Des jumeaux numériques générés automatiquement

Publié le 21 février 2025 par Morgane Olès

Des jumeaux numériques générés automatiquement

Créer un jumeau numérique en un clic, est-ce possible ? Le projet Autotwin, financé par le programme Horizon Europe, a pour mission de faciliter la création et la maintenance de jumeaux numériques grâce à un procédé d'automatisation. Cette méthode pourrait servir à optimiser des systèmes complexes, notamment dans le cadre de l'économie circulaire.

«Les chaînes de valeur de l'économie circulaire sont des organisations complexes qui ont besoin d'être bien coordonnées et synchronisées. Et sans jumeau numérique, c'est compliqué"», pose Andrea Matta, professeur de systèmes de fabrication et de production au département de génie mécanique de l'école Polytechnique de Milan et Coordinateur du projet Autotwin, financé par le programme Horizon Europe. C'est à partir de ce constat que lui et son équipe ont décidé de développer un outil qui permettrait de générer le modèle de ce jumeau numérique automatiquement. L'équipe s'est plus particulièrement centrée sur les jumeaux numériques de systèmes. C'est-à-dire une représentation des événements qui peuvent survenir sur une chaîne de production. Les premiers cas d'usages portent sur une usine de recyclage et la chaîne de réutilisation de matériel médical dans un hôpital. 

«Dans le cas de l'hôpital, nous avons donc cette "usine", ce système dans lequel les pièces entrent et passent par différentes machines de nettoyage jusqu'à ce qu'elles soient propres, décrit Andrea Matta. La première étape est alors de placer des capteurs sur tous les éléments clefs de cette chaîne, afin de recueillir les données nécessaires à la création d'un jumeau numérique. Ces données d'événements sont consignées dans un "journal". Ensuite, nous utilisons un algorithme de découverte, qui détermine par lui-même le processus qui se trouve derrière l'entité physique. » Cet algorithme n'est pas un algorithme d'apprentissage automatique, mais de "process mining" : une différence qui permet de conserver une meilleure explicabilité des résultats.

Une réduction des coûts de création et de maintenance

L'équipe obtient alors ce qu'elle appelle un graphique de connaissance. «C'est une sorte de base de données, mais qui est aussi associée avec la sémantique, avec toutes les connexions, les flux du système… », précise le coordinateur de projet. À partir de cette base, il est possible de générer automatiquement différents modèles en fonction des besoins : celui du système lui-même ou encore celui de la façon dont l'opérateur contrôle ce système. «Bien sûr, tout n'est pas parfait du premier coup, mais cela permet d'obtenir une base que l'on peut ajuster. Cela permet de réaliser des simulations et d'obtenir des recommandations pour répondre à de multiples problématiques : optimiser l'utilisation des machines, augmenter la durée de vie des équipements médicaux…» 

Bien sûr, l'utilisation de jumeaux numériques en elle-même n'est pas nouvelle. Il serait techniquement possible de créer ce jumeau numérique et le mettre à jour manuellement. «Le jumeau numérique, surtout dans le cas de systèmes complexes tels que ceux de l'économie circulaire, a un coût de mise en œuvre et de maintenance très élevé, avance Andrea Matta. Avec l'automatisation, nous essayons donc de réduire ces coûts, mais aussi le niveau de compétence nécessaire à la création d'un jumeau numérique». L'équipe a terminé en novembre la plateforme IoT de traitement des données. La brique technique qui permet la génération du jumeau numérique et la boucle d'optimisation renvoyant vers l'entité physique, devrait être prête pour ce mois de mars 2025. Elle compte désormais présenter la solution à des industriels afin de la commercialiser. 

   Morgane Olès


  https://www.auto-twin-project.eu/ 

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