Jumeau numérique

Pavel Hora et Niko Manopulo (ETH Zürich)

État des lieux à l’international et en Suisse

La représentation virtuelle de processus au moyen d’une simulation par ordinateur appartient aujourd’hui pour la quasi-totalité des applications techniques aux moyens auxiliaires courants de planification, de dimensionnement et d’optimisation. Jusqu’à présent, les considérations étaient pour la plupart purement déterministes, donc identifiables en amont. En revanche, la représentation de processus de fabrication complexes et imbriqués présente des défis majeurs en termes de précision de modèle, de temps de calcul et de gestion des données. L’exécution des calculs s’appuie aujourd’hui non seulement sur des programmes à large application (general purpose) mais aussi de plus en plus sur des outils de simulation axés sur des applications spécifiques (special purpose), qui permettent une structure simplifiée des modèles virtuels. Une nouvelle tendance porte sur l’intégration directe de modèles virtuels dans un contrôle «intelligent» en cours de processus (inline). Utilisant aussi bien des données générées de manière numérique que l’analyse de mesures directes, on crée des «jumeaux numériques» qui constituent une réplique du processus réel et agissent comme véritables «cerveaux» de processus intelligents et autocorrectifs. Ces développements forment un élément important de nouveaux concepts de l’industrie 4.0.

Implications pour la Suisse

Ce sont surtout de grandes entreprises à la production hautement automatisée et robotisée qui disposent d’une compétence élevée en matière de simulation. L’industrie automobile allemande, qui a déjà largement intégré des processus de l’industrie 4.0, en est une illustration frappante. L’intégration de ces technologies est bien moins marquée chez les PME en Suisse. Elles ne disposent ni de la compétence nécessaire en matière de simulation ni d’une expérience suffisante dans le développement d’outils logiciels nouveaux et indépendants. Il est probable que ces entreprises s’associeront au sein de nouveaux réseaux afin de favoriser une maîtrise numérique qui requiert un vaste éventail de compétences. Relever ce défi avec succès nécessitera un grand nombre de spécialistes formés en conséquence. La demande d’informaticiens industriels à orientation technique va donc augmenter. Il s’agira d’en former un nombre suffisant dans les années à venir.