Pourquoi Accenture classe les «  jumeaux numériques  » parmi les cinq principales tendances technologiques en 2021

Une technologie de jumeau numérique est une technologie qui crée une réplication virtuelle d’une entité du monde réel, comme un avion, une usine de fabrication ou une chaîne d’approvisionnement.

Les entreprises manufacturières ont de plus en plus utilisé les technologies jumelles numériques pour accélérer les initiatives de transformation numérique pour le développement de produits, et la technologie a gagné en popularité au cours des cinq dernières années, alors que les fabricants traditionnels recherchent des moyens de suivre les startups innovantes comme Tesla.

L’idée existe depuis 2002, lorsqu’elle a été inventée par Michael Grieves, alors professeur à l’Université de Detroit, pour décrire une nouvelle façon de penser la coordination de la gestion du cycle de vie des produits. Le concept a échoué pendant de nombreuses années, en raison des limites liées à l’intégration des processus et des données entre les équipes d’ingénierie, de fabrication et de qualité. Mais il a commencé à prendre de l’ampleur, grâce aux améliorations de l’intégration des données, de l’IA et de l’Internet des objets, qui étendent les avantages des efforts de transformation numérique au monde physique.

En 2019, Gartner a suggéré que 75% des organisations mettront en œuvre des jumeaux numériques au cours de l’année prochaine. Cette année, Accenture a positionné les jumeaux numériques comme l’une des cinq principales tendances technologiques stratégiques à surveiller en 2021. La raison en est que les entreprises sont enfin en train de trouver comment faire évoluer ces projets sur une flotte de projets, plutôt que sur un seul et unique. Michael Biltz, directeur général d’Accenture Technology Labs, a déclaré.

Les premiers leaders des jumeaux numériques montrent la voie

La promesse des jumeaux numériques réside dans l’amélioration de la collaboration et des flux de travail entre différents types de groupes – comme les équipes de conception de produits, de vente et de maintenance – et les disciplines d’ingénierie. Quand c’est bien fait, cela peut donner des résultats fantastiques. Par exemple, l’US Airforce a largement utilisé des jumeaux numériques pour concevoir et construire un nouveau prototype d’avion en un peu plus d’un an, un processus qui dure traditionnellement pendant des décennies.

Dans d’autres secteurs, les mêmes principes peuvent se traduire par une accélération de l’électrification des véhicules, une réduction des coûts de construction et la construction de villes intelligentes. Chevron espère économiser des millions de dollars en utilisant des jumeaux numériques pour prévoir plus rapidement les problèmes de maintenance. Kaeser, qui fabrique des équipements à air comprimé, utilise des jumeaux numériques pour passer d’un modèle de produit à un modèle d’abonnement.

Accenture a travaillé avec Unilever pour construire un jumeau numérique de l’une de ses usines. Le jumeau numérique a permis à différents experts d’analyser divers compromis pour affiner l’usine tout en minimisant le risque de nouveaux problèmes. Ils ont pu réduire les coûts d’électricité et augmenter la productivité. Malgré ces premiers gains, bon nombre de ces succès se situent dans un domaine limité limité par les plates-formes technologiques ou les intégrateurs de systèmes.

Les jumeaux numériques ne sont pas une technologie standard

L’idée centrale des jumeaux numériques a émergé dans la gestion du cycle de vie des produits pour rationaliser le développement de produits. Mais ensuite, d’autres industries ont réalisé que certaines des mêmes idées étaient applicables. Gartner a caractérisé différents types de jumeaux numériques dans des domaines tels que le développement de produits, la fabrication, les chaînes d’approvisionnement, les organisations et les personnes.

Bien que les modèles numériques eux-mêmes s’améliorent, il est un peu plus délicat de savoir comment partager les modèles entre les applications.

Différents types d’applications optimisent le processus de collecte de données et les modèles de données pour des cas d’utilisation spécifiques. Les fournisseurs PLM tels que Siemens, PTC et Dassault ont acheté et développé de riches écosystèmes d’outils qui facilitent l’échange de données de jumeaux numériques tout au long du cycle de vie du produit.

Ces types d’outils fonctionnent bien lorsque les entreprises achètent des outils auprès d’un seul fournisseur, mais le passage de modèles de jumeaux numériques entre des applications de différents fournisseurs entraîne une intégration moindre.

Divers groupes de normalisation ont travaillé pour aider à rationaliser ce processus. L’Organisation internationale de normalisation travaille au développement d’une variété de normes pour la fabrication de jumeaux numériques, à la réduction des pertes de données lors des échanges et à la promotion de la collaboration commerciale.

