Jumeau numérique IoT : qu’est-ce que c’est et quels sont les principaux usages ?

Les jumeaux numériques se révèlent être un accélérateur stratégique pour la transformation numérique, débloquant le potentiel caché au sein des données générées par l’Internet des objets (IoT). Dans cet article, voyons ensemble comment ils interagissent et s’améliorent mutuellement les Digital Twin et l’Internet des objets et quelles sont leurs principales utilisations.

L’implémentation d’un jumeau numérique IoT peut être complexe, mais vous devez savoir qu’il existe des logiciels de jumeau numérique valables et professionnels qui vous soutiennent dans la création de la réplique numérique. Commençons donc à analyser ce puissant binôme composé de l’Internet des objets et du Digital Twin.

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique dans l’IoT ? Un guide complet pour comprendre la technologie

Le Digital Twin est une représentation numérique d’une entité réelle, comme un appareil, un bien ou même un processus entier.

La collaboration entre le jumeau numérique et les capteurs IoT permet une représentation virtuelle en temps réel d’un actif ou d’un système, de manière précise et ponctuelle.

La puissance de cet outil réside précisément dans la synergie des deux outils individuels qui, une fois unis, génèrent une représentation numérique aux énormes potentialités. D’un côté, le Digital Twin reproduit numériquement et fidèlement le bien réel, dans ses parties et dans sa complexité. De l’autre côté, l’Internet des objets (IoT), c’est-à-dire ce processus qui permet aux objets réels d’avoir une identité propre dans le monde numérique, acquiert et transmet des informations importantes qui, intégrées avec le jumeau numérique, rendent le Digital Twin IoT encore plus puissant et utile à des fins diverses.

Le réseau de capteurs et de dispositifs de l’IoT capture des données en temps réel du monde physique, qui sont la base pour créer des Digital Twin, c’est-à-dire des modèles virtuels dynamiques d’objets ou de systèmes physiques. En intégrant les données IoT, les Digital Twin peuvent simuler des conditions du monde réel, prévoir des résultats et optimiser des processus.

Parmi les objectifs pour lesquels le jumeau numérique IoT est utilisé, nous trouvons : 

• • suivi des dispositifs, ressources ou processus en temps réel ;
  • analyse des performances d’un bien ou d’un processus ;
  • suivi des problèmes ou dysfonctionnements éventuels ;
  • exécution de tests avant la mise en œuvre réelle de solutions techniques ;

• prévision de résultats sur la base de données variables ;
• exécution de simulations avant le développement et la production des dispositifs réels ;
• amélioration de l’efficacité opérationnelle, de la qualité de la production et de la satisfaction du client.

Qu’est-ce que le Jumeau numérique IdO

Quelle est l’importance du jumeau numérique dans l’Internet des objets ?

Les objets réels qui ont une identité numérique et qui font donc partie de l’Internet des objets fournissent une quantité de données importante mais d’un volume considérable, ce qui peut donc s’avérer difficile à gérer et à interpréter.

Le rôle, et par conséquent l’importance du jumeau numérique pour l’IoT, est précisément de faire office de dépôt unique pour les données fournies par l’IoT. Non seulement le Digital Twin agit comme un collecteur de cette masse d’informations, mais c’est aussi le lieu numérique où ces données sont contextualisées.

Puisque les jumeaux numériques représentent une source d’information unique, il est facile d’intégrer des logiciels de gestion de Digital Twin, des applications et des processus dans le même dépôt pour analyser et distribuer les données provenant de l’IoT.

IoT vs Jumeau numérique : comment ils s’intègrent plutôt que de rivaliser

Les jumeaux numériques et l’IoT sont deux outils puissants qui, utilisés en synergie, simplifient de nombreuses opérations complexes et favorisent l’innovation. L’IoT fournit des données et des communications essentielles, tandis que les DT transforment les données en informations significatives. Analysons ensemble les différentes manières dont ils s’intègrent : 

