Les jumelages numériques stimulent le développement des machines

 Festo s'efforce d'équiper ses composants d'automatisation d'un jumeau numérique – une représentation numérique sous la forme de coques d'administration. L'entreprise s'est associée à d'autres partenaires d'automatisation allemands et à l'Industrial Digital Twin Association, car la standardisation est ce qu'attendent les constructeurs de machines et d'installations. 

Les jumeaux numériques peuvent être utilisés dans de nombreux domaines de l'ingénierie, selon l'application. « Les constructeurs de machines et d'installations exigeront des jumeaux numériques afin de pouvoir développer leurs machines et leurs systèmes plus rapidement et de faire moins d'erreurs au cours du processus », explique Gerhard Borho, membre du conseil d'administration Digitalisation chez Festo. Pas à pas, le principe du « digital first » continue d'avancer. Les composants et les machines sont développés pratiquement autant que possible avant que le matériel ne soit produit ; ceci s'applique également aux tests et à l'intégration du système. Des développements similaires peuvent être observés dans la planification des usines.

Raccourcissement des délais de projet

Des temps de développement plus courts nécessitent davantage d'ingénierie simultanée par les constructeurs de machines. Les jumeaux numériques doivent donc répliquer précisément les capacités des composants, si nécessaire jusqu'au comportement physique. Cela raccourcit considérablement les délais de projet des clients et augmente la productivité. Avant même qu'un développeur de machine ait assemblé le matériel de la machine, il peut le simuler, le tester et faire des ajustements. Par exemple, ils peuvent concevoir et programmer des systèmes de manutention optimaux et efficaces à l'aide du modèle virtuel. C'est ainsi que les erreurs peuvent être détectées et corrigées à un stade précoce, ce qui contribue de manière significative à un fonctionnement efficace et stable par la suite.

Les jumeaux numériques des composants d'automatisation sont bien plus que de simples modèles 3D qui se déplacent virtuellement. Ce sont des représentations numériques qui fournissent toutes sortes d'informations sur les composants, y compris une description claire de leurs capacités, la documentation, le comportement - par ex. simulation de leur cinématique et cinétique – et la communication avec eux, y compris le rôle qu'ils jouent dans la machine.

Concentrez-vous sur l'ensemble du cycle de vie

L'architecture de la machine Industrie 4.0 repose entièrement sur des jumeaux numériques. Grâce à leurs interfaces de communication standardisées, ils facilitent la vie de nos clients tout au long de la quasi-totalité du cycle de vie d'une machine : de la mise en service et du contrôle virtuels de la machine à l'acquisition des données et aux services à valeur ajoutée qui en découlent comme la maintenance ou le diagnostic. Le besoin réduit de rechercher dans les catalogues ou sur les portails d'assistance ou de préparer la documentation de la machine offre un gain de temps supplémentaire.

Jusqu'à présent, il existait une multitude de données pour chaque composant d'automatisation dans différents formats tels que CAO, PDF ou même des manuels papier. La gestion des données était donc lourde et difficile d'accès tout au long du cycle de vie d'un produit d'automatisation. Ce manque de continuité numérique a également rendu difficile la mise en réseau complète de tous les objets. Festo travaille donc sur une technologie de communication transparente et cohérente telle que OPC-UA. En fin de compte, le shell d'administration est utilisé comme source centrale d'informations pour utiliser les jumeaux numériques tout au long de la durée de vie d'un composant.

Les jumeaux numériques facilitent les choses dès la phase de planification et la préparation de propositions concrètes. "Des algorithmes intelligents peuvent être utilisés pour concevoir et configurer des composants optimaux et, en même temps, économes en énergie", ajoute le membre du conseil d'administration Digitalisation de Festo.

Avantages lors de la mise en service

Un modèle virtuel permet au développeur de tester si le chariot peut être déplacé, par exemple, et de visualiser les données de processus du codeur de déplacement ou le signal des capteurs de position finale. Si le développeur souhaite créer des séquences de contrôle pour la machine, elles peuvent facilement être créées à l'aide des fonctions des composants telles que l'extension, la rotation ou la préhension.

D'autres services à valeur ajoutée peuvent également être mis en œuvre sur la base de jumeaux numériques. La fonction de surveillance d'état génère un message lorsque, par exemple, des composants fonctionnels approchent de la fin de leur durée de vie. Le jumeau numérique de la machine pourrait alors commander automatiquement des pièces de rechange. Si, à ce stade, il existe de nouveaux modèles pour les composants à remplacer, le client peut utiliser l'environnement virtuel pour tester d'abord l'interaction des nouveaux composants avant de les commander.

La surveillance de l'état peut également être utilisée en conjonction avec les modèles de simulation des jumeaux numériques pour créer des plans de maintenance prédictives. De plus, les clients peuvent utiliser les jumeaux numériques pour développer et tester les modifications, optimisations ou reconfigurations ultérieures sur le modèle virtuel avant qu'elles ne soient mises en œuvre sur la machine, ce qui accélère le processus.