Lockheed Martin révolutionne la formation militaire grâce à la technologie de jumeau numérique de Simio

Le défi

Résumé

Lockheed Martin, un leader mondial de la technologie aérospatiale et de la défense, a été confronté à des défis importants dans la gestion de ses opérations complexes de formation militaire dans le cadre de contrats basés sur la performance. En implémentant la technologie Process Digital Twin de Simio, ils ont créé une solution complète de Training Enterprise Digital Twin qui a révolutionné leur approche de la planification des ressources, de l'ordonnancement et de la prise de décision opérationnelle.

La solution a permis à Lockheed Martin de modéliser avec précision la progression des étudiants dans les filières de formation, ainsi que la disponibilité des actifs et les besoins de maintenance. Cette réplique numérique de leur entreprise de formation a donné des résultats remarquables, notamment des délais d'achèvement de la formation 25 % plus rapides, une réduction de 20 % des pics de charge d'étudiants et des économies potentielles de dizaines de millions de dollars grâce à l'optimisation de l'approvisionnement en actifs.

Cette étude de cas examine comment Lockheed Martin a exploité la technologie de simulation de Simio pour transformer ses opérations de formation tout en fournissant une visibilité sans précédent sur la dynamique opérationnelle et les besoins en ressources.

Défi commercial

Le défi de la formation clé en main

L'approche innovante de Lockheed Martin en matière de "formation clé en main" représente un changement fondamental dans la fourniture de formation militaire. Plutôt que de se contenter de fournir du matériel d'entraînement, Lockheed Martin offre un service complet basé sur les performances et axé sur les résultats de l'entraînement. Cette approche crée des défis opérationnels uniques :

Risque lié au contrat basé sur les performances : le paiement dépend de la production de diplômés qualifiés qui répondent à des spécifications strictes, ce qui crée un risque financier important si les objectifs de formation ne sont pas atteints.

"C'est un contrat basé sur la performance. Cela signifie que nous ne sommes payés que lorsque nous produisons un produit fini qui répond ou dépasse les spécifications. Les étudiants candidats arrivent d'un côté en tant que matière première, et les diplômés sont produits à l'autre extrémité en tant que produit fini.

Complexité de l'optimisation des ressources : Les installations de formation comprennent des actifs de grande valeur tels que des avions et des simulateurs :

• des exigences complexes en matière de maintenance
• une disponibilité dépendante des conditions météorologiques
• Des demandes concurrentes entre la formation et la maintenance

Incertitude des prévisions: Les opérations de formation impliquent :

• des filières multiples dont les besoins en ressources varient
• Une progression et une attrition imprévisibles des étudiants
• des dépendances complexes entre les cours et les ressources

Besoins en matière d'aide à la décision stratégique: La direction a besoin :

• Prévision précise des performances du programme
• Quantification et atténuation des risques opérationnels
• Optimisation de l'acquisition et de l'utilisation des ressources
• Soutien tout au long du cycle de vie du programme

Les approches de planification traditionnelles ne permettaient pas de saisir correctement ces complexités ni de fournir l'aide à la décision nécessaire pour optimiser les opérations. Lockheed Martin avait besoin d'une solution capable de modéliser les dépendances complexes au sein de son entreprise de formation tout en prenant en charge la prise de décision basée sur les données.

La solution

Approche de la solution : Le jumeau numérique de l'entreprise de formation

Création d'une réplique numérique des opérations de formation

Lockheed Martin a mis en œuvre une approche complète de jumeau numérique en utilisant la technologie de simulation de Simio pour créer une représentation virtuelle de l'ensemble de leur entreprise de formation. Ce jumeau numérique intégrait à la fois la progression des étudiants dans les filières de formation et la disponibilité des actifs soutenant cette formation.

