Validation en ligne de jumeaux numériques pour les systèmes de fabrication

International audienceDigital twins are considered among the most important instruments to optimize production and support decision making. To benefit from their functionalities, it is essential to guarantee a correct alignment between the physical system and the associated digital model, as well as to assess the validity of the digital model online. This operation should be conducted rapidly and with a limited available data set, especially in highly dynamic contexts. Further, the whole time behaviour of a system may be of interest rather than the sole average performance. Traditional validation techniques are limited because of the restrictive assumptions and the need of large amounts of data. This work defines the problem of checking the validity of digital twins for production planning and control while the physical system is operating. A method describing the data and the types of validation is proposed including a set of algorithms to be used at different levels of detail. The congruence between the physical system and the corresponding digital model is measured by treating data as sequences, and measuring their similarity level with digitally-produced data exploiting a proper comparison technique. The numerical experiments show the potential of the proposed approach and its applicability in realistic settings.Les jumeaux numériques sont considérés comme l'un des instruments les plus importants pour optimiser la production et soutenir la prise de décision. Pour bénéficier de leurs fonctionnalités, il est indispensable de garantir un alignement correct entre le système physique et la maquette numérique associée, ainsi que d'évaluer la validité de la maquette numérique en ligne. Cette opération doit être menée rapidement et avec un jeu de données disponible limité, en particulier dans des contextes très dynamiques. De plus, le comportement global d'un système peut être intéressant plutôt que la seule performance moyenne. Les techniques de validation traditionnelles sont limitées en raison des hypothèses restrictives et du besoin de grandes quantités de données. Ce travail définit le problème de la vérification de la validité des jumeaux numériques pour la planification et le contrôle de la production pendant que le système physique fonctionne. Une méthode décrivant les données et les types de validation est proposée incluant un ensemble d'algorithmes à utiliser à différents niveaux de détail. La congruence entre le système physique et le modèle numérique correspondant est mesurée en traitant les données comme des séquences et en mesurant leur niveau de similarité avec les données produites numériquement en exploitant une technique de comparaison appropriée. Les expériences numériques montrent le potentiel de l'approche proposée et son applicabilité dans des contextes réalistes