Le concept de jumeaux numériques existe depuis un certain temps. Le terme a été utilisé pour la première fois par Gelernter dans son livre de 1991, Mirror Worlds, tandis que Michael Grieves a appliqué le concept à la fabrication en 2002. La première application des jumeaux numériques, avant que le nom ne soit inventé, a eu lieu lors de la mission Apollo 13, lorsque les contrôleurs ont commencé à simuler les conditions du vaisseau spatial endommagé afin de le ramener sur Terre en toute sécurité.

Jusqu’à récemment, les jumeaux numériques n’ont pas suscité beaucoup d’intérêt dans divers secteurs, car les technologies de soutien, telles que l’analytique et les capacités réseau nécessaires, n’étaient pas disponibles. Aujourd’hui, toutefois, les jumeaux numériques font partie de la base de l’industrie 4.0 et contribueront à la prochaine révolution manufacturière. En fait, 74 % des organisations devraient adopter les jumeaux numériques d’ici 2025.

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ? En termes simples, un jumeau numérique est une réplique virtuelle connectée d’un produit, d’une personne, d’un lieu ou d’un processus physique. Mais presque toutes les organisations définissent le jumeau numérique différemment, selon la façon dont elles mettront en œuvre la technologie ou les avantages attendus de sa mise en place.

« Le jumeau numérique se compose de quatre parties », explique Sreekanth Jayanti, vice-président associé et chef, conseil PLM chez HCLTech.

Il explique : « La première partie est le modèle virtuel de l’objet. La deuxième est le modèle comportemental de l’objet. La troisième est l’objet lui-même et la quatrième est le comportement tel que mesuré par les capteurs dans le contexte de son environnement opérationnel. »

Un écosystème continu et numérique

Dans un environnement de fabrication typique, plusieurs jumeaux numériques sont connectés via un cadre de communication (un fil numérique) qui permet la circulation des données entre les dispositifs virtuels et physiques.

Dans une usine de fabrication, chaque dispositif ou machine physique peut être candidat à la création d’un jumeau numérique. Mais cela va au-delà des objets physiques. Le processus de fabrication et l’ensemble des opérations peuvent également devenir des jumeaux numériques.

« Nous avons un monde physique connecté, créant notre réalité. Il existe aussi un monde virtuel de jumeaux que nous pouvons créer comme écosystème. Ensemble, ils formeront un écosystème continu et numérique », dit Jayanti.

La mise en place des jumeaux numériques dans cet écosystème présente de nombreux avantages, dont :

1. Amélioration de l’efficacité
   Effectuer quoi que ce soit dans le monde virtuel coûte beaucoup moins cher que dans le monde physique – les organisations peuvent expérimenter et tester leurs hypothèses et scénarios sans impliquer d’appareils physiques ou perturber les opérations. Cela permet aux organisations de suivre, surveiller, contrôler et optimiser le comportement des dispositifs physiques, ce qui peut aider à améliorer l’efficacité jusqu’à 20 % à 30 % du rendement des actifs, selon Jayanti.
    
2. Développement de nouveaux flux de revenus
   Les jumeaux numériques contribuent à créer de nouveaux flux de revenus qui favorisent la croissance. Les entreprises peuvent offrir leurs produits sous forme de services et générer des revenus tout au long de leur cycle de vie. Par exemple, un fabricant automobile qui développe une voiture connectée peut non seulement vendre le véhicule lui-même, mais aussi utiliser les données pour offrir des services associés et une meilleure expérience utilisateur. Ces données peuvent également être utilisées par d’autres organisations comme les compagnies d’assurance, pour proposer des assurances basées sur l’utilisation, ou par les agences municipales pour planifier la circulation.
    
3. Stimulation de l’innovation
   Souvent, les organisations lancent un produit qui ne correspond pas à l’évolution rapide des besoins des clients en raison du temps nécessaire pour conceptualiser, tester et livrer un produit ou service. Les jumeaux numériques permettent aux organisations d’observer directement l’évolution du comportement des clients. Cela fournit des informations et des pistes précieuses pour innover et concevoir de nouveaux produits et services qui répondront aux attentes du marché.
    
4. Amélioration de l’expérience client
   Un quatrième avantage clé réside dans l’amélioration de l’expérience client. Toutes les données générées par les jumeaux numériques peuvent être utilisées pour offrir des performances meilleures et plus fiables, ce qui améliore la satisfaction et l’expérience client.

