Jumeaux numérique : où en sommes nous ?

Dans le blog buildingSMART International, Aidan Mercer, directeur marketing, décrit les « Digital Twin » ou « jumeaux numériques », comme un contexte pour la livraison de projets et la gestion d’actifs. Dans le blog bSI, vous découvrirez des exemples de projets montrant comment les données numériques ont permis de créer le bon contexte pour un jumeau numérique et comment les normes ouvertes offrent un alignement des données.

Qu’est-ce qu’un Digital Twin/ jumeau numérique ?

Je ne sais pas si le terme « Digital Twining » rend justice. Cela semble un peu statique. Ajouter un « ing » aux mots a tendance à évoquer davantage un mouvement en avant. Peut-être même ajoute une connotation continue. Nous ne devons bien entendu pas nous arrêter sur une formulation précise, mais cela peut parfois être une perspective importante pour un sujet important.

Un « Digital Twin » est une représentation d’un actif physique ou d’un système sous une forme numérique. Un jumeau numérique permet un aperçu visuel des performances via des entrées de données continues. Si vous ne le saviez pas déjà, c’est le mot à la mode dans le secteur actuel. Il a acquis une traction significative dans la construction pour diverses raisons. Dans un contexte malheureux de faible productivité et d’adoption technologique limitée, la construction semble être le point central des perturbations et des changements. Pendant de nombreuses années, les entreprises ont mis en place des modèles d’entreprise offrant des marges extrêmement réduites et des risques élevés associés aux projets. Il semble cependant que le vent tourne. Les Digital Twin sont à l’honneur pour diverses raisons, et cela peut dépendre du contexte appliqué pour obtenir de meilleurs résultats.

Les Digital Twin doivent encore tenir leurs promesses. Ce n’est en aucun cas une déclaration négative. Il existe une inquiétude compréhensible, certains observateurs ou praticiens non convaincus pensant que cela pourrait n’être qu’une simple superposition d’informations. D’autre part, certaines organisations ont le sentiment de faire des « Digital Twin» depuis de nombreuses années. La solution réside peut-être dans la compréhension de ce qu’est un jumeau numérique et de ce que cela peut être. Une chose dont nous pouvons être sûrs, l’industrie attend beaucoup des jumeaux numériques, car ils promettent une augmentation de la réalité avec des avantages en termes de performances. Essentiellement, les entreprises peuvent prendre des décisions plus éclairées pour obtenir de meilleurs résultats. Ceci est particulièrement important pour les opérations et la maintenance en tant que méthode permettant aux fonctionnalités répétables et automatisées d’obtenir de meilleurs résultats. Le Centre pour le numérique construit en Grande-Bretagne a fourni un rapport détaillé sur les avantages d’un jumeau numérique national appelé Principes Gemini.

La dichotomie est apparue à cause de problèmes d’alignement des données et de workflows fermés qui ont limité la capacité d’un jumeau numérique pleinement opérationnel. Je dirais que dans la confusion, un jumeau numérique constitue un contexte pour la réalisation de projets ou l’amélioration de la gestion des actifs. Cependant, les jumeaux numériques ont besoin d’un environnement d’information ouvert pour pouvoir aligner leurs données et y accéder plus efficacement.

Un contexte pour la livraison du projet

Aujourd’hui, la plupart des projets commencent par une forme de modèle BIM. Idéalement, ce modèle BIM contiendra des informations précieuses sur les actifs qui, s’ils sont utilisés correctement, peuvent être utiles pour un jumeau numérique. Un problème qui n’aide en rien le succès d’un jumeau numérique réside dans les formats de fichiers souvent obscurs qu’un ingénieur peut utiliser dans les premières phases du projet. Cependant, la technologie open source et les avancées rapides dans les nouvelles technologies modifient considérablement le paysage. Par exemple, la technologie de capture de réalité offre une méthodologie de capture numérique rapide et facile avec des résultats précis et reproductibles. La facilité avec laquelle un site peut être capturé au format numérique est rendue possible grâce aux drones et à la technologie de numérisation laser qui fournit des modèles numériques précis, prêts pour l’ingénierie, qui peuvent ajouter du contexte aux modèles BIM existants.

Cependant, ces modèles nécessitent un alignement pour être universellement utiles. L’alignement est nécessaire pour créer un flux de travail permettant de connecter des données numériques. Sinon, nous constatons que les données peuvent facilement devenir inaccessibles et sombres. ConstruireSMART permet aujourd’hui de travailler de manière numérique. Les normes de données ouvertes constituent une plate-forme collaborative pour l’échange et la gestion de données numériques – ou de flux de travail numériques. IFC, par exemple, garantit au client que les données numériques créées pendant la phase de conception et de construction peuvent être utilisées à perpétuité, ce qui évite les formats de données obscurs qui expirent ou deviennent inaccessibles à une date ultérieure. Vous trouverez un exemple de contexte de livraison de projet dans les deux projets suivants.