Michael Finocchiaro, technologue senior au sein du cabinet de conseil en transformation numérique Percall Group, a déclaré: «Je pense qu’il existe une grande dépendance vis-à-vis des fournisseurs PLM pour mettre en œuvre ces normes afin qu’elles soient intégrées à l’ADN de la façon dont nous développons des jumeaux numériques. Au fur et à mesure que les grands systèmes PLM – tels que 3DEXPERIENCE de Dassault, Windchill de PTC et Teamcenter de Siemen – adopteront ces normes, ils deviendront plus faciles à déployer dans le monde réel.

Mais le jury ne sait toujours pas à quel point les fournisseurs sont engagés à assurer l’interopérabilité dans la pratique. Par exemple, Finocchiaro a déclaré que l’intégration des données de nomenclature sur les plates-formes nécessite souvent une personnalisation poussée malgré l’existence de normes.

«Cela expose l’écart entre la rhétorique d’ouverture de ces plates-formes alors qu’elles cherchent à maintenir et à élargir leur base de clients occasionnellement par le verrouillage des fournisseurs», a déclaré Finocchiaro. Cette tendance naturelle met un peu de frein à l’adoption des normes. La mise à l’échelle de ces efforts nécessitera une meilleure intégration et une meilleure communication entre les parties prenantes sur la manière dont les jumeaux numériques sont censés fonctionner dans la pratique.

Une approche pragmatique des standards du jumeau numérique

Des collaborations industrielles telles que le Digital Twins Consortium du Object Management Group (OMG) pourraient être utiles. Le directeur technique du Digital Twins Consortium, Dan Isaacs, a déclaré: «Bien qu’il reste encore beaucoup à faire pour permettre l’interopérabilité des jumeaux numériques, l’intégration et les normes qui peuvent prendre en charge la composabilité, le partage et les pratiques communes fourniront une base.»

L’OMG a déjà été le fer de lance de normes largement adoptées telles que CORBA pour les architectures d’entreprise et BPMN pour la schématisation des processus d’entreprise. Le Consortium Digital Twins comprend des leaders de l’industrie tels que Microsoft, Dell, GE Digital, Autodesk et Lendlease, l’un des plus grands promoteurs immobiliers au monde.

Le groupe se concentre sur la création de cohérence dans le vocabulaire, l’architecture, la sécurité et l’interopérabilité de la technologie des jumeaux numériques. Il ne développe pas de normes directement, mais aide plutôt les différents participants à définir les exigences qui guideront les normes d’organisations telles que l’ISO, la CEI et l’OMG.

Par exemple, le Digital Twins Consortium a récemment annoncé une alliance avec FIWARE, une communauté open source qui organise divers composants de référence jumeaux numériques pour les villes intelligentes, l’industrie, l’agriculture et l’énergie. L’espoir est que ce partenariat pourrait relancer les déploiements de jumeaux numériques de la même manière qu’Internet s’est développé grâce aux implémentations de référence TCP / IP. Cela facilitera la connexion de plusieurs jumeaux numériques pour aider à modéliser les villes, les grandes entreprises ou même le monde.

S’appuyer sur le succès du SIG

«La transformation numérique à grande échelle est encore en phase d’adoption précoce», a déclaré Isaacs. «Les jumeaux numériques continuent de prendre de l’ampleur, mais pour réaliser leur plein potentiel, il faudra une intégration transparente, un alignement et des meilleures pratiques pour les infrastructures logicielles et matérielles.» Cela nécessitera une coordination entre un large éventail de technologies, telles que l’IA / ML, la modélisation et la simulation, les cadres IoT et les protocoles de données et de communication spécifiques à l’industrie.

En pratique, cela pourrait ressembler à étendre le succès de l’interopérabilité des systèmes d’information géographique à d’autres domaines. Ces efforts étendent déjà l’utilisation de l’imagerie satellitaire et du balayage de nuages ​​de points couplés à l’IA et au ML pour identifier les structures et les anomalies qui peuvent ensuite être étiquetées et associées à d’autres actifs ou attributs. Cela aide les équipes d’entreprise à améliorer l’identification des modèles pour obtenir des informations essentielles nécessaires pour acquérir un avantage concurrentiel.

Isaac s’attend à voir la plus grande adoption de la technologie des jumeaux numériques dans l’énergie et les services publics pour accélérer la transition vers les énergies renouvelables et atteindre des émissions nettes nulles. D’autres domaines, comme la médecine et les soins de santé, prennent également de l’ampleur, mais sont confrontés à des défis pour harmoniser les jumeaux numériques à travers un méli-mélo de systèmes différents.

Les dirigeants visionnaires qui résolvent les problèmes liés à la mise à l’échelle des jumeaux numériques peuvent voir un avantage concurrentiel significatif. Selon le rapport Technology Vision 2021 d’Accenture, «les entreprises qui démarrent aujourd’hui, construisent des jumeaux intelligents de leurs actifs et reconstituent leurs premiers environnements en miroir, seront celles qui pousseront les industries et le monde vers un avenir plus agile et intelligent.»