Normes des jumeaux numériques : ISO 23247, DTDL, AAS
Trois références reviennent dans les projets de jumeaux numériques industriels. Elles ne répondent pas à la même question et ne se concurrencent qu'en partie. Ce guide les situe et aide à choisir.
Un fabricant de machines veut livrer avec chaque équipement une description numérique utilisable par ses clients. Un exploitant veut assembler les jumeaux de plusieurs fournisseurs dans un même outil. Tous deux se heurtent à la même question : quelle norme suivre ? L’interopérabilité des jumeaux numériques dépend de choix faits tôt, souvent sans voir qu’ils engagent pour longtemps.
Trois références reviennent dans les projets industriels : la norme ISO 23247, le langage DTDL et la coque d’administration des actifs, ou AAS. Elles ne jouent pas le même rôle.
Trois références, trois niveaux
| ISO 23247 | DTDL | AAS | |
|---|---|---|---|
| Nature | Cadre de référence en plusieurs parties | Langage de description de modèles | Modèle standardisé de description d’un actif |
| Portée | Jumeaux pour la fabrication | Tout objet modélisable | Actifs industriels et leurs informations sur tout le cycle de vie |
| Porté par | ISO, comité technique sur les systèmes d’automatisation | Un fournisseur de cloud, sous licence ouverte | Association internationale de l’industrie ; normalisé à l’IEC (série 63278) |
| Répond à | Comment organiser un jumeau ? | Comment décrire un modèle pour une plateforme ? | Comment décrire un actif de façon neutre et échangeable ? |
| Limite principale | Ne fixe pas de format d’échange | Fortement lié à un écosystème | Demande des modèles partiels (sous-modèles) pour chaque usage |
ISO 23247 : l’architecture
La série ISO 23247, publiée à partir de 2021, propose un cadre pour les jumeaux numériques dans la fabrication. Elle décrit les entités en jeu (l’élément observé, le dispositif de collecte, le jumeau lui-même, ses utilisateurs), les fonctions attendues et la façon de les relier. Elle donne un vocabulaire commun et une architecture de référence.
Elle ne dit pas comment écrire un fichier. C’est sa force (elle vaut quelle que soit la technologie) et sa limite (deux systèmes conformes à ISO 23247 ne sont pas pour autant capables d’échanger leurs données). On l’utilise pour structurer un projet, rédiger un cahier des charges et vérifier qu’aucune fonction n’a été oubliée.
DTDL : le langage d’une plateforme
Le Digital Twins Definition Language permet de décrire des modèles : leurs propriétés, leurs mesures, leurs commandes, leurs relations avec d’autres modèles. Il s’écrit en JSON-LD et a été créé pour le service de jumeaux numériques d’un grand fournisseur de cloud. Le langage est publié sous licence ouverte, avec des ontologies sectorielles (bâtiment, énergie, villes) proposées par des partenaires.
DTDL est pratique si l’on construit sur cet écosystème : les outils, la documentation et les exemples sont nombreux. Il demande de la vigilance si l’on veut garder la liberté de changer de plateforme : les modèles sont portables en théorie, mais les services qui les exploitent ne le sont pas.
AAS : la carte d’identité numérique d’un actif
La coque d’administration des actifs (Asset Administration Shell) est née dans la démarche Industrie 4.0 en Allemagne. Elle est aujourd’hui portée par une association internationale de l’industrie et normalisée par la série IEC 63278, dont la première partie a été publiée en 2023. Elle décrit un actif (une machine, un composant, une ligne) par un ensemble de sous-modèles standardisés : plaque signalétique, documentation technique, données de fonctionnement, empreinte carbone, et d’autres encore.
Son intérêt est la neutralité : un fabricant peut livrer une coque avec son équipement, et l’exploitant peut l’intégrer dans l’outil de son choix. Sa difficulté est la granularité : pour chaque usage, il faut un sous-modèle publié, ou en créer un. Le catalogue s’enrichit, mais tous les besoins ne sont pas couverts.
Un cadre (ISO 23247) organise ; un format (AAS, DTDL) décrit ; un protocole (OPC UA, MQTT) transporte. Un jumeau interopérable a besoin des trois, et ils se choisissent séparément.
Choisir, étape par étape
- Identifier qui échange avec qui. Si les jumeaux restent internes, la contrainte est faible. S’ils doivent être livrés par des fournisseurs ou transmis à des clients, un format neutre comme l’AAS devient prioritaire.
- Structurer avec ISO 23247. Vérifier que l’architecture couvre toutes les fonctions (collecte, synchronisation, présentation, sécurité), quel que soit le format retenu.
- Regarder ce que fournissent déjà les équipements. Beaucoup d’automates exposent leurs données par OPC UA ; des correspondances existent entre OPC UA et l’AAS.
- Séparer le modèle de la plateforme. Conserver les modèles et les données dans un format que l’on maîtrise, exportable, même si la plateforme utilise son propre langage.
- Écrire les exigences dans les contrats. Demander aux fournisseurs d’équipements une coque d’administration ou un modèle documenté, et aux éditeurs de plateformes un export complet.
Une plateforme « compatible » avec une norme peut n’en implémenter qu’une partie. Demander une démonstration sur un modèle fourni par l’acheteur, plutôt que sur l’exemple du vendeur.
Recommandation
Pour la plupart des industriels, la combinaison la plus robuste est la suivante : ISO 23247 pour structurer le projet, l’AAS pour décrire les actifs échangés avec les fournisseurs et les clients, OPC UA pour la liaison avec les automates. DTDL se justifie lorsque l’on a choisi l’écosystème qui l’accompagne, avec une stratégie de sortie écrite. Cette approche neutre est celle de l’expertise jumeaux numériques de DOSOBE.
Questions fréquentes
Faut-il choisir une seule norme ?
Non. ISO 23247 sert à structurer l'architecture ; un format comme l'AAS ou DTDL sert à décrire les objets. On combine souvent un cadre et un format, avec des correspondances vers les protocoles de terrain comme OPC UA.
L'AAS est-il réservé à l'industrie allemande ?
Non. Il est né dans le cadre de la démarche Industrie 4.0 en Allemagne, mais il est désormais porté par une association internationale et normalisé dans la série IEC 63278. Il est utilisé par des fabricants de nombreux pays.
DTDL enferme-t-il dans un écosystème ?
Le langage est publié sous licence ouverte, mais il a été conçu pour le service de jumeaux numériques d'un fournisseur de cloud. Si l'on choisit DTDL, il faut prévoir comment exporter les modèles et les données vers une autre plateforme.