• données : les capteurs IoT ont pour objectif principal de collecter des données du monde réel sur toutes les variables d’intérêt. Mais si la collecte de données est nécessaire pour le suivi et le contrôle en temps réel, il est nécessaire de développer des approfondissements analytiques sur ces données. Et c’est ici que les jumeaux numériques entrent en jeu. Les jumeaux numériques créent des représentations virtuelles de systèmes, de processus ou d’éléments du monde réel en utilisant les données collectées par les capteurs IoT. Imaginons avoir une installation de production industrielle, avec un DT, on utilise les informations recueillies par les capteurs IoT pour anticiper les pannes des équipements avant qu’elles ne se produisent ; cela optimise les temps de maintenance et minimise les interruptions ;
• suivi : les dispositifs IoT sont utilisés pour le suivi en temps réel, fournissant aux utilisateurs les informations les plus récentes sur différentes variables, les DT sont utilisés pour la modélisation prédictive, c’est-à-dire qu’ils utilisent l’intégration en temps réel des données des capteurs de l’Internet des objets pour exécuter des scénarios prévoyant des événements futurs ;
• connectivité et représentation : l’Internet des objets crée une connexion en ligne entre les dispositifs, qui peuvent interagir avec des systèmes centralisés et entre eux, les reliant ensemble pour former un système de gadgets connectés. Les jumeaux numériques, qui représentent virtuellement des produits ou des systèmes du monde réel, mettent à jour les informations provenant des capteurs pour maintenir dans l’environnement virtuel une réplique toujours réaliste et dynamique ;
• analyse et utilisation des données : l’IoT collecte des données réelles et développe des analyses de base ; les DT interprètent celles-ci et y développent des analyses plus détaillées et sophistiquées ;
• focus : si les capteurs IoT se concentrent individuellement sur des dispositifs uniques, suivant les diverses informations requises, les DT rassemblent dans un seul modèle virtuel les informations des différents dispositifs, permettant d’obtenir une vue globale et complète du système.

Jumeau numérique IdO dans le bâtiment

Comment l’IoT et les jumeaux numériques transforment les industries

Intégrer un Digital Twin avec l’Internet des objets signifie renforcer ses caractéristiques sous divers aspects. Voyons ensemble quels sont les principaux.

1. Production : l’IoT offre une visibilité sur l’ensemble du cycle de vie du produit Les objets qui ont une identité numérique permettent de remplacer les hypothèses sur leur fonctionnement et leurs performances par des données réelles et actualisées. Les données des objets réels connectés à Internet sont extrapolables en temps réel et utiles pour tout le cycle de vie des objets, influençant même les futurs modèles commerciaux. Les données IoT réelles ferment le cycle de rétroaction avec les données d’utilisation du produit, qui informent ensuite les itérations futures et même les changements du modèle commercial, y compris le produit en tant que service. L’intégration IoT – Digital Twin transforme les usines en industries intelligentes 4.0. Le suivi en temps réel associé à l’optimisation rendue possible par les jumeaux numériques pour les processus de production garantit une plus grande efficacité dans les lignes de production.
2. Transports : l’IoT et les jumeaux numériques garantissent un suivi continu Ils ont transformé les systèmes de transport en surveillant le trafic, les conditions routières et les performances des véhicules en utilisant des données de capteurs en temps réel. Ils permettent ainsi la maintenance prédictive en simulant des scénarios de trafic, optimisant le flux de circulation.
3. Processus : l’IoT débloque la plus profonde Operational Intelligence Souvent, les processus opérationnels reposent sur des données incertaines dont l’interprétation peut ne pas être entièrement fiable. L’utilisation de l’Internet des objets dans les jumeaux numériques permet de générer des KPI (Key Performance Indicator) de production critiques et d’assurer ainsi une plus grande visibilité opérationnelle.
4. Contrôle de qualité : l’IoT permet l’analyse des données historiques et en temps réel L’analyse combinée des données historiques et des données en temps réel peut identifier des modèles cruciaux dans le comportement du produit et suggérer des domaines à améliorer, de cette manière, les bonnes actions préventives sont adoptées pour éliminer d’éventuels défauts et maximiser la qualité de chaque produit.
5. Phase d’Operation & Maintenance (O&M) : l’IoT optimise la maintenance Une grande partie des performances d’un objet, d’un bien ou d’un processus n’est pas, sans l’utilisation du jumeau numérique IoT, accessible aux gestionnaires et aux mainteneurs. Les informations en temps réel intégrées dans le jumeau numérique d’un bien représentent en revanche une source d’information essentielle pour pouvoir surveiller un bien, le gérer et le maintenir de manière performante. Grâce au jumeau numérique IoT, il est en effet possible d’intervenir avec une maintenance prédictive sur le bien et, grâce à la simulation de modèles historiques de performances, il est possible de réduire les temps d’arrêt non planifiés et de maximiser encore l’utilisation des ressources.

Comment les jumeaux numériques dans les plateformes IoT améliorent la maintenance prédictive et la gestion des ressources

Nous savons que la maintenance prédictive utilise des données en temps réel pour prévoir quand une machine pourrait avoir besoin d’attention, rendant ce processus plus durable, sûr et rentable.

Un des principaux défis pour la création de systèmes de maintenance prédictive est le manque de données sur les pannes, car la machine est souvent réparée avant la panne. L’aide de capteurs IoT connectés aux machines et l’interconnexion avec un DT surmontent cet obstacle.

