Le recours aux jumeaux numériques dans la Supply Chain

Les applications possibles à la Supply Chain

Que ce soit à travers le développement de l’interopérabilité des systèmes informatisés (sédentaires et mobiles), la recherche de l’optimisation des chaînes de distribution ou encore le recours à la réalité virtuelle pour certaines tâches professionnelles dans les entrepôts (picking), le rapport souligne que la plupart des technologies sur lesquelles reposent les jumeaux numériques sont d’ores et déjà appliquées dans la Supply Chain, quoique de façon éparse à ce stade.

Il n’y aurait donc qu’un pas à faire pour réunir de façon cohérente ces technologies dans des applications concrètes de jumelage numérique. Le rapport en propose cinq :

• Le jumeau numérique appliqué au packaging et à la conteneurisation : les jumeaux numériques pourraient être utilisés pour analyser et prédire le comportement de nouveaux matériaux d’emballage, au regard notamment de la température, des vibrations et chocs occasionnés pendant le transport et la manutention. Le jumeau numérique pourrait également permettre l'identification automatisée de risques de bosses ou fissures sur les conteneurs pour anticiper les réparations ou mises au rebut, ou prendre d’autres décisions en lien avec des problèmes récurrents rencontrés (défauts de conception du conteneur ou manipulation inappropriée lors de phases spécifiques de la chaîne d'approvisionnement).
• Le jumelage numérique des expéditions : l’étude constate qu’il est courant d’apposer des capteurs (de température, d’orientation du colis, des chocs et vibrations etc.) lors de l’expédition de produits à haute valeur ajoutée et que les fabricants des nouvelles générations de capteurs proposent de multiplier leur nombre ainsi que les informations collectées, ce qui permet l’échange de données tout le long de la chaîne de transport. Le jumeau numérique pourrait alors constituer le catalogue de toutes les données collectées, ou même prédire visuellement, en temps réel et grâce à l’analyse des données relatives à la capacité d’absorption des chocs de l’emballage ou à son isolation thermique, l’état, non pas du contenant, mais du produit transporté lui-même.
• Le jumelage numérique des entrepôts et centres de distribution : grâce à la combinaison de la modélisation en 3D et des données recueillies par IoT dans les entrepôts logistiques et centres de distribution connectés, le recours au jumeau numérique pourrait impacter leur conception, leur fonctionnement et en permettre une utilisation optimisée en augmentant substantiellement les possibilités d’inventaire et d’analyse des données (taille, quantité, lieu et demande de chaque article). De même, les jumeaux numériques peuvent aider dans la conception et l'aménagement des futurs entrepôts afin d'optimiser l'espace et de simuler le mouvement des produits, du personnel et du matériel. Le jumeau numérique sera d’autant plus efficace que les données recueillies seront régulièrement mises à jour par les nouveaux outils automatisés incorporés dans les plateformes logistiques (véhicules automatisés et guidés à distance, systèmes de comptage par drones, systèmes automatisés de préparation de commandes et de stockage). Ainsi, c’est toute la performance de l’installation qui pourra être continuellement améliorée. En outre, en ayant recours à la réalité virtuelle, et grâce à la masse substantielle de données combinées recueillies, le jumeau numérique pourra constituer un précieux outil de formation à la préparation de commande.
• Le jumelage numérique de grandes installations logistiques : le rapport part du constat que des installations telles que les grands hubs logistiques, les aéroports ou encore les terminaux portuaires souffrent aujourd’hui de devoir faire face à une croissance exponentielle de données disponibles dans un contexte d’échange imparfait d’informations du fait qu’un certain nombre de process se déroulent à ce jour dans un cadre non connecté, allongeant de la sorte les délais et faisant courir un risque important d’erreurs. C’est ici que le jumeau numérique peut offrir une solution. Le rapport évoque un projet en cours mené par l’autorité portuaire de Singapour afin de jumeler numériquement le futur mega-hub pour conteneurs du pays. La combinaison des données recueillies, associée aux capacités de l’IA, permettront de prévoir l’évolution du comportement des objets, des équipements et des personnes induite par la modification de n’importe quel paramètre mesuré. A ce stade, le jumelage numérique sert à tester différents scenarii opérationnels mais les autorités portuaires singapouriennes comptent s’en servir comme outil de gestion opérationnelle permettant de décider du lieu d’accostage des navires en fonction des besoins, capacités et disponibilités des équipements et personnels permettant le chargement/déchargement des conteneurs.
• Le jumelage numérique de réseaux logistiques mondiaux : le rapport évoque comme une utopie le jumeau numérique ultime visant un réseau tout entier que constituerait un modèle englobant non seulement les moyens logistiques, mais aussi les océans, les lignes de chemin de fer, les autoroutes, les rues et les lieux de résidence et de travail des clients. Si le rapport précise qu’un tel jumelage n’est pas pour demain, il souligne que le fort développement des systèmes d’information géographique (GIS) couplé au développement des véhicules autonomes (tous modes confondus) aboutiront au recueil puis à la mise à disposition d’une quantité phénoménale de données, toujours plus importantes en volume, et que la capacité de leur traitement nous rapprochera de la faisabilité technique d’une telle solution.

