Transformation numérique : Méthodologie de conception et d’intégration d’un jumeau numérique d’une chaîne d’approvisionnement

Prud’Homme, Vincent (2022). Transformation numérique : Méthodologie de conception et d’intégration d’un jumeau numérique d’une chaîne d’approvisionnement. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’Industrie 4.0 est une révolution industrielle qui force les entreprises à être innovantes et d’effectuer la transformation numérique de leurs opérations manufacturières ou de service. Cette transition vers le numérique introduit de nouvelles technologies comme l’IIoT, l’intelligence artificielle, l’infonuagique, l’intégration et la connectivité entre les systèmes, la cybersécurité, le big data et les jumeaux numériques. Bien que plusieurs secteurs industriels soient en pleine transformation et que plusieurs questions ne sont toujours pas répondues au sujet de ce concept qu’est l’Industrie 4.0, celle-ci porte un gage permettant un contrôle et une organisation plus efficace de la chaîne de valeur. En plus, ce concept a le potentiel d’apporter des avantages significatifs comme la réduction des délais de fabrication, de maintenance, une amélioration de la qualité et de la performance opérationnelles.

Le jumeau numérique (JN) est une technologie mise de l’avant par l’Industrie 4.0 et celle-ci suscite beaucoup d’intérêt de la part des industriels et universitaires. Il existe plusieurs types et applications d’un jumeau numérique, mais de façon générale, par définition, un JN est un modèle numérique d’un actif ou une entité physique qui s’adapte et évolue en fonction de son homologue. Ce projet de recherche s’intéresse principalement à l’application d’un jumeau numérique d’une chaîne d’approvisionnement à l’aide d’un modèle de simulation et l’apprentissage machine.

Ce mémoire se veut un témoignage de l’expérience acquise ainsi, que des enjeux et problèmes rencontrés durant la conception et le développement d’un jumeau numérique en collaboration avec la firme d’ingénierie SimWell Consulting & Technologies. Ces différents éléments se traduisent dans ce mémoire comme une stratégie de conception et de mise en œuvre. En d’autres termes, ce mémoire est un outil pertinent pour toutes personnes intéressées à développer un jumeau numérique. Cette connaissance permettra de démarrer de nouveaux projets avec une base plus solide et avec moins d’incertitude. Le projet en question s’est déroulé en quatre étapes méthodiques c.-à-d. : (1) Revue de la littérature sur les éléments pertinents au développement, (2) Conception et développement d’un jumeau numérique, (3) Rédaction d’une méthodologie de conception et d’intégration et (4) Validation de la stratégie avec un cas réel.

La méthodologie proposée aborde des sujets comme la validation des opportunités, l’expertise requise, la gestion du changement, la maturité numérique et organisationnelle, l’architecture technologique, le développement de produit, le coût, les risques et les enjeux de conception. L’application de la stratégie à un cas réel en particulier a permis de faire des observations et d’identifier certaines lacunes. Ces recommandations s’appliquent au cas d’étude, mais sont toutes autant pertinentes pour d’éventuels nouveaux projets.

Titre traduit

Digital Transformation: Strategy for designing and integrating a simulation-based supply chain digital twin

Résumé traduit

Industry 4.0 is an industrial revolution that forces companies to be innovative and digitally transform their manufacturing or service operations. This transition to digital introduces new technologies such as IIoT, artificial intelligence, cloud computing, integration and connectivity between systems, cybersecurity, big data and digital twins. Although several industrial sectors are in transformation and many questions are still unanswered about this concept of Industry 4.0, it carries a guarantee allowing more effective control and organization of the value chain. This concept can bring significant advantages such as the reduction of manufacturing and maintenance times, and an improvement in quality and operational performance.

The digital twin is a technology promoted by Industry 4.0 and it is attracting a lot of interest from industry and academia. There are many types and applications of a digital twin. A digital twin is a digital model of an asset or physical entity that adapts and evolves based on its counterpart. This research project is interested in operationalizing a supply chain digital twin (SCDT) using a simulation model and machine learning.

This thesis is intended as a testimony of the experience acquired, the issues and problems encountered during the design and development of a digital twin in collaboration with the engineering firm SimWell Consulting & Technologies. The different elements reflected in this thesis translate into a design and implementation strategy. In other words, this thesis is a relevant tool for anyone interested in developing a digital twin. This knowledge makes it possible to start new projects with a more solid foundation and less uncertainty. The project in question took place in four methodical stages i.e.: (1) Literature review on elements relevant to development, (2) Design and development of the digital twin, (3) Drafting of a design and integration methodology and (4) Validation of the strategy with a real business case.

The proposed methodology addresses topics such as opportunity validation, required expertise, change management, digital and organizational maturity, technology, architecture, product development, cost, risk, and design issues. Using this methodology on a specific business case made it possible to make observations and identify certain shortcomings. These recommendations apply to the case study but are just as relevant for upcoming new projects.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en gestion de l’innovation". Comprend des références bibliographiques (pages 106-108).
Mots-clés libres:	transformation numérique, industrie 4.0, jumeau numérique, innovation, architecture des systèmes, big data, chaîne d’approvisionnement, simulation, apprentissage machine
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Rioux, Michel
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	10 févr. 2023 13:58
Dernière modification:	10 févr. 2023 13:58
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3149

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