IOT et industrie : Pourquoi la mise en œuvre de jumeaux numériques est la prochaine étape d'ACCIONA

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Julio de la Rosa, directeur du développement commercial d’ACCIONA ME pour les solutions d’eau sur l’engagement de l’entreprise en faveur de la technologie

Si le concept de jumeau numérique existe depuis 2002, ce n'est que grâce au Building Information Modeling (BIM) et à l'Internet des objets (IoT) qu'il est devenu rentable à mettre en œuvre. Un jumeau numérique est un modèle virtuel complet d'un processus, d'un produit ou d'un service. Cette association des mondes virtuel et physique permet l'analyse des données et la surveillance des systèmes pour éviter les problèmes avant même qu'ils ne surviennent, éviter les temps d'arrêt, développer de nouvelles opportunités et même planifier l'avenir en utilisant des simulations.
Nous avons mis à profit tous les processus d'innovation réalisés par ACCIONA et avons implémenté un jumeau numérique dans notre usine de dessalement d'eau de mer par osmose inverse à Al-Khobar 1, située à Dhahran, en Arabie Saoudite, qui aura une capacité de près de 210000 m³ par jour, ce qui en fait l'une des plus grandes usines de dessalement du pays, desservant une population de 350 000 habitants. Parmi les différents avantages d'obtenir sa reproduction numérique exacte, il y a la gestion à distance de l'usine pour analyser et optimiser la productivité et éviter les pannes avant le démarrage en fournissant un support complet pour les activités de mise en service.
Le développement d'un jumeau numérique aujourd'hui comporte deux éléments principaux:

L'une concernait la conception technique des systèmes BIM, qui travaillent directement pour créer des objets qui fournissent des informations précieuses et une plate-forme collaborative pour l'ensemble du projet.
L'autre est le jumeau numérique lié au système de contrôle basé sur les capteurs et l'instrumentation les plus avancés capables de capturer en temps réel toutes les fonctionnalités du système pour pouvoir vérifier la réponse d'une installation à un instant donné, comme par exemple le réel. réponse d'un système de contrôle développé en back-office. Il combine une variété de technologies telles que la réalité virtuelle, la réalité augmentée, l'Internet des objets ou l'apprentissage automatique.

La création du jumeau numérique d'Al-Khobar 1 a été une opération complexe qui nécessite l'intégration de différentes disciplines avec un savoir-faire sur le processus, les équipements mécaniques, les équipements électriques, l'instrumentation, le système de contrôle et la plateforme de simulation.
Grâce à notre collaboration avec Siemens, nous avons pu utiliser le logiciel SIMIT, qui permet des simulations en temps réel allant des appareils sur le terrain aux processus dans une usine de traitement d'eau.
Cela crée un environnement collaboratif dans lequel la réalisation d'une start-up virtuelle et la mise en place d'une station de formation pour les opérateurs peuvent être effectuées de manière sûre et sécurisée.
Il permet également de comparer les données créées dans le jumeau numérique avec celles contenues dans le système de contrôle. Cela facilite la validation des opérations, ainsi que l'exploration des possibilités opérationnelles du système et des mesures d'optimisation potentielles.
Le jumeau numérique a été intégré au centre de contrôle de l’eau d’ACCIONA (CECOA) avec les mêmes normes de cybersécurité et de disponibilité des canaux de communication que celles appliquées aux connexions avec d’autres usines. Cela signifie que l'accès à toutes les fonctionnalités se fait de manière rapide et flexible.
C'est un réel besoin dans le secteur de l'eau, car nous devons être plus productifs, plus rapides, plus efficaces et être sûrs que nos systèmes arriveront aux usines avec le maximum d'efficacité et de disponibilité afin d'être mis en service dans les plus brefs délais. .
Intégration de systèmes numériques
Lorsque nous parlons de numérisation, l’horizon temporel change et c’est pourquoi nous devons faire abstraction un peu de ce qui peut venir grâce à la vitesse des changements technologiques.
Je crois que l'intelligence artificielle a beaucoup de champs dans le dessalement. Les processus peuvent être pris en charge par des systèmes qui convertissent les données de l'année d'exploitation en informations de valeur pour générer des optimisations et des modèles intelligents. Toutes les variantes du Machine Learning, du Deep Learning et des utilisations des réseaux neuronaux et du Big Data généreront des améliorations qui interagiront avec les systèmes de contrôle qui, peut-être, seront des systèmes pour aider les décisions opérationnelles.
Une autre technologie qui a beaucoup de champ est l'IIoT (Industrial Internet of Things), une variante de l'IoT. Il générera un écosystème d'informations au niveau de l'usine qui affectera les processus de diverses manières:

L'un pour sa capacité à générer des informations de valeur à partir des données, devenant les mesures du processus en informations.
De plus grands systèmes au niveau du cloud naîtront de sa capacité de connectivité, ce qui améliorera, souvent en ligne, les capacités de l'appareil lui-même. Nous verrons un impact tant sur le fonctionnement que sur la maintenance de l'installation elle-même.

J'ajouterais également ici d'autres technologies qui sont déjà présentes dans de nombreux projets. Technologies BIM utilisées dans les conceptions, utilisant des jumeaux numériques pour analyser, vérifier le système de contrôle et tirer des conclusions dans la phase de conception, et bien sûr les technologies de connectivité avec les aspects techniques pertinents de la cybersécurité comme prémisse. Je laisse également la 5G ici comme une technologie qui peut être disruptive dans ce secteur et dans de nombreux secteurs, mais nous devons attendre un peu pour y faire face dans des systèmes fermés tels que les installations de production de type dessalement industriel.
Une autre technologie qui débarque est l'utilisation d'assistants vocaux. Je vois la possibilité d'interagir dans certains cas avec nos plantes en utilisant le langage naturel et des systèmes de gestion et de reconnaissance de la parole. Ce n’est pas que ce soit une exigence de la plante, mais que je vois une évolution de la façon dont les humains interagissent avec les systèmes qui nous entourent.
Sur les technologies qui vont arriver, je pense que dans le dessalement il y aura beaucoup de chemin à parcourir dans l'utilisation de technologies comme la nanotechnologie et la biotechnologie sur les procédés, (prétraitements, systèmes de filtration, osmose inverse, après traitements, utilisation de produits chimiques…).
Je vois également des indications sur l'utilisation de robots ou de systèmes autonomes intelligents. Des tâches répétitives, de contrôle ou d'inspection peuvent être développées par des robots conçus pour les environnements industriels et les systèmes avec des zones dangereuses.
En gardant tout cela à l'esprit, nous ne pouvons pas oublier que l'homme est celui qui peut mettre en œuvre et entraver un processus de numérisation dans le dessalement et dans tous les secteurs industriels. Le principal obstacle à l'épargne est la peur du changement.
En fait, nous devons vaincre la peur de la connectivité avec la technologie et les bonnes pratiques. Désormais, dans bon nombre des nouveaux projets et beaucoup de ceux en cours d'exécution, la cybersécurité et sa gestion sont prioritaires à tous les niveaux.

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