l’industrie

Avec le jumeau numérique, les données recueillies sur l’évolution de l'objet permettent d’en anticiper et d'en optimiser les performances. Pour les entreprises ils permettent de:

·Gagnent en fiabilité pour leurs produits

·Améliorent le niveau de sécurité de leurs produits

·Renforcent la confiance des consommateurs en leurs produits

·Réduisent les coûts de réparation en anticipant les défaillances à venir.

 

MARCHÉ ET INDUSTRIES DU JUMEAU NUMÉRIQUE

Alors que les jumeaux numériques sont appréciés pour ce qu'ils offrent, leur utilisation n'est pas garantie pour chaque fabricant ou chaque produit créé. Tous les objets ne sont pas assez complexes pour nécessiter le flux intense et régulier de données de capteurs dont les jumeaux numériques ont besoin. D'un point de vue financier, cela ne vaut pas non plus toujours la peine d'investir des ressources importantes dans la création d'un jumeau numérique. (Gardez à l'esprit qu'un jumeau numérique est une réplique exacte d'un objet physique, ce qui pourrait rendre sa création coûteuse.)

En revanche, de nombreux types de projets bénéficient spécifiquement de l'utilisation de maquettes numériques :

- Projets physiquement importants Bâtiments, ponts et autres structures complexes liés par des règles d'ingénierie strictes. 

- Projets mécaniquement complexe Turbines à réaction, automobiles et avions. Les jumeaux numériques peuvent aider à améliorer l'efficacité des machines complexes et des moteurs gigantesques.

- Équipements électriques Cela comprend à la fois les mécanismes de production et de transmission de l'énergie.

- Projets de fabrication Les jumeaux numériques sont idéaux pour aider à rationaliser l'efficacité des processus, comme ceux que l'on peut trouver dans les environnements industriels avec des systèmes de machines fonctionnant conjointement.

Par conséquent, les industries qui obtiennent le plus de succès avec les jumeaux numériques sont celles impliquées dans des produits ou des projets à grande échelle :

- Ingénierie (systèmes)

- Fabrication automobile

- Production d'avions

- Conception d'autorail

- Construction de bâtiments

- Fabrication

- Services publics d'électricité


Marché du jumeau numérique : prêt pour la croissance

L'expansion rapide du marché des jumeaux numériques indique que même si les jumeaux numériques sont déjà utilisés dans de nombreux secteurs, la demande de jumeaux numériques continuera de s'intensifier pendant un certain temps. En 2020, le marché des jumeaux numériques était évalué à 3,1 milliards de dollars. Certains analystes du secteur pensent qu'il pourrait continuer à augmenter fortement jusqu'en 2026 au moins, pour atteindre un montant estimé à 48,2 milliards de dollars.

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Présentation de SkyVue Capture
Présentation de SkyVue Capture

SKYVUE CAPTURE C’EST QUOI ? SkyVue Capture est un outil complémentaire à l’application SkyVue Access. Elle permet de Capturer facilement des données n'importe où sur un site de construction du sol  jusqu’au plafond de manière rapide et simple. Elle permet aux ouvriers présents sur un chantier de prendre les données nécessaires au suivi du projet afin que le propriétaire du chantier puisse les consulter à tout moment et évaluer l’état d’avancement de son bâtiment. SkyVue Capture a été conçu grâce à une technologie de pointe pour garantir simplicité, maniabilité et fiabilité.                                                                                                  SKYVUE CAPTURE COMMENT ÇA MARCHE? L’application Capture est conçue pour être utilisée principalement par les professionnels présents sur un chantier. Elle leur permet de prendre des photos de qualité, des images 360, des vidéos et des mesures. Comment ? Tout d’abord l’ouvrier ou chef de chantier doit télécharger l’application et se connecter. Une fois dans l’application il y retrouvera des projets créés avec leur plan et tags ajoutés en amont par le porteur de projet ou notre équipe sur la plate-forme SkyVue Access. Il n’aura alors qu’à entrer dans un tag et renseigner les données. (Photos, 360, vidéos, mesures : il s’agit ici des mesures du sol, des murs et des différentes ouvertures ) SkyVue Capture est dédié à la collecte des données par des ouvriers sur le terrain et uniquement sur le terrain parce que les données ne peuvent être prise que si la personne chargée de faire les capture se trouve hors de la zone du chantier.                                                                                          LES DOMAINES D’INTERVENTIONS DE SKYVUE ACCESS SkyVue Capture intervient essentiellement dans le domaine du BTP comme présenté  ci-dessus mais peut être utilisé pour les banques et les assurances pour la prise d’images 360 et de mesures.

