Double numérique
Le « jumeau numérique » représente une innovation clé pour les chaînes logistiques de demain. Quelles sont les technologies utilisées et comment modifieront-elles le transport et la manutention ? Immersion dans un domaine aux perspectives prometteuses.
Un jumeau numérique est la réplique virtuelle d’un objet physique. Il est conçu à partir de données collectées et visualisées automatiquement et, dans l’idéal, actualisées en temps réel. L’objet physique et sa copie virtuelle sont ainsi en lien permanent et, dans le meilleur des cas, interagissent.
Cette technologie permet de modéliser des objets tels que des machines, des véhicules ou des bâtiments, mais aussi des processus complets, notamment dans les chaînes de production, les entrepôts ou les réseaux de transport intercontinentaux. Dans le domaine de la logistique, les jumeaux numériques sont surtout utilisés pour enregistrer et afficher la position et l’état de divers objets dans un espace défini.
La création d’images numériques est devenue possible grâce à la disponibilité de capteurs électroniques toujours plus performants et de moins en moins coûteux. Ces microcapteurs à faible consommation d’énergie mesurent automatiquement la température, la vitesse, l’angle d’incidence de la lumière, ainsi que d’autres paramètres, en temps réel. Différentes méthodes de radiolocalisation permettent par ailleurs de déterminer la position des objets, par le biais d’émetteurs installés dans les bâtiments et les locaux privés ou, dans les espaces publics, grâce aux antennes de téléphonie mobile et aux signaux satellites. Au cours des dernières années, les technologies utilisant les ondes radio se sont multipliées. RFID (Radio Frequency Identification), Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi, 4G/5G et GPS sont les plus connues et les plus répandues.
Plus récemment, divers systèmes optiques associant la capture d’images et de vidéos à des logiciels basés sur l’apprentissage artificiel sont venus compléter cette palette d’outils. Les données collectées permettent d’identifier des objets et de calculer leur localisation, leur taille et leur nature. Lorsque les caméras ne sont pas en mesure d’effectuer une détection suffisamment performante, on utilise des codes bidimensionnels comme le QR code ou le code Datamatrix (DMC). En règle générale, les grandes quantités de données sont analysées et traitées par des processeurs graphiques ultra performants. Le traitement des données s’effectue le plus souvent à la source, directement sur le dispositif de lecture optique ou sur un serveur (Edge Computing). Cette méthode permet de réduire la quantité de données transférées vers le cloud ou sur le serveur.
Une meilleure visibilité des pannes et des erreurs
La visualisation en temps réel de l’état des objets et des processus est le principal avantage d’un jumeau numérique. Grâce à cette transparence, les dysfonctionnements sont immédiatement visibles et donc résolus plus rapidement, entraînant des gains de temps et de qualité dans la chaîne logistique. La panne d’une machine défectueuse ou les défaillances d’un processus sont identifiées en quelques secondes et résolues en temps réel. La saisie manuelle et l’analyse des données sont supprimées des process de travail.
Un jumeau numérique est la réplique virtuelle d’un objet physique.
Grâce à l’analyse prescriptive, il est possible d’aller encore plus loin et d’afficher automatiquement des suggestions, voire d’automatiser des décisions visant à éviter les perturbations. Dans ce cadre, les données fournies en temps réel par le jumeau numérique sont utilisées pour simuler et évaluer des états et des événements futurs. Associées à des données « historiques » et à des algorithmes intelligents, elles facilitent, par exemple, dans le secteur logistique, la gestion des véhicules.
Le jumeau numérique permet également aux opérateurs de maîtriser des objets « à distance », notamment des véhicules effectuant de longs trajets. Grâce à l’environnement 3D généré virtuellement à partir des données transmises par le jumeau numérique, les utilisateurs ont une vision optimale de l’environnement éloigné et peuvent ainsi contrôler un camion depuis les locaux de l’entreprise. Les prestataires logistiques disposent ainsi d’une solution de repli lorsqu’ils utilisent des véhicules autonomes. Cette technique permet également de former les opérateurs et d’entraîner les algorithmes d’IA. Les collaborateurs peuvent ainsi se familiariser avec des situations extrêmes, sans risque et à moindres coûts.
Utilisation des jumeaux numériques chez DACHSER
Au cours des dernières années, DACHSER a développé et intégré deux jumeaux numériques transversaux. Pour rendre les processus du réseau européen de transport routier plus transparents, une plateforme télématique a été mise en place afin de visualiser en temps réel la position et l’heure d’arrivée de plus de 10 000 caisses mobiles et remorques, et d’améliorer ainsi la planification. La technologie utilisée repose sur des modules radio sans fi l alimentés à l’énergie solaire, spécialement créés à cet effet et dotés d’une liaison de données 5G/LPWAN et d’un système de géolocalisation. Destiné à l’entrepôt logistique de DACHSER, le second jumeau numérique est né dans le cadre du projet @ILO (Advanced Indoor Localization and Operations). Installé dans plusieurs sites pilotes, il permet d’identifier, de localiser et de mesurer automatiquement et en temps réel les colis et les dispositifs de manutention. Les collaborateurs de l’entrepôt peuvent consulter les données sur les écrans et moniteurs mis à leur disposition. Cette solution s’appuie sur des dispositifs de lecture optique et des codes Datamatrix.
Les jumeaux numériques offrent ainsi une nouvelle source de données essentielle pour le contrôle, l’optimisation et l’assurance qualité des futurs processus logistiques.
Auteur : Andre Kranke, Head of Corporate Research & Development at DACHSER.