Visualiser des Jumeaux Numériques en VR – Quels bénéfices pour les entreprises ?

“Jumeau numérique” est une expression à la mode, mais ce qu’elle définit est souvent flou. Cette innovation populaire reçoit beaucoup d’intérêt de la part de l’industrie et promet de booster la productivité à tous les niveaux de la chaîne de valeur. Pourquoi ? Parce qu’il repousse les limits du prototype  virtuel, en donnant la possibilité aux ingénieurs de mieux appréhender le produit/système dans on environnement. Cet objectif ne peut être atteint qu’à travers un logiciel de réalité virtuelle, pour visualiser le produit au stade final et compléter le modèle 3D avec des données de simulation. TABLE OF CONTENTS:

1. L’origine du jumeau numérique
2. Les jumeaux numériques et la VR
3. Le Jumeau Numérique dans l’université de Ghent

 

1. L’origine du jumeau numérique

Selon la société de recherche et de conseil Gartner, il est défini comme “un modèle conçu par logiciel” qui représente un objet physique dans le but de comprendre l’état de cet objet, ses réactions aux changements, d’améliorer les opérations commerciales et d’ajouter de la valeur ». Gartner ajoute que les jumeaux numériques commencent à entrer dans l’utilisation grand public et prévoit que d’ici 2022, plus de 2 entreprises sur 3 ayant implémenté l’IdO auront déployé au moins 1 jumeau numérique en production.

Comme beaucoup d’innovations en ingénierie, le concept de Jumeau Numérique trouve son origine dans le secteur de l’aérospatial. La formulation elle-même a été inventée en premier par John Vickers (NASA) en 2002. Avant cela, la NASA conservait un système miroir physiques de satellites et de modules envoyés dans l’espace, pour permettre aux ingénieurs et aux astronautes d’être synchronisés lors des opérations de maintenance. Le progrès technologique et l’envie de diminuer les coûts ont mené à l’adoption des jumeau numériques pour des appareils de l’industrie spatiale au détriment des jumeaux physiques.

 

2. Les jumeaux numériques et la VR

On constate que le but original du jumeau est de reproduire l’état d’un objet difficilement accessible, pour mieux tester la meilleure façon d’exécuter une opération. Le seul moyen de réaliser cet objectif avec le Jumeau Numérique est de l’associer à la VR.



En effet, les futurs modules spatiaux, aussi plus communément, les véhicules automobiles peuvent être affichés en VR et testés minutieusement dès les premières phases du projet. Par exemple, le logiciel TechViz affiche en temps-réel un modèle de voiture conçu sur une application CAO telle que CATIA et le fusionne avec un simulateur de conduite pour vérifier la visibilité et l’accessibilité des commandes dans des conditions diverses.

Au-delà du développement produit, visualiser le Jumeau Numérique en VR s’avère utile sur des projets de construction ou de fabrication de pièces. Le professeur Ben Hicks de l’université de Bristol déclare que la clé est le « concept de ‘jumelage’ continue ou périodique entre le numérique et le physique ». La construction réelle d’un bâtiment ou d’une chaîne d’assemblage diffère toujours de ce qui a été planifié.

Ces légères déviations ne sont pas nécessairement un problème, mais ajouter un Jumeau Numérique et réaliser une revue de projet en VR permet de vérifier et éliminer tout éventuels scénarios néfastes pour le projet. Par exemple, si de la tuyauterie est installée avec un écart de 5 cm par rapport à ce qui était prévu, cela peut empêcher l’ouverture normale d’une porte. Procéder à des tests sur un jumeau numérique en VR à chaque étape est le meilleur moyen d’empêcher que cela arrive.

 

3. Le Jumeau Numérique à l’université de Ghent

Au vu du succès du Jumeau Numérique chez les entreprises, les universités se tourne à leur tour vers le concept pour enseigner à leurs étudiants et encourager l’innovation et la recherche. L’université de Ghent, en Belgique, en fait partie. Fondée en 1817, elle reconnue comme un acteur international majeur dans la recherche en ingénierie. Elle abrite le « Tech Lane Ghent Science Park » qui offre des possibilités de conception et de construction de bureaux et de laboratoires, permettant aux entreprises de haute technologie, aux centres de R&D d’entreprise ou aux instituts de recherche de construire des infrastructures en fonction de leurs besoins spécifiques. Au sein de l’université, le groupe de recherche « Industrial Systems Engineering (ISyE) » fait des recherches dans la conception, l’optimisation et la validation de systèmes d’assemblage fondées sur l’utilisation des jumeaux numériques.

L’année dernière, l’Université de Ghent a amélioré son laboratoire avec une « Salle de Contrôle des Jumeaux Numériques » offrant la possibilité aux entreprises de fabrication de venir avec leurs propres données et de visualiser leur modèle sur un mur numérique.



Cette installation novatrice est constituée de 32 écrans modulaires LCD de Barco, disposé sur une courbe de 180°, reliés à 4 ordinateurs de rendu HP équipés de puissantes cartes graphiques Nvidia P5000, eux-mêmes reliés à un PC master doté d’une carte graphique RTX5000 connecté à une table de contrôle et une manette de jeu pour naviguer à travers le modèle. Pour garantir l’immersion dans le modèle, le point de vue change tous les 4 écrans, afin que les utilisateurs continuent de se sentir intégrés à l’environnement virtuel où qu’ils se trouvent. L’Université de Ghent a choisi TechViz comme logiciel de solution universelle, pour visualiser de manière instantanée n’importe quel modèle 3D de n’importe quelle application CAO. Compatible avec cette configuration unique, TechViz est en mesure d’afficher les données en temps réel, sans conversion de données, avec taux d’images par seconde élevé sur de grands modèles 3D sans perte de qualité.



L’association de ces technologies permet aux entreprises de s’asseoir autour d’une table et d’avoir des interactions sociales avec les personnes de l’ingénierie, du marketing, du planning, des opérations ou même des clients. Tout en permettant de tenir une réunion portée sur un projet d’ingénierie, sans dépenser d’argent dans la construction d’une structure telle que la salle de contrôle de l’université de Ghent. Les entreprises viennent au Lab, charge leur modèle facilement, TechViz l’affiche immédiatement sur les écrans et les utilisateurs peuvent commencer à explorer leur projet d’ingénierie et évaluer les optimisations nécessaires. Le logiciel supporte aussi les appareils d’interactions externes comme les animations, procédés de simulation qui peuvent être lues et visionnées instantanément.

Pour montrer le fonctionnement d’une telle infrastructure, ils ont mis en place une ligne d’assemblage physique avec des tapis roulants et des bras robotiques dans la salle et totalement reproduite en virtuel. Le modèle physique et virtuel sont connectés pour fonctionner simultanément et sont contrôlés depuis la table numérique.

Le jumeau numérique en VR permet aux gens d’interagir avec un modèle, de discuter, et d’opérer des changements directement sur un modèle, ce qui représente un avantage considérable pour les entreprises : gain de temps, économie d’argent, et un apport supplémentaire à la compréhension d’un projet.