Jumeaux numériques par secteur

Les jumeaux numériques donnent lieu à une variété d’applications qui varient selon les secteurs.

Dans les industries manufacturières à forte intensité d’actifs, telles que l’automobile, l’industrie et l’aérospatiale et la défense, les jumeaux de produit, d’usine et de chaîne d’approvisionnement peuvent améliorer l’innovation produit, accroître l’efficacité de la production et créer des chaînes d’approvisionnement résilientes face à l’évolution constante du contexte pandémique et politique.

Dans le secteur de la santé et des sciences de la vie, les organisations peuvent utiliser les jumeaux numériques de personnes. « En soins aux patients, par exemple, les jumeaux numériques permettront aux médecins de surveiller les signes vitaux afin de contrôler et d’optimiser le dosage des différents médicaments. De telles données peuvent également servir à améliorer les essais cliniques et à réduire le délai de mise en marché pour le développement de nouveaux médicaments, » affirme Jayanti.

Dans un secteur comme le pétrole et gaz, les jumeaux numériques peuvent aider à atténuer l’impact du vieillissement de la main-d’œuvre, en créant une source unique de vérité pour toute la documentation des connaissances et des actifs. Dans une industrie qui repose autant sur de grandes infrastructures et des machines éloignées, les jumeaux numériques peuvent détecter les pannes d’équipement et permettre des mesures de maintenance préventive, tout en minimisant les coûts d’activités comme les inspections sur site. Les jumeaux numériques et les systèmes de données intelligents pourraient permettre aux opérateurs pétroliers et gaziers d’économiser jusqu’à 15 % sur le coût total des projets de déclassement. De plus, dans une industrie qui mise sur le forage, les jumeaux numériques peuvent tester des conceptions d’équipement virtuelles afin de garantir le succès à l’amorce d’un projet.

Monétiser le jumeau numérique

L’adoption des jumeaux numériques dans les divers secteurs augmente désormais. Il est temps pour les organisations de monétiser ces actifs virtuels.

« La monétisation peut intervenir tout au long de la chaîne de valeur », dit Jayanti.

Encore une fois, il cite l’industrie automobile comme exemple.

« Lorsque les fabricants automobiles recueillent des données sur leurs parcs automobiles et leurs passagers, les bénéficiaires sont nombreux. Les concessionnaires veulent des données clients pour améliorer le service et les ventes. Les fournisseurs s’intéressent aux usages des composants pour améliorer le cycle de vie des véhicules. Les assureurs peuvent utiliser les données des véhicules pour proposer des assurances concurrentielles basées sur l’utilisation. Les instances gouvernementales et les organismes de transport peuvent employer les jumeaux numériques pour la planification urbaine et la gestion du trafic. Les clients bénéficient de meilleurs produits et services. L’opportunité de monétiser les jumeaux numériques s’étend sur toute la chaîne de valeur, de la matière première jusqu’au client final. »

Les entreprises peuvent miser sur des plateformes de jumeau numérique pour connecter différents intervenants, systèmes et dispositifs afin de recueillir, connecter, diffuser et monétiser les données de façon sécuritaire.

Concrétiser l’ambition du jumeau numérique

Si les jumeaux numériques et leurs bénéfices sont en voie d’être reconnus, plusieurs défis subsistent pour en réaliser les avantages. La disponibilité, la qualité, l’interopérabilité et la propriété des modèles et des données, les limites organisationnelles internes et externes, ainsi que le manque de capacité à créer un dossier d’affaires transversal, peuvent freiner les entreprises dans leur parcours de transformation. Les organisations souhaitant adopter les jumeaux numériques peuvent s’appuyer sur un partenaire pour accompagner la conception, la mise en œuvre et l’exploitation de multiples actifs virtuels.

HCLTech possède une riche expérience en ingénierie, TI et services d’infrastructure. Combinée à une expertise en intégration des TI, TO et TE (technologie d’ingénierie), soit la base des jumeaux numériques, et à un solide écosystème de partenaires, dont les hyperscalers du cloud, avec une approche de praticien et des antécédents éprouvés, l’entreprise est bien placée pour aider les organisations à concrétiser leurs ambitions numériques.