Présentation de SkyVue Access
Présentation de SkyVue Access

SKYVUE ACCESS QU’EST CE QUE C’EST ? L’application SkyVue Access est une plateforme web créée pour répondre au problème de suivi de projets que rencontre souvent les propriétaires de chantier en Afrique. Elle aide à pallier au manque d’informations et de transparence lié aux projets de construction en ceci qu’elle donne une visibilité sur toutes les étapes du projet en tout temps et en tout lieu./dans un soucis de faciliter le suivi des projets pour les propriétaires de chantiers leur permettant ainsi de voir et savoir comment évolue leurs projets ceci grâce aux données présentent sur la plateforme n’importe où et n’importe quand. SkyVue Access a été conçu grâce aux toutes dernières avancées technologiques pour vous apporter fiabilité et efficacité. COMMENT FONCTIONNE SKYVUE ACCESS ? La plateforme prend principalement en compte 2 types de projets : les projets télécoms et les projets génie civil et 2 types d’utilisateurs : les entreprises et les particuliers. Projets génie civil Ici, particuliers et entreprises ont la possibilité de créer des projets qu’ils pourront suivre en temps et lieu voulu. Dans le cas d’une entreprise elle créée un compte compagnie ou elle enregistrera tous ses projets en tant que tel. Les projets sont classés en section et sous sections qui correspondent à des bâtiments ou des niveaux. On peut insérer des plans par niveau et sur ces plans faire des annotations telles que l’ajout des tags de pièces, des tags de mesure ou des commentaires. Un tag est un point qui donne des informations sur une pièce a l’aide d’images, de vidéos et d’images 360. L’objectif étant de collecter les plus de données sur ladite pièce en faisant une capture a ce tag plusieurs fois dans la même position en vue de monter l’évolution de la pièce ce qui permettra pour un tag d’avoir différentes images à différentes dates donnant à l’utilisateur la possibilité de faire une comparaison avant après de son chantier et avoir des 360 et 3D lui permettant de se balader dans son projet d’une pièce a une autre, d’un étage a un autre et voir le rendu même à distance. Les tags de mesure aident à prendre les mesures des murs, des sols, du plafond, des portes et fenêtres etc… et aussi de faire l’estimation de matériaux car, un des volets de l’application est de pouvoir faire une sorte d’audit sur les matières premières utilisées afin de s’assurer que la quantité de matériaux demandées correspond à la quantité utilisée sur le projet pour se faire on compare le devis des matériaux avec ceux sur le terrain. La plateforme est utile pour le porteur de projet qui n’est pas forcement sur place pour suivre l’avancement des travaux et doit s’en remettre au chef du chantier et ses ouvriers. Ce sont ces derniers qui rentrent les données dans SkyVue Access en passant par l’application SkyVue Capture. Les projets créés sur SkyVue Access sont géolocalisés de telle sorte que, la personne sur le terrain ne pourra prendre des données avec SkyVue Capture que si elle est dans le périmètre du projet ceci pour s’assurer de la véracité et la fiabilité des données.  Projets Telecom En ce qui concerne les télécoms, seules les entreprises peuvent y créer des projets leurs permettant alors d’avoir une vue d’ensemble sur leurs tours. Généralement, il y’a des antennes de différents opérateurs sur les tours ; donc on permet à une entreprise de voir le nombre d’opérateurs présents, la superficie qu’ils occupent, consulter et inspecter ses tours et savoir le poids des antennes par tours, avoir la localisation de ses tours sur une carte (c’est à dire ou est ce qu’elles sont situées dans un pays une province ou une ville donnée). Aussi, la plateforme permet de voir et évaluer l’étendue et le type de dégâts que peut avoir subi une tour et ses antennes au fil du temps. Par exemple la peinture qui se dégrade, des fils coupes de la rouille, des nids d’oiseaux. Lorsqu’on fait une inspection sur une tour télécom on signale tous les problèmes qu’on y retrouve et on les note comme archives. Cependant il ya des problèmes qui pourront perdurer dans le temps. Ainsi, lors des prochaines inspections de la tour on vérifiera que le problème signalé précédemment a été résolu ou alors s’il s’est aggravé. C’est donc ce type d’informations qui sera mis à jour à chaque inspection jusqu’à ce que cela soit clôturé. Si un problème perdure dans le temps, un niveau de sévérité lui est attribué en fonction de la gravité. L’objectif ici étant de permettre à la personne en charge du suivi de savoir où sont situées les tours, quels sont les problèmes qu’il faut gérer et quel est son niveau d’urgence, grâce aux données collectées (image tours 3D) et avoir à la fin un rapport global. LES DOMAINES D’INTERVENTIONS DE SKYVUE ACCESS SkyVue Access intervient comme énoncé plus haut dans les domaines du BTP et des télécommunications mais aussi dans le domaine des inspections à proprement parler pour les bâtiments dont on veut évaluer le niveau et le type de dégradation et déterminer les rénovations à faire à des endroits difficilement accessibles par l’homme sur des bâtiments très hauts. Elle intervient aussi dans le domaine de la banque étant donné que ces derniers octroient des prêts à des personnes ou entreprises pour des projets de construction, et ont besoin de faire un suivi pour s’assurer que l’argent versé est bien utilisé pour le dit projet et non injecté ailleurs. Donc le suivi que leur offre Access leur permet de savoir quand débloquer les fonds pour le déroulement d’un chantier. Notre équipe va sur le terrain collecter les informations que les banquiers les étudient sans avoir à se déplacer et s’assurer que le projet évolue comme prévu. Access intervient aussi dans le domaine des assurances dans le cas d’incendie, dégât des eaux ou autres sinistres. On fait une prise de vue 3D pré et post sinistre de l’endroit assuré ou à assurer ; ce qui sera utilisé pour les enquêtes par des experts en sinistre dans le cadre de leur audit.Retrouvez SkyVue Access sur PlayStore et AppStore.