Les paramètres tels que température, vibrations et usure sont suivis en temps réel et transférés aux Digital Twin, qui fournissent une représentation virtuelle de la machine physique, déterminant des informations importantes telles que le dégrèvement ou l’usure de la ressource, permettant aux entreprises d’identifier rapidement les problèmes et de les résoudre avant qu’ils ne causent des temps d’arrêt coûteux.

Cela améliore la durée de vie des équipements et permet aux entreprises d’optimiser la planification des interventions de maintenance, en fonction des conditions réelles de la machine.

IoT et jumeaux numériques : promouvoir l’innovation et réduire les coûts opérationnels

La synergie entre l’IoT et les jumeaux numériques, comme déjà vu précédemment, avec le suivi en temps réel et la maintenance prédictive, améliore l’efficacité opérationnelle et cela implique la réduction des coûts opérationnels.

Si les problèmes potentiels sont identifiés à l’avance avant qu’ils ne se transforment en critiques, cela réduit au minimum les temps d’arrêt, réduisant ainsi la consommation et le gaspillage. L’optimisation de l’utilisation des ressources favorise également la durabilité.

GIS et IoT : révolutionner l’analyse des données géographiques avec des dispositifs connectés

Le GIS (Système d’Information Géographique) et l’IoT se relient et s’interconnectent grâce à la position géographique. Le GIS analyse l’Internet des objets en fonction de sa dimension de position, catégorisant les applications et les projets IoT en fonction des outils analytiques géospatiaux utilisés.

L’IoT est un réseau de capteurs mobiles, de compteurs fixes et même de flux de médias sociaux. Les capteurs connectés peuvent surveiller des véhicules connectés, l’humidité du sol, des compteurs électriques intelligents, des parkings intelligents, des caméras de circulation, etc.

En recevant ces données dans le GIS, tout ce qui est saisi est rapidement placé sur la carte avec la position correspondante et les informations les plus récentes.

Jumeaux numériques alimentés par l’IoT : exemples réels et cas d’utilisation

De nombreuses entreprises choisissent désormais d’investir dans l’innovation dans divers domaines, examinons ensemble quelques exemples d’application des DT et de l’IoT dans le monde réel : 

• secteur de la production : Rolls-Royce utilise des jumeaux numériques pour chaque moteur qu’elle produit. De cette manière, il est possible de collecter des données sur une série de paramètres, via des capteurs embarqués. De plus, il est possible de surveiller les performances du moteur en temps réel pendant les vols, prévoyant les besoins de maintenance et réduisant les temps d’arrêt ;
• secteur de la construction : l’utilisation du Digital Twin IoT dans le secteur de la construction offre une série d’avantages pour les architectes, ingénieurs, entrepreneurs et gestionnaires d’installations. Avec l’aide de la technologie Digital Twin, les professionnels de la construction peuvent créer des répliques virtuelles de bâtiments et de projets d’infrastructure, simplifiant les processus de conception, de construction et de maintenance. Les simulations IoT des jumeaux numériques peuvent aider à détecter des erreurs et des inefficacités dès les premières étapes du cycle de vie du projet, réduisant ainsi les reprises et les coûts associés. De plus, les jumeaux numériques peuvent fournir des informations précieuses sur des aspects tels que le consommation énergétique, les risques pour la sécurité et les performances des bâtiments, permettant une maintenance proactive et l’optimisation des actifs. Parmi les exemples, nous pouvons rappeler le projet d’infrastructure important à Londres, Crossrail ;
• secteur des transports : des modèles virtuels de systèmes de transport tels que des routes, des ponts et des trains peuvent simuler la manière dont ces systèmes agissent dans différentes conditions, telles que la congestion du trafic, les conditions météorologiques ou simplement des événements de maintenance. Ford, par exemple, utilise des jumeaux numériques pour développer ses véhicules autonomes ;
• secteur urbain : les applications de jumeaux numériques avec l’intégration de l’IoT et l’analyse avancée des données dans la planification urbaine aident les villes à optimiser les infrastructures et à améliorer la durabilité. À Singapour, par exemple, la Virtual Singapore Platform a utilisé le Digital Twin pour perfectionner la réplique numérique de la ville. Avec les jumeaux numériques, on simule et teste diverses solutions pour améliorer la ville. Regardez la vidéo ci-dessous et découvrez un exemple extraordinaire de création d’un jumeau numérique géospatial pour un projet de smart city à Milan :

Réaliser un jumeau numérique IoT peut ne pas être simple ; c’est pourquoi nous vous conseillons d’essayer la plateforme d’intégration BIM IoT qui vous permet d’intégrer vos systèmes IoT avec vos modèles BIM, les transformant ainsi en un système dynamique qui réagit en temps réel aux événements générés par les dispositifs IoT.

Pour en savoir plus, lisez ausi : BIM et Jumeau numérique : différences et utilisations dans le secteur AECO