Les jumeaux numériques comme outil d'optimisation du système HSE en production

Dans le monde moderne, les technologies numériques jouent un rôle de plus en plus important dans tous les domaines de l'activité humaine, y compris la production et la gestion. L'une des directions prometteuses est l'utilisation des jumeaux numériques (Digital Twin, JN) de l'entreprise, qui sont des modèles virtuels d'objets et de processus réels. Ces modèles sont créés à l'aide de technologies de l'information modernes et de méthodes mathématiques, ce qui permet d'obtenir des données précises et actualisées sur l'état de l'entreprise et de prévoir son évolution.

Qu'est-ce qu'un jumeau numérique ?

Le jumeau numérique (ci-après – JN) est un système apprenant composé d'un ensemble de modèles mathématiques de différents composants du système et qui collecte en continu des informations provenant de capteurs. Ces informations sont ajustées en fonction des résultats des tests réels, et le système prédit le comportement du système tout au long de son cycle de vie. Le jumeau numérique permet de simuler le comportement d'un objet réel dans le monde réel.

Le concept de jumeau numérique a été proposé pour la première fois il y a environ deux décennies comme un outil complexe innovant présentant des avantages évidents : surveillance, modélisation et prévision en temps réel. Il s'agit essentiellement d'une copie virtuelle d'un objet réel qui échange des données avec lui. Depuis lors, ce terme est devenu courant et les jumeaux numériques eux-mêmes acquièrent de nouvelles capacités chaque année.

Les capacités des jumeaux numériques pour la surveillance et la collecte de données en temps réel dépendent de l'interaction des objets physiques entre eux dans un environnement simulé et avec l'environnement externe dans les systèmes d'information de l'entreprise. L'analyse des données repose sur des algorithmes de traitement du Big Data et des outils d'apprentissage automatique. La combinaison de ces technologies et leur mise en œuvre dans un ou plusieurs projets nécessitent des capacités techniques, des connaissances approfondies et des compétences.

Jusqu'à récemment, la création de jumeaux numériques était une tâche assez complexe, mais grâce à la percée dans le développement des technologies numériques telles que l'Internet des objets, les réseaux 5G, le cloud computing et l'intelligence artificielle, la situation a changé, et aujourd'hui les jumeaux numériques constituent l'une des principales tendances technologiques.

Comment fonctionnent les jumeaux numériques ?

Un jumeau numérique se compose de trois éléments principaux : l'objet réel, sa copie virtuelle et un échange permanent de données entre eux. Son unicité réside dans le fait que les données d'entrée utilisent les informations provenant des capteurs d'appareils réels fonctionnant simultanément. Le fonctionnement peut s'effectuer aussi bien en temps réel (en ligne) qu'en mode autonome (hors ligne), après quoi il est possible de comparer les données de sortie du jumeau numérique avec les données réelles, de détecter des anomalies et d'en identifier les causes.

Quels sont les avantages de l'utilisation des jumeaux numériques pour un spécialiste HSE ?

Pour le spécialiste HSE, les jumeaux numériques ouvrent de nouvelles opportunités dans les domaines de l'analyse des risques, de la planification et du contrôle des mesures de sécurité au travail et de la formation du personnel.

• Évaluation des risques : Les jumeaux numériques permettent de créer un modèle détaillé de l'entreprise, en tenant compte de toutes ses spécificités et des liens entre les différents composants. Cela permet d'effectuer une analyse des risques et d'identifier les zones et processus les plus vulnérables, ainsi que d'élaborer des mesures pour prévenir les situations d'urgence et réduire la probabilité de blessures des employés.
• Planification et suivi des mesures : Les jumeaux numériques offrent la possibilité d'évaluer à l'avance l'efficacité des mesures HSE prévues, telles que la modernisation des équipements, l'introduction de nouvelles technologies ou la modification des procédures de travail. Cela permet de choisir les solutions les plus efficaces et de suivre l'avancement des mesures à toutes les étapes de la mise en œuvre.
• Formation des employés : Les jumeaux numériques peuvent être utilisés comme simulateurs pour la formation du personnel. Cela permet de former les employés dans des conditions très proches de la réalité, ce qui accroît l'efficacité de l'apprentissage et réduit la probabilité d'erreurs dans le travail réel. De plus, l'utilisation de jumeaux numériques peut réduire considérablement les coûts des tests et des recherches HSE, car les modèles virtuels permettent de réaliser des essais sans risque pour les personnes et l'environnement.

Cependant, il convient de noter une fois de plus que l'application des jumeaux numériques exige du spécialiste HSE certaines connaissances et compétences dans le domaine des technologies de l'information. Par conséquent, pour exploiter pleinement ces opportunités, il est nécessaire de dispenser une formation complémentaire et de perfectionner les compétences du personnel HSE.

Ainsi, les jumeaux numériques d'entreprise constituent une direction prometteuse dans le domaine du HSE, permettant d'accroître l'efficacité du travail et d'améliorer les conditions de travail dans l'entreprise.