Une innovation de pointe assise sur les progrès technologiques

L’étude DHL relève 5 séries d’innovations technologiques récentes et majeures rendant possible le jumeau numérique.

• L’internet des objets (IoT) : les technologies IoT rendent possible le recours aux jumeaux numériques parce qu'il est à techniquement possible et économiquement viable de collecter des volumes massifiés de données provenant d'un plus large éventail d’objets qu'auparavant.
• Le cloud computing^[1] : grâce à la baisse constante du coût et de la puissance de traitement des données, de leur stockage, de grands réseaux de traitement de données accessibles en tant que Software as a Service (SaaS)^[2] permettent désormais aux entreprises d’acquérir les ressources informatiques nécessaires, quand ils en ont besoin, tout en en maîtrisant les coûts.
• Les interfaces de programmation applicative^[3] (API) et les normes ouvertes rendent enfin possible l’interopérabilité des applications informatisées, en simplifiant considérablement l'échange de données et en permettant de combiner rapidement de manière fiable les données de multiples systèmes et outils, et ce, quel que soit le fabricant.
• L’intelligence artificielle : le machine learning^[4] ouvre la voie au développement de systèmes pouvant prendre de manière autonome des décisions portant sur les conditions d’exploitation, sur la base de données à la fois historiques et recueillies en temps réel.
• Les réalités augmentée, mixte et virtuelle : la réalité augmentée permet d’afficher du contenu numérique en 3D, alors que la réalité mixte permet d'interagir avec du contenu numérique dans notre environnement physique actuel et la réalité virtuelle permet de créer des environnements entièrement nouveaux tout en autorisant une exploitation intensive de données dans un cadre totalement immersif. Si les avancées technologiques citées ci-dessus concernent « l’infrastructure » indispensable à la création de jumeaux numériques, ces réalités augmentées, mixte et virtuelle, en constituent les outils indispensables à leur visualisation par les utilisateurs finaux.

Un impact bouleversant la chaîne de valeur

L’étude prédit un impact bouleversant du jumelage numérique sur toute la chaîne de valeur, depuis la fabrication des produits, jusqu’à « l’orchestration » de la Supply chain. Aux termes du rapport, les technologies numériques jumelées ont le potentiel de transformer presque toutes les industries (ingénierie, fabrication de produits, énergie et automobile en tête). En tant que jumeaux numériques, des modèles et des données détaillés en temps réel sur les produits ainsi que sur leurs conditions d’exploitation devraient aider les fabricants à affiner et améliorer leur organisation et leur production dès le stade de la conception. Les prestataires logistiques et les transporteurs amélioreront aussi leurs process qui devraient devenir plus rapides et plus souples, les données disponibles permettant une approche plus proactive tant dans le soutien à la production qu’au niveau de la maintenance des équipements, de sorte que les entreprises pourront offrir à leurs clients de nouveaux types de services, et intervenir plus en amont afin de prévenir les pannes et réduire les temps d'arrêt.

Le rapport insiste sur la complémentarité accrue des différents acteurs de la Supply chain, notamment à travers une coopération renforcée permettant aux fournisseurs d’améliorer sans cesse leur logistique d’après-vente en développant – par le truchement des prestataires logistiques et de transport - un SAV ou un service de maintenance prédictive toujours plus performant.

Les jumeaux numériques, au gré de leur incorporation graduelle dans les entreprises, ne manqueront pas de modifier la qualité, voire la nature même des services proposés. Mais derrière le service, il y a le métier. Les potentialités du jumelage numérique n’ont pas pour objet de remplacer l’Homme, mais au contraire de l’aider à prendre des décisions plus éclairées. Il faudra donc toujours des « éclaireurs » aux fortes capacités analytiques pour tirer le meilleur parti de cette innovation, des personnes capables d’interpréter les données disponibles et d’en suggérer l’usage le plus efficace. Encore de nouveaux métiers en perspective…

* Digital Twins In Logistics, DHL Trend Research, https://www.dhl.com/content/dam/dhl/global/core/documents/pdf/glo-core-digital-twins-in-logistics.pdf

[1] L’informatique en nuage, cf. https://fr.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing

[2] Logiciels en tant que service

[3] https://fr.wikipedia.org/wiki/Interface_de_programmation

[4] Apprentissage automatique