Cherchez-vous à prendre de l’avance avec des technologies émergentes ? La deuxième partie de cette série de blogs en trois volets explore ce que nous devrions considérer à propos des jumeaux numériques.
Nous avons choisi trois technologies à discuter : les communications 5G, les jumeaux numériques et la blockchain. Ces trois technologies évoluent rapidement et offrent des avantages tangibles pour les opérations de la chaîne d’approvisionnement.
Bien que le terme ait été inventé en 2002, ce concept existe depuis bien plus longtemps. En 1970, la NASA utilisait célèbrement un modèle au sol de la capsule Apollo 13 pour résoudre des problèmes critiques dans l’espace. En 2002, l’équipe McLaren de Formule 1 utilisait une simulation de jumeau numérique pour prédire les performances, mais ce n’est qu’à partir de 2015 que l’idée est devenue réellement faisable avec l’avènement de l’Internet des objets (IoT). Depuis, de grands fabricants comme GE les utilisent pour obtenir des gains significatifs en production et en maintenance.
Dans la chaîne d’approvisionnement, les jumeaux sont relativement nouveaux. Ce n’est que ces dernières années que des solutions de jumeaux numériques pour les opérations logistiques sont devenues disponibles commercialement.
Un jumeau numérique est l’extension logique et moderne du prototype d’ingénierie. Là où les ingénieurs modélisaient autrefois en argile, puis en modèles mécaniques et enfin avec la conception assistée par ordinateur, ils peuvent maintenant créer une copie numérique d’un objet réel, d’un système ou d’un processus et le manipuler pour voir comment il réagit dans différentes situations.
En termes généraux, les jumeaux numériques offrent de nombreux avantages, notamment une fiabilité améliorée, une réduction des risques, des coûts de maintenance plus bas, une production plus efficace et un retour sur investissement plus rapide. Par exemple, en utilisant des jumeaux numériques, GE a pu améliorer la fiabilité d’un client de 93 à 99,49 % en moins de deux ans et réduire la maintenance réactive de 40 % en un an seulement. Un jumeau numérique a également permis à un client d’économiser 360 000 USD en prédisant une panne de courant.
Dans la logistique, les analystes voient un potentiel énorme pour les jumeaux numériques d’améliorer les performances. Suivre les emballages de distribution, par exemple, pourrait offrir des informations sur la façon de créer des emballages plus durables tout en suivant les millions de contenants réutilisables dans le système de transport. De même, un jumeau numérique d’un envoi entier pourrait donner aux planificateurs de transport la capacité de planifier des chargements plus efficacement et de devenir un outil puissant pour les services d’appariement de chargement assistés par l’IA.
Les camions eux-mêmes offrent une opportunité énorme pour rationaliser les communications. Parce qu’ils sont maintenant essentiellement des ordinateurs mobiles, ils envoient des données à divers systèmes tels que la maintenance, les journaux des conducteurs et la gestion de flotte, mais ils le font plusieurs fois dans différents formats. Si chaque camion avait un jumeau numérique contenant toutes les données envoyées via un seul canal, ces autres systèmes pourraient accéder au jumeau pour obtenir les informations nécessaires.
Dans un environnement complexe et dynamique comme un centre de distribution de commerce de détail, un jumeau numérique permettrait aux gestionnaires d’opérations de s’adapter à différents scénarios sans prendre de risques en temps réel. Un nouveau processus de rangement, par exemple, pourrait être testé. Ou encore, un nouvel équipement de prélèvement automatisé pourrait être spécifié et testé pour voir comment il s’intégrerait aux processus et équipements existants. Le tout peut être peaufiné et perfectionné avant d’être mis en œuvre dans le système réel.
Tout cela n'est pas de la science fiction. Dematic a récemment lancé un produit permettant aux utilisateurs d’explorer un environnement de centre de distribution avant sa construction pour étudier des facteurs tels que la productivité du personnel, le mouvement des stocks et l’efficacité de la manutention des matériaux. Le jumeau réduit les risques en permettant aux systèmes du centre de distribution de fonctionner en réalité virtuelle avant d’engager des dépenses importantes en capital, en s’assurant qu’ils répondent aux attentes. Selon Dematic, leur système peut être aussi spécifique que de prédire ce qui se passe si un code-barres n’est pas scanné correctement.
