Par Jeremy Cook
Le concept de jumeau numérique est une nouvelle façon de représenter les « objets ». Mais comment en est-on arrivés là ? Et comment évoluons-nous vers un futur jumeau numérique complet dans l’ingénierie ?
Si vous avez fait une école d’ingénieurs au milieu des années 80 ou avant, vous avez probablement appris à produire et à interpréter des dessins techniques en deux dimensions sur du papier imprimé. Dans les années 90 et au début des années 2000, le même type de dessins 2D pouvait être produit à l’aide de programmes de CAO 2D, notamment AutoCAD. Bien que cela ait accéléré le processus de dessin, la véritable révolution dans la numérisation des dessins est venue avec la multiplication des logiciels de CAO 3D comme SolidWorks et Pro Engineer.
La modélisation solide a constitué un énorme progrès, permettant aux ingénieurs de représenter plus précisément les dimensions des objets et d’effectuer des simulations telles que l’analyse par éléments finis. Il a également permis une intégration plus poussée avec l’équipement CNC, et à terme l’impression 3D. Aujourd’hui, l’intégration de la technologie des jumeaux numériques est sur le point de révolutionner davantage la façon dont les ingénieurs travaillent et optimisent les conceptions.
Technologie des jumeaux numériques dans l’ingénierie
Un jumeau numérique est un conteneur d’informations, qui capture idéalement toutes les données actuelles et historiques relatives à une chose réelle ou théorique. Les données sont capturées pendant la fabrication, et la technologie IoT est utilisée pour surveiller davantage l’état d’une chose, en mettant à jour son jumeau numérique particulier, c’est-à-dire une instance de jumeau numérique, de manière appropriée.
Bien qu’il ne s’agisse pas d’une simulation en soi, les données des jumeaux numériques peuvent être utilisées dans une simulation. Les caractéristiques instantanées de l’objet (ou même les caractéristiques du passé) peuvent être introduites dans un environnement simulé et testées avec des entrées externes virtuelles pour déterminer comment celui-ci réagira. Les ingénieurs peuvent concevoir, tester et affiner leurs modèles avant de les fabriquer physiquement, potentiellement avec l’aide de l’IA.
Jumeaux numériques, RA, et le metaverse
Une fois qu’une conception est mise sur le terrain, le retour d’information de l’IoT peut être utilisé pour obtenir des statistiques sur ses performances. Ces données, éventuellement combinées avec les données d’autres instances de jumeau, permettent d’affiner la conception en fonction des réactions du monde réel. Cela peut également contribuer à une véritable maintenance prédictive, effectuée en fonction de l’état réel d’un objet et non d’un calendrier défini. Cela permet de ne pas effectuer de maintenance inutile, tout en évitant largement la maintenance réactive en réponse à des dysfonctionnements de la machine.
L’utilisation des données des jumeaux numériques peut être renforcée par les concepts de metaverse, ainsi que par la réalité virtuelle (VR), la réalité augmentée (AR) et la réalité étendue (XR), selon le cas. Lors de la phase de conception, imaginez pouvoir entrer dans une scène avec des collègues dans un environnement metaverse afin de visualiser et d’améliorer un objet ou un scénario. Une fois qu’un objet virtuel est physiquement construit et placé sur le terrain, les techniciens peuvent utiliser un casque de réalité augmentée pour superposer le code en cours d’exécution sur une machine, les données de température, les manuels et bien d’autres choses encore, tout en tournant métaphoriquement… ou littéralement, une clé à molette selon les spécifications exactes.
La technologie des jumeaux numériques et la future formation d’ingénieur
Avec la prolifération de concepts tels que les jumeaux numériques, l’IA, la RA et le metaverse, on pourrait être tenté de penser que le besoin d’ingénieurs va diminuer, ou que l’enseignement de base en physique, chimie et mathématiques que nous considérons comme acquis aujourd’hui peut être mis de côté. Si les concepts décrits ici pourraient permettre aux techniciens de jouer un rôle beaucoup plus important, les ingénieurs devront toujours comprendre le comportement des jumeaux numériques et des objets qu’ils représentent. Cela leur permettra d’appliquer les entrées appropriées et de comprendre quelles sorties correspondent à un résultat réaliste.
Les connaissances fondamentales en ingénierie demeureront essentielles, même si vous êtes capable de les appliquer dans un environnement collaboratif metaverse, et si les ordinateurs effectuent la majorité de nos calculs quotidiens, souvent à une échelle astronomique.
