Architecture pour la mise en œuvre de jumeaux numériques axée sur l'industrie 4.0

L'industrie 4.0 est une nouvelle vague technologique qui a transformé de manière significative l'environnement industriel. Elle consiste à appliquer sur le terrain des solutions et des concepts issus de l'Internet des objets, tels que la haute connectivité, l'intégration et la coopération entre des éléments distincts. Le développement de dispositifs intelligents, l'évolution continue des outils logiciels et la mise en œuvre de nouveaux protocoles de communication permettent d'appliquer des techniques sophistiquées pour le contrôle, la supervision et l'optimisation des processus industriels. Les jumeaux numériques sont une approche pour intégrer des systèmes physiques à des contreparties virtuelles qui répliquent dans l'espace virtuel le fonctionnement d'instruments et de machines réels. Leur objectif principal est d'améliorer les performances du système réel en utilisant les informations générées par la contrepartie virtuelle, par exemple, en exécutant des analyses de performance, en identifiant des goulets d'étranglement, en prédisant des pannes, en détectant des déviations, et d'autres. Certains des plus grands défis dans ce contexte sont de créer des modèles fiables avec des coûts computationnels acceptables, d'assurer une communication en temps réel et de développer des méthodes d'analyse approfondies. Cet article présente le développement d'une architecture modulaire pour la mise en œuvre de jumeaux numériques. L'architecture est basée sur un outil open-source pour le contrôle de processus, des protocoles légers et des outils flexibles pour la modélisation et la visualisation 3D. Des outils ont été choisis afin de permettre de modéliser et de représenter diverses machines et systèmes de production sur l'architecture du jumeau numérique.