Un jumeau numérique est une copie numérique d’un actif physique, d’une personne ou d’un système. Il reçoit des informations en temps réel de la part de sa contrepartie physique afin de pouvoir reproduire ses performances et explorer ainsi les façons de les améliorer. Ces informations relatives aux améliorations peuvent être transmises à l’actif directement aux fins d’autogestion, ou bien aux décideurs ou aux utilisateurs. Compte tenu de cette capacité d’apprentissage et d’amélioration continue, il est clair que les jumeaux numériques peuvent jouer un rôle déterminant pour rendre nos infrastructures plus intelligentes.

Les jumeaux numériques existent en fait depuis plusieurs décennies : chaque fois que nous nous servons de la technologie numérique pour modéliser des éléments du monde réel, nous créons des jumeaux numériques. Sous forme numérique, la puissance de calcul peut être appliquée pour accroître l’intelligence. Dans les années 1950, au moment où la course à l’espace battait son plein, des jumeaux numériques étaient employés pour former les astronautes, prédire les performances des engins spatiaux et des matériaux dans l’espace, analyser le fonctionnement de l’ensemble des systèmes à l’appui des missions et tester un éventail d’autres scénarios, et ce, en faisant appel à la technologie numérique de l’époque. De nos jours, les jumeaux numériques sont de plus en plus répandus; d’ici 2020, plus de la moitié des fabricants dont le chiffre d’affaires annuel est supérieur à cinq milliards de dollars auront lancé au moins une initiative de jumeau numérique.
Voici les composantes de base d’un jumeau numérique :

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L’actif « répliqué »
- Données d’inventaire de base
- Informations existantes (p. ex. nuage, production participative, données spatiales, bases de données, données structurées et non structurées et systèmes d’entreprise)
- Capteurs d’informations en temps réel (situés sur les actifs réels pour communiquer les informations mises à jour concernant l’état et les performances)
- Communications/Internet des objets (IdO) (pour récupérer et partager les informations. Plus la communication est rapide, plus les informations sont transmises en temps réel, plus vite des ajustements peuvent être apportés et les performances peuvent être améliorées)
- Gestion des données et capacités d’analyse (nuage, mégadonnées, MDB, apprentissage automatique et intelligence artificielle)
- Représentation visuelle pour une meilleure compréhension de l’actif, de la situation, des prédictions et de la solution recommandée (réalité virtuelle, augmentée et mixte, et modèles 3D à 6D, où les éléments au-delà du 3D couvrent de façon incrémentielle les dimensions suivantes : ordonnancement et planification, coût et opérations)
À un niveau élevé, le jumeau numérique est créé en balayant un actif existant ou en en concevant un nouveau. L’actif est ensuite converti en image 3D et connecté aux sources d’information statiques et dynamiques pertinentes.