Aas-Jakobsen, avec son projet gagnant BuildingSMART Award for Design en 2018, intitulé Team_T, Avinor Airport, a cité le mandat de la SFI pour les modèles BIM comme étant la raison de la livraison dans les délais et du respect du budget. Les équipes de conception disposaient d’un grand nombre d’applications logicielles, mais plutôt que de normaliser un seul format de fichier, le client souhaitait adopter une approche openBIM. Cela signifiait utiliser IFC comme norme d’échange pour tous les sous-traitants, leur permettant de choisir leurs applications de création préférées. Cela a contraint les différentes équipes de projet, les sous-traitants et les éditeurs de logiciels à assurer une véritable interopérabilité. L’environnement de projet ouvert a également permis d’accéder aux données BIM dans une phase ultérieure.

(IFC generated data models helped deliver this complex airport project on-time and under budget)

Le projet «Pontsteiger» est un autre exemple d’un lauréat du prix buildingSMART Award 2018 pour la construction. Les modèles d’ingénierie numériques ont été fabriqués hors site de manière à éviter toute découpe ou forage sur site. Les modèles de demande numérique ont été développés pour examiner toutes les disciplines à un niveau permettant à la production de participer à la création de ses propres modèles d’approvisionnement. Un partenaire de production a été recruté pour chaque discipline des modèles à la demande. Des coordinateurs BIM ont été nommés sur place. Ils ont coordonné et vérifié tous les modèles et collaboré avec l’équipe d’ingénierie de site responsable du programme, des sorties 2D et des contrats. En coordonnant les équipes et en utilisant les modèles BIM comme contexte de prise de décision, les équipes ont été en mesure de prendre de meilleures décisions avant toute construction sur site, contribuant ainsi à respecter les délais et les budgets impartis.

Ces exemples de réalisation de projets permettent de mieux comprendre le contexte numérique pour la planification de la construction. La nécessité d’aller au-delà des résultats attendus du BIM offrira des résultats fructueux si de nouvelles sources de données peuvent être connectées. Un jumeau numérique a besoin d’entrées de données continues. Ce n’est pas une tâche facile. L’alignement et la cartographie des données sont nécessaires avec des normes et des modèles de données pouvant ajouter des couches et des attributs aux données, de sorte que le jumeau numérique sache qu’une porte est en réalité une porte et que les spécifications de cette porte sont précises et gérables. Si les informations contenues dans un jumeau numérique sont inexactes, elles sont rendues inutiles. L’utilisation de codes à barres pour la reconnaissance des actifs, qui donne au jumeau numérique des informations précises sur l’actif, en est un exemple. Cela permet également de relier un nouveau réseau de fabricants de produits pouvant fournir des informations pertinentes sur un actif ou un composant.

Un contexte pour la gestion des actifs

Un contexte pour la gestion des actifs est celui où beaucoup pensent qu’un jumeau numérique apportera la plus grande valeur. L’avantage à long terme pour un jumeau numérique est le potentiel de fiabilité, d’intégrité et de performance des actifs. Si l’IA, l’apprentissage automatique et l’automatisation peuvent être appliqués aux jumeaux numériques, les décisions relatives aux actifs pourraient rapidement devenir transparentes. Atteindre cette utopie, cependant, est plus un défi. Par exemple, les entreprises sont aujourd’hui confrontées à un défi majeur en matière de gestion du changement et de synchronisation des changements afin d’appliquer des analyses avancées pour une meilleure prise de décision. Cela est principalement dû au fait que les données ne sont pas alignées et souvent inaccessibles pour améliorer les performances.

Le projet de Minnucci Associati s.r.l est un exemple de contexte numérique offrant des avantages en termes de gestion des actifs et également leur projet lauréat de la catégorie buildingSMART Award 2018 pour les opérations et la maintenance. En développant un environnement de données commun (CDE), le projet pourrait héberger plus de 12 500 composants et 44 modèles numériques fédérés afin de créer des modèles d’informations sur les actifs. Ces modèles se connectent au système de gestion des ordres de travail existant pour aider à prendre de meilleures décisions lors de l’exploitation de la gare de Naples. La gare elle-même compte plus de 400 trains en service et une variété de magasins et d’espaces publics. Il était donc essentiel de contribuer à la gestion de l’installation.

(Minnucci Associati developed digital models from laser scans to help operations and maintenance of Naples Station in Italy)

Le principal avantage de ce projet était de fournir un contexte pour gérer le changement. Un jumeau numérique doit changer et s’adapter pour être efficace. Prendre des décisions en temps réel via un jumeau numérique nécessite de mettre à disposition une multitude de données dans un modèle 3D. Il ne fait aucun doute que le logiciel est là aujourd’hui. Les plates-formes open source sont disponibles sur GitHub pour permettre aux utilisateurs d’essayer et d’ajouter leur propre expertise. Il s’agit d’une opportunité excitante et probablement de la vraie valeur ajoutée pour les jumeaux numériques – la capacité à s’adapter, à changer et à maximiser le potentiel des flux de travail numériques pour une meilleure prise de décision. L’opportunité pour les propriétaires-exploitants est une meilleure planification du cycle de vie en rendant les projets ouverts et accessibles. Ce n’est qu’alors que nous serons un jumelage numérique.

buildingSMART a organisé une table ronde sur les «jumeaux numériques» avec Siemens au Sommet international sur la normalisation à Düsseldorf le 26 mars 2019. Parmi les participants, il a été universellement convenu qu’un projet pilote serait extrêmement bénéfique pour le secteur. buildingSMART est impatient de montrer l’exemple en développant une norme ouverte pour un jumeau numérique.