La Conference SkyVue
La Conference SkyVue

Quelle est le but de la conférence ? Nous organisons cette conférence dans le but de faire le lancement de nos nouvelles solutions, les applications Skyvue Access et Skyvue Capture. Cela va en étroite ligne avec notre vision de s’établir comme les leaders de la sous-région dans la documentation numérique et la gestion des actifs. L’objectif est de montrer comment est-ce que ces applications développent et contribuent à révolutionner la documentation, le suivi et la gestion des projets en Afrique de façon simple et accessible de n’importe où. Ces produits seront principalement utilisés dans les projets de construction (suivi à distance, estimation des matériaux, contrôle de l’évolution…), de télécommunication (inspections des tours de télécom à distance, reporting des différents dommages), de banque (c’est à dire les projets financés par les établissements bancaires) et assurance (c’est à dire des actifs qui nécessitent d’être assurés et des actifs assurés qui nécessitent de bénéficier d’une évaluation des dégâts après sinistre.) Pour les constructions, nos applications permettent de documenter chaque étape du projet pour donner accès à des informations d’avancements des travaux précises et fiables et être en mesure de déterminer avec précision la quantité de matières premières utilisée sur n’importe quel chantier. Pour les télécommunications, nous donnons la possibilité grâce à nos produits de faire des inspections sures et rapides depuis une plateforme de gestion des actifs ce qui aide à gérer une grande quantité de données et à prendre de meilleures décisions commerciales. Pour les banques il s’agit ici de faciliter le suivi à distance de l’avancement des projets financés par les établissements bancaires avec des données fiables et de sécuriser leurs investissements. Pour les assurances il s’agit de faire l’évaluation du risque avant la définition de la prime et en cas d’incident que le jumeau numérique serve de source unique de confiance pour pouvoir faire l’évaluation des dégâts et pour pouvoir assurer sereinement la gestion du sinistre.   Quel est le résultat attendu ? Le résultat escompté pour cette conférence est de faire en sorte que quiconque de ces différents secteurs d’activités puisse comprendre la plus-value que lui apporteront ces applications et qu’il puisse être convaincu et porté à accepter ces solutions, à les utiliser et les faire connaitre après satisfaction.   Comment va se dérouler la conférence ? Elle va se dérouler comme suit : En présentielle, n’accueillera qu’une quarantaine de personnes reconnues dans les secteurs des BTP, des télécommunications, des banques et des assurances et en direct dans une retransmission zoom pour ceux qui seront intéressés via ce lien d’inscription zoom : https://zoom.us/webinar/register/WN_UsuT3J6zRp-s6M5pD0qZaw   Besoin de plus d’informations ? Si vous souhaiter en savoir plus ou avez des questions, vous pouvez nous contacter à notre adresse mail info@skyvuesolutions.com ou sur WhatsApp au +237 654 014 952. Retrouvez-nous aussi sur nos réseaux sociaux Facebook, Twitter, LinkedIn et Instagram.