Howden exploite l'IoT, la réalité augmentée et le jumeau numérique pour améliorer son service

À l'aire de la transformation numérique, les entreprises industrielles doivent s'adapter plus rapidement que jamais si elles veulent proposer à leurs clients un meilleur service. Mais, bien souvent, cela est plus facile à dire qu'à faire. Certaines barrières actuelles, telles que les procédures papier, font souvent obstacle au changement de mentalité indispensable pour passer d'un « monde statique à un monde en mouvement ».

Le saviez-vous : 78 % des fabricants utilisent des documents papier obsolètes et qui n'ont plus aucun intérêt, ce qui porte atteinte à la cohérence et à la qualité.

les produits industriels sont de plus en plus complexes, ce qui a un effet en cascade sur la chaîne de valeur. Par exemple, les techniciens chargés de la maintenance des énormes parcs de machines OEM se trouvent désormais confrontés à des difficultés logistiques et opérationnelles.

Ces difficultés sont au cœur de la politique de Howden, une entreprise créée voici plus de 150 ans, qui fournit des solutions industrielles pour le traitement de l'air et du gaz au niveau mondial. Étant donné l'âge de l'entreprise, celle-ci dispose de milliers de produits d'ancienne génération encore en service chez ses clients et dont le rôle est essentiel.

La devise de Howden, « Revolving around you », que l'on pourrait traduire par « Notre centre d'intérêt, c'est vous », fait allusion à la politique centrée sur le client que pratique depuis longtemps ce géant de l'industrie, ce qui lui a permis de prospérer au fil des générations. Face aux difficultés précédemment évoquées, Howden reconnaît que, pour mieux motiver ses clients et répondre à leurs besoins en constante évolution, elle capitalise désormais sur la transformation numérique et qu'elle exploite les technologies innovantes.

D'un point de vue organisationnel, Howden s'est engagé dans cette culture du changement en mettant en place son programme « Data-Driven Advantage » (Un avantage piloté par les données), centré sur le cycle de vie des produits du client. Le fondement numérique de ce programme s'appuie en premier lieu sur la numérisation de sa documentation papier. Grâce au processus d'unification des données et à la création, en interne, d'un fil numérique, Howden peut maintenant créer des jumeaux numériques orientés client pour délivrer, via la réalité augmentée, les bonnes informations au bon moment.

Selon Matthew Sheridan, directeur des programmes sur site chez PTC, dont l'équipe collabore avec Howden à la mise en œuvre de sa stratégie d'analyse des données de conception (Design Data Analysis, DDA), « La DDA comprend plusieurs opérations, à savoir la surveillance des machines déployées et la création d'expériences de réalité augmentée afin d'améliorer le service clientèle, de délivrer une formation efficace et de réduire les temps d'arrêt non planifiés des machines. Chez PTC, nous avons à cœur de poursuivre la relation étroite que nous entretenons avec notre client tout au long de son parcours de transformation numérique. »

Démonstrations du monde virtuel pour applications industrielles dans le monde réel

Avec PTC comme partenaire et dans le cadre de son programme en cours, Howden utilise des technologies émergentes, dont l'IoT industriel et la réalité augmentée, ce qui lui permet de faire valoir tout le potentiel des démonstrations immersives. Howden a pour objectif d'utiliser la technologie du jumeau numérique pour réduire les risques commerciaux de ses clients en améliorant le temps de fonctionnement des machines déployées. En évitant les arrêts non planifiés, ses clients pourront faire des économies de plusieurs millions de dollars.

 

Cette démonstration, présentée pour la première fois à la Hannover Messe 2019 porte sur un compresseur à diaphragme de Howden. D'un point de vue logistique, il était très difficile de transporter ces machines hautes de trois mètres dans un hall d'exposition et beaucoup moins immersif qu'une expérience de réalité augmentée (AR). Avec la démonstration AR, les différentes fonctions et les différents cas d'utilisation faisant intervenir un ouvrier interagissant avec la machine dans le monde réel ont été présentés de façon fluide et harmonieuse. Ces différents scénarios de jumeau numérique sont représentés de façon simple en réalité augmentée, sous des angles différents mais courants pour les entreprises industrielles.

• Formation : concernant la main-d'œuvre de première ligne, les méthodes de formation classiques ne sont pas efficaces et elles sont hors contexte car elles incitent l'apprenant à faire de la rétention de connaissances. Howden préfère former ses techniciens débutants et le personnel de ses clients en leur inculquant les informations procédurales et les informations produit essentielles via les plateformes immersives et évolutives d'apprentissage en flux tendu.
• Sécurité : les environnement industriels peuvent être dangereux. Dès lors les avertissements préventifs sur site permettent à l'entreprise d'être en conformité avec la réglementation tout en assurant la tranquillité d'esprit de la main-d'œuvre.
• Fonctionnement : voir ce qui se trouve sous le châssis des machines Howden permet à l'opérateur ou au technicien de mieux comprendre leurs fonctionnement et les problèmes qui peuvent surgir.
• Service : La complexité des produits crée des problèmes de maintenance. Pour pallier ce problème, Howden utilise des instructions de maintenance pas à pas et contextuelles.

