Jumeaux numériques : la clé du développement de produits intelligents

Jul 13, 2023

Les entreprises vivent ou meurent par leur capacité à développer et lancer de nouveaux produits. Au cours des cinq prochaines années, nous estimons qu’environ 30 000 milliards de dollars de revenus des entreprises dépendront de produits qui ne sont pas encore arrivés sur le marché.

Pourtant, créer de nouveaux produits performants devient de plus en plus difficile. Pour donner aux clients une raison convaincante d'acheter, les produits nécessitent de plus en plus d'améliorations de performances et de fonctionnalités qui nécessitent l'intégration de technologies complexes et nouvelles. De plus en plus de consommateurs s'attendent également à ce que les produits de nouvelle génération soient plus durables, ce qui crée de nouvelles contraintes concernant la sélection des matériaux et des composants, la réparabilité et les considérations de fin de vie. Et la pression pour maintenir les coûts de R&D à un niveau bas est plus constante que jamais.

Dans ce contexte, les entreprises cherchent à améliorer leurs capacités de développement de produits numériques, considérant ces technologies comme un moyen d’accélérer les cycles de conception et d’ingénierie tout en réduisant les coûts grâce à l’optimisation des processus de R&D. Dans une enquête, 75 % des responsables du développement de produits ont déclaré que la poursuite de la numérisation était pour eux une priorité clé.1Marché du jumeau numérique par entreprise, application (maintenance prédictive, optimisation commerciale), industrie (aérospatiale, automobile et transports, soins de santé, infrastructures, énergie et services publics) et géographie – Prévisions mondiales jusqu’en 2027, Recherche et marchés, juillet 2022.

Les approches de développement de produits numériques évoluent également rapidement, en s’appuyant sur les progrès de la puissance de calcul, des approches analytiques et de l’intelligence artificielle. Celles-ci ont conduit à l’émergence des jumeaux numériques : des répliques numériques de produits actuels ou futurs capables de simuler toutes les caractéristiques de leurs homologues physiques. Interagir avec ou modifier un produit dans un espace virtuel peut être plus rapide, plus facile et plus sûr que de le faire dans le monde réel.

Les responsables du développement de produits s’attendent à ce que les jumeaux numériques accélèrent les processus de développement de produits et améliorent les résultats, tout en réduisant les coûts. Ils se précipitent pour investir dans le concept, alors que le marché mondial des technologies de jumeaux numériques devrait croître d'environ 60 % par an au cours des cinq prochaines années, pour atteindre 73,5 milliards de dollars d'ici 2027.2Marché des jumeaux numériques par entreprise, application (maintenance prédictive, optimisation commerciale) ), l’industrie (aérospatiale, automobile et transports, soins de santé, infrastructures, énergie et services publics) et la géographie – Prévisions mondiales jusqu’en 2027, Recherche et marchés, juillet 2022.

Les responsables du développement de produits s’attendent à ce que les jumeaux numériques accélèrent les processus de développement de produits et améliorent les résultats, tout en réduisant les coûts.

Dans cet article, nous examinerons la manière dont les jumeaux numériques sont utilisés aujourd'hui dans l'industrie, examinerons les facteurs qui sous-tendent une stratégie de jumeau numérique réussie et discuterons de l'évolution future de cette technologie à fort impact.

Un jumeau numérique est une réplique virtuelle du comportement d'un système dans son environnement d'exploitation. Ce système, qui peut être un produit, un processus de fabrication ou même une chaîne d'approvisionnement entière, est représenté par une collection de modèles numériques. Ces modèles traitent et réagissent à divers stimuli, qui sont des données représentant l'environnement externe. Les jumeaux numériques combinent plusieurs types de modèles et traitent des données provenant de plusieurs sources. Cela leur permet d’offrir une meilleure approximation d’un objet réel que les approches de simulation traditionnelles.

Dans cet article, nous nous concentrerons sur les jumeaux numériques des produits. Ceux-ci peuvent être caractérisés par trois dimensions clés : le niveau de modélisation et de sophistication des données utilisé, la portée physique du jumeau et les parties de la chaîne de valeur qu'il englobe (tableau).

Tableau.Les jumeaux numériques peuvent fonctionner à des niveaux croissants d’inclusion, de portée et de sophistication de la chaîne de valeur.

À mesure que les organisations apprennent à créer et à utiliser des jumeaux numériques, elles traversent chacune de ces dimensions, en commençant par la plus simple. La portée d'un premier jumeau numérique pourrait être un composant unique et critique, par exemple, s'étendre à un produit complet à mesure que le niveau de maturité du jumeau numérique de l'entreprise augmente. De même, les premiers jumeaux numériques peuvent être appliqués à un seul domaine de la chaîne de valeur, souvent l’ingénierie, tandis que les jumeaux ultérieurs peuvent également simuler le produit dans sa fabrication et son utilisation.