Jumeau numérique standardisé : susciter la confiance dans les données tout au long du cycle de vie des équipements

Les installations industrielles ont besoin de milliers d'instruments, appareils et systèmes pour fonctionner de manière sûre et efficace. Si l'on considère ces milliers d'instruments installés, la pléthore de données caractéristique de la plupart des installations industrielles n'a rien de surprenant.

Dans de nombreuses installations, des données d'équipement essentielles sont pourtant aujourd'hui encore éparpillées dans des documents, cachées dans les systèmes propriétaires ou enfermées dans des outils isolés. De plus, lorsque les données sont incomplètes, périmées ou incohérentes, les conséquences ne se font pas attendre : retards, travail de retouche manuel, manque de fiabilité des processus d'exploitation, sans oublier des temps d'arrêt évitables.

Ce qui manque est une source de vérité unique et cohérente qui reste fiable pendant plusieurs décennies d'utilisation. Au fil du temps, l'éparpillement évoqué ci-avant sape la confiance. Les ingénieurs se demandent si la documentation est à jour. Les équipes de maintenance perdent du temps à valider les données au lieu de l'utiliser. Les audits et les contrôles réglementaires exigent un travail manuel, car il n'est pas possible de se fier à la traçabilité des informations. À mesure que les installations évoluent, ce manque de continuité devient un risque croissant plutôt qu'un inconvénient mineur.

Des outils numériques ne suffisent pas pour résoudre ce défi. Il est nécessaire de mettre en œuvre une approche standardisée pour décrire, structurer et échanger les informations sur les équipements. C'est là que le jumeau numérique standardisé, reposant sur l'Asset Administration Shell (AAS), entre en jeu.

Un jumeau numérique standardisé représente un équipement industriel. Il en fournit une représentation numérique harmonisée et lisible par machine. Contrairement aux modèles numériques isolés ou aux structures de données propriétaires, il suit un cadre global qui garantit que les informations peuvent être comprises et réutilisées quels que soient les systèmes, les fournisseurs et les étapes du cycle de vie.

Pour l'essentiel, le jumeau numérique standardisé transforme les données d'équipement : documents statiques, elles deviennent ainsi des fondations numériques évolutives. Les fichiers épars qui contenaient les spécifications, la documentation, les certificats et les informations opérationnelles cèdent la place aux éléments structurés d'une représentation numérique unique qui évolue parallèlement à l'équipement physique.

D'abord optimisation locale, la digitalisation profite de cette standardisation pour devenir une stratégie modulable de long terme.

L'Asset Administration Shell (AAS) spécifié par l'Industrial Digital Twin Association (IDTA) définit le mode de représentation numérique, uniforme et lisible par machine [BA3], d'un équipement industriel. Au lieu de stocker des informations dans des systèmes isolés, l'AAS structure les données d'équipement en sous-modèles standardisés qui peuvent être échangés de manière fluide entre les outils d'ingénierie, les systèmes de commande, les plates-formes de maintenance et les applications cloud ainsi que les entreprises.

Soulignons le fait que l'AAS n'est pas un système informatique supplémentaire dont il faut assurer la gestion. Il fait office de centre de données standardisé qui permet à différents systèmes d'accéder aux mêmes informations de l'équipement sans traduction ni duplication. En pratique, cela signifie que le format et la sémantique des données de l'équipement restent cohérents tout au long du cycle de vie, quel que soit le lieu d'utilisation ou le fournisseur d'origine.

L'AAS permet de combiner interopérabilité indépendante des fournisseurs, cohérence et gouvernance des données, et accès aux données à la fois évolutif et axé sur les informations.

Dans le cadre de l'ingénierie et la mise en service, un jumeau numérique standardisé permet des transferts plus fluides entre les phases du projet. Grâce au stockage centralisé, les données des équipements sont facilement accessibles pour une réutilisation directe dans tous les outils et disciplines. Ceci réduit la saisie manuelle de données ainsi que le risque d'erreurs en début de cycle de vie.

Dans le cadre de l'exploitation, les informations sur les équipements auxquelles peut accéder le personnel sont à jour et fiables. La documentation, les certificats et les données de configuration restent traçables et cohérents, contribuant ainsi à un dépannage plus rapide, des interventions plus sûres et des flux de travail de maintenance plus efficaces.

En termes de conformité et de futures exigences, les avantages deviennent encore plus tangibles. Les données d'équipement structurées et standardisées facilitent la préparation des audits, la mise en œuvre des obligations de documentation à long terme ainsi que le respect des réglementations récentes, par exemple en matière de documentation numérique des produits. Le tout sans nécessiter de regroupement manuel ou d'exportations spécifiques à des systèmes.

D'une phase à l'autre du cycle de vie, la recherche d'informations laisse la place à une utilisation sûre des informations grâce au jumeau numérique.

Les installations de process sont conçues pour durer. Au fil des décennies, elles connaissent une croissance organique et intègrent des appareils ainsi que des systèmes de multiples fournisseurs. Dans de tels environnements, les modèles de données propriétaires et les écosystèmes fermés deviennent rapidement des barrières.

La digitalisation ouverte et fondée sur des normes n'est donc pas une préférence. Il s'agit d'une nécessité. Seules les structures de données interopérables garantissent que les informations sur les équipements resteront accessibles, sécurisées et utilisables à long terme indépendamment des différents fournisseurs ou technologies.

Le jumeau numérique normalisé, basé sur l'Asset Administration Shell, suit ce principe du fait de sa conception. Il permet une intégration neutre en termes de fournisseurs tout en préservant la propriété et la sécurité des données, offrant ainsi aux clients la possibilité de faire évoluer leurs architectures numériques sans être enfermés dans des solutions propriétaires.

La standardisation ne se fait pas dans l'isolation. L'élaboration d'une base numérique de confiance pour l'industrie nécessite une étroite collaboration entre fournisseurs, utilisateurs et organismes de recherche.

Endress+Hauser apporte une contribution active à cet écosystème en coopérant avec des initiatives telles que l'Alliance Open Industry 4.0, l'Industrial Digital Twin Association (IDTA), ainsi qu'un vaste réseau de clients, partenaires et d'organismes de recherche, tels que le Digital Data Chain Consortium (DDCC) et le Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Ensemble, ces communautés développent et affinent des sous-modèles et des interfaces standardisés qui reflètent les cas d'utilisation industrielle réels.

Cette approche collaborative garantit que les normes évoluent en harmonie avec les exigences pratiques et que les jumeaux numériques restent interopérables, sécurisés et tournés vers l'avenir.

La vraie valeur d'un jumeau numérique standardisé ne se limite pas à une application. Elle réside dans la confiance qu'il génère tout au long du cycle de vie de l'équipement. En fournissant une représentation des équipements industriels cohérente, ouverte et lisible par machine, il pose les bases d'une ingénierie efficace, de processus d'exploitation fiables, de la conformité réglementaire et de futurs services numériques.

Alors que la digitalisation s'accélère, le jumeau numérique standardisé veille à ce que les données restent significatives, accessibles et fiables, aujourd'hui et pendant les décennies à venir.