Ces différentes perspectives du jumeau numérique et de la réalité augmentée génèrent une valeur importante dans l'ensemble des fonctions et se prêtent à des applications industrielles dans le monde réel.

Le jumeau numérique appliqué au service

Les jumeaux numériques orientés client sont un élément majeur du programme Uptime de maintenance sur site connectée, visant à optimiser le temps de fonctionnement de l'équipement. Cette offre de service utilise le jumeau numérique associé à des technologies sous-jacentes (ThingWorx, Vuforia, etc.), pour fournir des données de performance en temps réel des actifs déployés.

Dans ce scénario, propre au service, prévoir les performances de l'équipement et apporter une solution à ses défaillances a toujours été difficile et les modèles de maintenance « cassé-réparé » qui en résultaient ne se sont jamais révélés efficaces. Pour véritablement implémenter un modèle commercial basé sur le « produit sous forme de service », améliorer la satisfaction des clients et résoudre les problèmes de complexité des produits, Howden a équipé ses techniciens de solutions de réalité augmentée. Les ingénieurs dépêchés sur site peuvent désormais accéder, presque dans l'instant, à des instructions de service pas à pas et propres à un actif spécifique. Cela a permis d'améliorer de façon considérable le temps moyen avant réparation (MTTR) et le taux de résolution à la première intervention (FTFR).

De même, Howden résout plus rapidement les problèmes rencontrés par ses clients grâce au service à distance. L'IIoT étant intégré à ses produits, répartis dans le monde entier, ses techniciens et ses ingénieurs de maintenance sont désormais en mesure, à distance, de procéder aux réparations, d'apporter des correctifs ou de mettre à jour les logiciels embarqués, sans avoir à se rendre sur site. Ces données IIoT peuvent également alimenter les modèles prédictifs et de simulation qui aident les organisations des services à mieux prévoir les défaillances.

« La réalité augmentée nous sert de peau pour le jumeau numérique. Pour cela, nous superposons le processus et les valeurs du jumeau numérique afin d'obtenir les meilleurs effets possible, en les superposant au produit physique. La réalité augmentée donne encore plus de valeur à nos données IoT et au modèle du jumeau numérique ; qui plus est, l'expérience de propriété et d'exploitation du client, quant à l'équipement Howden, s'en trouve transformée.

-Maria Wilson, responsable mondiale du Data Driven Advantage

Un véritable jumeau numérique : définition numérique + expérience physique

Deux composantes clés du jumeau numérique sont étroitement liées : sa définition numérique et son expérience physique. Les données de définition incluent des données CAO, PLM et autres, ces dernières comprenant les caractéristiques et les configurations uniques de l'actif. L'expérience physique, quant à elle, correspond généralement aux données IIoT et de télémétrie du monde réel, relevées par les capteurs, dont l'usage est de plus en plus répandu. Ces deux composantes sont aussi importantes l'une que l'autre si l'on veut créer un jumeau numérique digne de ce nom, qui génère le maximum de valeur commerciale pour l'entreprise.

Howden était conscient de l'importance des données de définition, mais il s'est heurtée à un problème : pour bon nombre de ses actifs d'ancienne génération, il n'existait pas de données CAO ou elles étaient inaccessibles car consignées dans des documents papier.

Pour pallier ce problème, Howden a alors créé un « ensemble de données théoriques » pour les utiliser comme référence pour ses actifs déployés, ce qui correspondaient à... 150 ans de données de conception de produits. Le fabricant OEM peut maintenant utiliser cette base de référence optimale sur l'état de ses actifs pour en comparer les données avec les données IoT du monde réel et, ce faisant, prévoir avec plus de précision les défaillances de l'équipement.

De même, concernant l'expérience physique, certaines entrées de capteurs étaient inaccessibles, alors qu'elles étaient essentielles pour alimenter les modèles de maintenance prédictive. Howden a alors réalisé des « capteurs virtuels », correspondant essentiellement à des entrées de capteurs agrégées, afin de disposer de données de télémétrie en temps réel pour mieux prévoir les défaillances. Pour les modules de simulation en temps réel, et notamment les analyses structurelles et thermiques, ces données sont essentielles pour alimenter les prévisions.

Le jumeau numérique : un tremplin vers la réussite

Ce jumeau numérique complet fournit l'infrastructure sur laquelle s'appuyer pour élaborer des cas d'utilisation innovants (de service prédictif par exemple) et pour adopter d'autres technologies de pointe (comme l'intelligence artificielle). On pourrait y inclure l'utilisation, en réalité augmentée, du deep learning en vision par ordinateur, ce qui permettrait de reconnaître l'équipement Howden déployé sans avoir à s'en référer au numéro de série ou encore les modèles de maintenance prédictive qui utilisent l'apprentissage automatique pour prévoir avec précision le moment où une machine va tomber en panne. 

D'autres entreprises industrielles à l'image de Howden vont s'intéresser de plus en plus au jumeau numérique pour élaborer des stratégies utilisant cette technologie afin d'obtenir des résultats à court terme, s'adapter rapidement à l'évolution du marché ou même à de nouveaux marchés, ou encore disposer d'une infrastructure qui permettra à l'entreprise de mener une transformation interne et d'optimiser la valeur délivrée aux clients.

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