Au fil des décennies, l’industrie se perfectionne dans le but d’être plus productive. Le XXIe siècle a sonné l’ère des nouvelles technologies, qui sont devenues un outil essentiel dans la course pour l’innovation. La réalité virtuelle et les transformations numériques qu’elle a entraîné a joué un rôle crucial dans cette mutation. Issues de ce changement, le jumeau numérique et le mannequin virtuel sont deux technologies qui incarnent l’industrie 4.0 et qui appellent à une coopération plus saine et équilibrée entre machines et humains.
Comment le jumeau numérique et le mannequin virtuel aident-ils les opérateurs industriels à mieux travailler ?
Jumeau numérique et mannequin virtuel : définition et différences
Le jumeau numérique et le mannequin virtuel sont deux technologies différentes, mais complémentaires. Elles sont toutes les deux des simulations virtuelles : l’une d’un objet ou système physique, l’autre d’une personne.
Jumeau numérique : des reproductions hyper-réalistes pour l’industrie
Un jumeau numérique (Digital Twin) est la copie virtuelle d’un objet, d’un processus ou encore d’un système.
L’élément physique en question est reproduit numériquement au sein d’un environnement virtuel, avec ses caractéristiques, ses fonctionnalités, ainsi que son comportement. Pour générer la simulation virtuelle, des capteurs sont placés sur l’objet physique et transmettent des données en temps-réel. Ainsi, le jumeau numérique se met à jour continuellement pour reproduire les mêmes comportements que son homologue réel.
La technologie du jumeau numérique est largement utilisée dans le secteur industriel, notamment l’aéronautique et le spatial.
SkyReal par exemple, a collaboré avec Ariane Group sur le projet Ariane 6. Pendant cette collaboration, une copie digitale du lanceur a été réalisée et pouvait être visualisée à l’échelle 1:1 avec un casque de réalité virtuelle.
Récemment, des jumeaux numériques ont aussi vu le jour dans le domaine de la santé. Il s’agit de copie virtuelle d’organes du corps humain, qui ont pour vocation de faire de la médecine prédictive et de fabriquer des dispositifs médicaux.
Mannequin virtuel : le futur de l’industrie ?
Les mannequins virtuels sont d’abord apparus dans le monde de la mode. Créés numériquement, ils prennent la forme de tops models, et les marques les utilisent pour présenter leur collection de vêtements.
Dans l’industrie, le mannequin virtuel a percé avec le secteur de l’automobile où il est mis à profit pour contrôler l’ergonomie à l’intérieur d’une voiture. La technologie s’est ensuite ouverte aux autres domaines industriels comme outil d’aide à la conception et à la maintenance de machines.
À la différence d’un jumeau numérique, un mannequin virtuel n’est pas réellement une copie. L’idée n’est pas de représenter quelqu’un en particulier, mais de générer un humain sous une forme numérique. Le mannequin virtuel devient alors une marionnette, dont on peut contrôler les faits et gestes, grâce à un casque de réalité virtuelle.
Jumeau numérique et mannequin virtuel : quels avantages pour l’industrie ?
Le jumeau numérique et le mannequin virtuel sont deux technologies différentes sur plusieurs points. Néanmoins, elles sont aussi complémentaires dans leur usage. Il est tout à fait possible d’imaginer joindre un mannequin virtuel à un jumeau numérique. Dans leurs avantages, les deux technologies se rejoignent aussi.
Le mannequin virtuel pour évaluer l’efficacité et la sûreté des postes de travail
Habituellement, le mannequin virtuel est utilisé avec un objectif d’optimisation de l’environnement de travail réel via une mise en situation virtuelle.
Il se trouve que dans notre solution SkyReal VR est intégrée une option mannequin virtuel. Il y est possible de générer des mannequins virtuels, changer leurs équipements et leurs postures. On peut ainsi tester l’accès à certaines commandes et analyser l’impact sur la santé de l’opérateur.
Le logiciel génère à la fin un rapport précisant les zones du corps les plus sollicitées par le geste effectué.
La fonction Rapport Ergonomique de SkyReal permet la compilation d’une série de mouvements et ainsi de lutter contre les troubles musculo-squelettiques.
L’industrie étant un secteur vecteur de troubles musculo-squelettiques, il est important de surveiller ces données.
En connaissant en amont les données relatives aux risques sur la santé des opérateurs, les entreprises peuvent mieux gérer les troubles musculosquelettiques grâce au mannequin virtuel.
Elles peuvent vérifier l’ergonomie d’une chaîne de production ou celle d’un futur poste de travail, anticiper les accidents de travail ou encore la fatigue musculaire des employés.
Le jumeau numérique pour anticiper la maintenance et améliorer la production finale
La technologie du jumeau numérique est un outil d’aide à la production et à la maintenance. Il permet à un opérateur dans un environnement virtuel, d’identifier un dysfonctionnement potentiel et à venir sur un objet physique.
Les opérateurs peuvent ainsi intégrer dans leur process de production par exemple, toute nouvelle machine grâce à son jumeau numérique. L’idée étant de mieux l’appréhender avant de devoir intervenir dessus.
Aussi, il est possible de faire de la maintenance prédictive grâce à un flux de données qui serait émis par un objet physique, et perçu en temps réel par son jumeau numérique. La maintenance prédictive peut aider une entreprise à réaliser jusqu’à 50% d’économies sur ses coûts de conception, de production et de maintenance.
Les mannequins virtuels peuvent eux aussi être utilisés pour mieux anticiper la maintenance et la réparation de machines. En utilisant un mannequin virtuel, on peut notamment contrôler l’ergonomie d’une machine ou d’un tableau de contrôle avant sa conception. Cela permet de vérifier l’accessibilité d’une commande par exemple.
On peut aussi tester et déterminer une procédure de maintenance en amont au travers de son accessibilité, de sa durée et de sa faisabilité, pour un gain de temps et d’argent avant la livraison du produit final.
Mannequin virtuel et visualisation d’une procédure de maintenance complète, via SkyReal.
En définitive, le jumeau numérique et le mannequin virtuel sont deux technologies complémentaires dans les usages.
Elles ont toutes les deux un rôle à jouer en ingénierie de conception et production industrielle pour développer des produits innovants, plus performants et rentables.
Dans la course à l’innovation et à la compétitivité, les entreprises qui adopteront ces technologies disposeront d’un avantage certain.