En théorie, une chaîne d’approvisionnement entière pourrait être modélisée de cette manière, permettant des ajustements allant de l’approvisionnement en matières premières jusqu’à la livraison au client final. En fait, la cité-État de Singapour a été modélisée en un jumeau numérique par la société d’ingénierie Dassault Systèmes. Il est utilisé pour prendre des décisions sur les infrastructures et gérer des éventualités comme des incendies ou des inondations majeures. Le modèle est connecté aux systèmes de trafic, aux données climatiques et aux véhicules de transport.
Cela ressemble beaucoup à une chaîne d’approvisionnement, n’est-ce pas ? Les systèmes d’information géographique connectés à des véhicules autonomes pourront fournir d’énormes quantités de données susceptibles d’alimenter des jumeaux de chaîne d’approvisionnement de bout en bout. Ajoutez des produits à suivre, et vous êtes très proche des éléments nécessaires pour répliquer – et gérer – un écosystème complet de chaîne d’approvisionnement.
Les applications spécifiques pour les opérations de détail arrivent aussi. En plus du suivi des stocks tout au long de la chaîne d’approvisionnement, la technologie des jumeaux est utilisée pour modéliser des magasins de détail réels avec l’objectif de guider les clients directement vers les articles sur les étagères, ainsi que d’utiliser les données sur les clients individuels pour créer des modèles susceptibles de prédire le comportement d’achat.
Les jumeaux numériques sont très attirants. Ils offrent tellement de nouvelles opportunités grâce à la création de capteurs numériques, aux données qu’ils collectent et au développement de l’intelligence artificielle pour les analyser et agir en conséquence.
Cependant, même s’il existe déjà des exemples en action et de nouveaux modèles en cours de développement, cela ne signifie pas que la technologie des jumeaux numériques deviendra soudainement la norme pour évaluer et rationaliser les opérations, malgré les prédictions. En 2018, Challenge Advisory prédisait qu’à l’horizon 2020, jusqu’à 60 % des fabricants surveilleraient la performance et la qualité des produits avec des jumeaux numériques. Une enquête de 2019 par Gartner a tempéré ces attentes, suggérant un taux d’adoption de 62 % parmi les seuls 13 % des organisations utilisant déjà des technologies IoT.
Quelques obstacles devront être surmontés avant de voir naître un jumeau numérique pour chaque application. Le premier défi est celui de l’intégration. La plupart des applications de jumeaux numériques au sein de l’entreprise nécessitent un certain niveau d’intégration entre elles. Selon Gartner, cela reste un obstacle technique majeur.
En outre, pour qu’un modèle grandiose et global de chaîne d’approvisionnement de bout en bout prenne vie, de nombreux obstacles juridictionnels, réglementaires et coopératifs devront être surmontés. De même que nous rencontrons parfois des difficultés à communiquer efficacement entre partenaires de la chaîne d’approvisionnement, cette fragmentation de l’industrie logistique milite également contre une mise en œuvre efficace des jumeaux.
Les données devront être partagées entre de nombreux partenaires, ce qui soulève des préoccupations quant à la sécurité et aux informations propriétaires ou concurrentielles. Il faudra beaucoup de travail pour développer des standards acceptés par tous. Et à plus long terme, il faudra parvenir à un accord sur la manière dont les énormes quantités de données collectées seront gérées et possédées.
Références :
[1] "7 amazing examples of digital twin technology in practice", Bernard Marr, Forbes, April 23, 2019.
[2] "The history and creation of the digital twin concept", Carlos Miskinis, Challenge Advisory, March 2019.
[3] Digital twins in logistics, Klaus Dohrmann, Ben Gesing, Jonathan Ward, DHL, June 27, 2019.
[4] "Digital Twin", GE Digital, 2019.
[5] "Industrial digital twins: real products driving $1b in loss avoidance", Dimitri Volkmann, GE Digital blog, 2019.
[6] "How digital twins simplify the IoT", Sarah Hippold, Smarter with Gartner, January 23, 2019.
[7] "Dematic introduces modeling software to validate intralogistics system performance", Dematic media release, March 12, 2019.
[8] "Five things to know about digital twins", Emily Atkins, Inside Logistics, October 10, 2019.
[9] Digital twins in logistics, Klaus Dohrmann, Ben Gesing, Jonathan Ward, DHL, June 27, 2019.
[10] "The history and creation of the digital twin concept", Carlos Miskinis, Challenge Advisory, March 2019.
[11] "Gartner survey reveals digital twins are entering mainstream use", Gartner media release, February 20, 2019.
[12] "Gartner survey reveals digital twins are entering mainstream use", Gartner media release, February 20, 2019.
[13] Digital Twins: Beware of naïve faith in simplicity", Verdi Ogewell, engineering.com, January 4, 2018.