Production Maintenance n°59

MAINTENANCE EN PRODUCTION
AVIS D’EXPERT
Un jumeau numérique
pour optimiser la
maintenance
Le jumeau numérique fournit une nouvelle couche
d’information en reproduisant le fonctionnement des produits
dans les conditions réelles. Une aubaine pour la maintenance,
notamment dans le domaine de l’éolien, comme l’expliquent
dans cet article Éric Bantegnie, vice-président et directeur
général d’Ansys Systems Business Unit, et Sudhir Sharma,
directeur marketing, High-tech Industry chez Ansys.
©Ansys
Un jumeau numérique est constitué
de l’ensemble des informations
numériques disponibles
dans l’entreprise pour un
produit donné, associées aux données d’exploitation
fournies en direct par « streaming
» depuis le terrain. La combinaison
d’une interprétation basée sur la physique
avec une approche analytique permet de
tirer parti de toute la puissance du jumeau
numérique. À l’aide de ces informations, les
ingénieurs peuvent comprendre les modes
de défaillance opérationnels du produit,
prévenir ses arrêts inopinés, améliorer ses
performances actuelles et poser les bases
de la génération suivante.
Le jumeau numérique utilise des modèles
simplifiés d’ordre réduit (Reduced Order
Models – ROMs) construits à partir des
résultats détaillés de calculs 3D physiques
pour raccourcir les temps de simulation et
mettre en valeur les aspects clefs impactant
les performances. Par exemple, le jumeau
numérique d’une turbine à gaz installée
dans une centrale électrique peut fournir
des informations sur le rendement énergétique,
les émissions, l’usure des pales ou
d’autres facteurs importants pour le client
et donc pour l’équipe qui développe le
produit.
L’étude du jumeau numérique permet
aux ingénieurs d’identifier l’origine d’un
problème de performance, d’améliorer
le rendement, l’ordonnancement,
la maintenance prévisionnelle,
d’évaluer les différentes stratégies
de commande et, de manière
générale, d’optimiser les performances
du produit — tout en
minimisant les frais opérationnels
— quasiment en temps
réel. Cette démarche a toute son
importance dans un contexte où
les clients achètent non plus un
produit mais un résultat, les risques
de performances étant transférés à l’entreprise
qui développe le produit.
« Avec le jumeau numérique, nous pouvons
désormais observer un système — par
exemple une éolienne – et isoler précisément
un de ses composants », note Marc-Thomas
Schmidt, architecte en chef de la plateforme
analytique Predix pour la société GE Digital.
« Nous ne parlons pas ici d’une classe
générique d’éoliennes, mais d’une éolienne
en particulier. Nous pouvons étudier l’impact
des conditions météorologiques, l’angle
des pales, le rendement énergétique, et optimiser
individuellement les composants de
cette éolienne. Imaginez le gain global de
performance si nous procédons ainsi avec
toutes les éoliennes du parc… Il y a clairement
là une révolution dans l’ingénierie des
produits. »
CAPITALISER SUR L’IOT
Plusieurs évolutions technologiques ont
favorisé l’émergence du jumeau numérique,
notamment l’amélioration des logiciels
de simulation, des ordinateurs et des
temps de calcul. Mais, le facteur principal
a été l’émergence de l’Internet des Objets
52 IPRODUCTION MAINTENANCE • N°59 • Octobre-novembre-decembre 2017