Industrie 4.0: premier jumeau numérique d’une cimenterie au monde

2 mars 2023

La cimenterie de Holcim Suisse à Siggenthal fait office de site pilote pour tester les dernières technologies et méthodes de travail dans le cadre de l’initiative mondiale de digitalisation« Plants of Tomorrow » (« Usines de demain ») visant à rendre la production de ciment plus efficace, plus durable et plus sûre. Dans le cadre d’une récente coopération avec la start-up britannique « HyBird », un jumeau 3D virtuel d’une cimenterie est élaboré pour la première fois dans le monde, dans le but de simplifier significativement les processus de maintenance et ainsi de gagner du temps et de réduire les coûts.

Un site de 200 000 m2, plus de 100 systèmes principaux et secondaires répartis dans 60 bâtiments et silos, des milliers de moteurs et de capteurs: toute la cimenterie de Siggenthal, ainsi que toutes les informations pertinentes, pourront être affichées à l’avenir à l’écran en quelques clics grâce à un jumeau numérique. Ce projet de grande ampleur s’inscrit dans la stratégie « Plants of Tomorrow » d’Holcim, dans le cadre de laquelle des solutions innovantes et durables dans les domaines de l’automatisation, de la robotique et de l’intelligence artificielle sont testées.
 

Le jumeau numérique, une révolution industrielle

Un site industriel tel que la cimenterie de Siggenthal est comparable à un organisme vivant. L’enveloppe extérieure et les systèmes principaux sont les constantes ou le squelette, alors que les composants individuels, les moteurs, les capteurs et les machines évoluent continuellement du fait de l’utilisation et des réparations quotidiennes. Cette complexité constitue un défi majeur pour la planification et l’exécution de la maintenance opérationnelle, qui serait impensable sans documentation précise.

« L’élaboration d’un jumeau numérique nous permet d’améliorer considérablement notre efficacité, car toutes les données et la documentation de tout le processus de production ainsi que des opérations de maintenance peuvent être intégrées en continu dans le modèle virtuel, si bien qu’elles sont accessibles de manière centralisée », déclare Michael Suter, responsable de l’initiative « Plants of Tomorrow » à Siggenthal. Ce fameux jumeau numérique est une représentation tridimensionnelle d’un bâtiment réel existant et de son fonctionnement interne, laquelle est reliée interactivement à l’original. Ces informations, qui sont constamment tenues à jour et accessibles en ligne, permettent potentiellement à Holcim et à ses prestataires de gagner beaucoup de temps lors de la préparation, de la mise en œuvre et du suivi de tous les travaux affectant les installations.
 

Vue d’ensemble de tous les processus de production

Lors de la sélection du partenaire pour ce projet, Holcim Suisse a choisi la solution « Clarity » de HyBird. La société britannique maîtrise en effet la problématique des processus de maintenance industrielle. En tant que start-up, elle fait également preuve de suffisamment d’agilité pour mener à bien le projet de jumeau numérique dans un délai très court. « Au cours des cinq dernières semaines, nous avons numérisé l’ensemble de l’usine avec des caméras spéciales afin d’en façonner une image digitale d’une précision de cinq millimètres. Nous connectons désormais la plateforme Jumeau numérique aux systèmes de données existants d’Holcim pour créer une « Single Source of Truth »(SSOT), c’est-à-dire une vue consolidée de toutes les données d’exploitation accessibles de n’importe où et sur n’importe quel appareil », souligne Ahmed Hadid, fondateur et CEO de HyBird.
 

Gestion efficace des travaux de maintenance

En plus d’une sécurité renforcée pour les prestataires peu familiers avec le site, de gains de temps et de réductions de coûts de production, la nouvelle solution délivre d’autres avantages notables, notamment pour la maintenance. Alors que les sous-traitants devaient, jusqu’à présent, se déplacer plusieurs fois pour discuter à l’avance des travaux de maintenance, tous les détails peuvent être dorénavant discutés en temps réel sur l’écran grâce au jumeau numérique. « Grâce à la réplique virtuelle exacte de l’usine, nous sommes capables de cartographier des processus de travail complets, d’en discuter en amont et donc de réaliser les travaux de maintenance plus efficacement et de manière plus fiable. De plus, les opérations de maintenance imprévues sont moins nombreuses et la durée des pannes a baissé, car nous sommes en mesure d’identifier encore mieux les éventuels défauts sur les systèmes avant qu’ils ne se matérialisent, puisque le jumeau numérique peut présenter à tout moment aux spécialistes internes et externes un enregistrement de données consolidé et émettre des avertissements », affirme Michael Suter.

Pour que l’industrie 4.0 devienne aussi une réalité dans d’autres usines, il est prévu de disséminer l’initiative sur d’autres sites Holcim en Suisse et en Europe dans la foulée du lancement réussi de la plateforme digitale.