La solution comprenait deux composants de modélisation interconnectés :

1. Modèle de validation du programme

• Ce composant simule la progression des étudiants dans les filières de formation :
• Modélisation des programmes de formation complets, de la formation de base aux cours spécialisés.
• Tient compte des différents parcours des élèves (voilure fixe, voilure tournante, guerre électronique, etc.)
• incorpore des points d'attrition variables où les élèves peuvent échouer ou avoir besoin d'une formation supplémentaire
• Suivi de la disponibilité et des qualifications des instructeurs
• Simule les événements de formation théorique et en vol avec les ressources nécessaires.

2. Modèle de soutien et de logistique

Ce composant simule la disponibilité des actifs et les besoins de maintenance :

• Modélise les événements de maintenance planifiés et non planifiés
• Prise en compte des calendriers de maintenance détaillés et des contraintes en matière de ressources
• Prévoit la disponibilité des actifs en fonction des schémas d'utilisation
• Intègre l'impact des conditions météorologiques sur les opérations d'entraînement
• Optimise la programmation de la maintenance afin de maximiser la disponibilité des actifs.

"Nous avons effectué la simulation et jetons un coup d'œil à nos résultats. La simulation produit des gigaoctets de diagrammes de Gantt. Vous savez tout ce qu'il y a à savoir sur un étudiant. Vous voyez ce qu'il fait à chaque moment de sa journée".

La mise en œuvre du jumeau numérique suit un système de retour d'information en boucle fermée :

• lasimulation produit des prévisions et des plans de ressources recommandés
• La sélection desplans identifie les stratégies optimales d'allocation des ressources
• L'exécution met en œuvre les plans sélectionnés dans les opérations réelles.
• Lacollecte de données permet de recueillir des données sur les performances dans le monde réel.
• L'amélioration continue permet d'affiner les modèles sur la base des données opérationnelles.

Cette approche garantit que le jumeau numérique reste fidèle aux opérations réelles et permet une amélioration continue grâce à une prise de décision fondée sur les données.

Mise en œuvre technique

Donner vie au jumeau numérique

L'implémentation technique du jumeau numérique de l'entreprise de formation s'est appuyée sur les capacités de simulation avancées de Simio pour créer une réplique virtuelle complète des opérations de formation de Lockheed Martin.

Données d'entrée et paramètres du modèle

Le modèle incorpore une large gamme de données d'entrée pour assurer une simulation précise :

Architecture de simulation

L'architecture de simulation intègre plusieurs composants clés :

• Intégration de la base de données: Connexion avec des systèmes extérieurs pour l'entrée et la sortie de données.
• Simulation Monte Carlo: Exécute de multiples réplications pour tenir compte de la variabilité.
• Support de tableau de bord: Visualisation des indicateurs clés de performance
• Interface de programmation: Permet l'intégration avec les systèmes de planification opérationnelle

"Nous voulons effectuer ces analyses régulièrement. Et je pense que nous n'avons fait qu'effleurer la partie émergée de l'iceberg, car il existe des centaines de paramètres que vous pouvez modifier dans ce modèle. Et chacun d'entre eux peut apporter un éclairage différent en fonction de la situation à laquelle vous êtes confronté."

Processus de mise en œuvre

Lockheed Martin a développé une approche structurée de la mise en œuvre du jumeau numérique :

Structure d'équipe : Séparation des rôles de modélisation et d'analyse spécialisés :

• Les modélisateurs se concentrent sur la compréhension et l'amélioration du produit de simulation.
• Les analystes se sont spécialisés dans la compréhension des besoins des clients et la production de rapports.

Flux de travail de la mise en œuvre :

1. Mise à jour des données de base avec les informations opérationnelles actuelles
2. Exécution de scénarios de simulation pour prévoir les résultats
3. Vérifier les résultats par rapport aux données historiques ou aux attentes
4. Affiner les paramètres du modèle sur la base des résultats de la vérification
5. Identifier et résoudre les conflits de programmation
6. Présenter les résultats aux parties prenantes pour la prise de décision
7. Mettre en œuvre l'approche choisie et poursuivre le suivi

Cette approche structurée garantit que le jumeau numérique fournit des informations précises et exploitables tout en restant en phase avec les réalités opérationnelles.

L'impact sur l'entreprise

Résultats et impact sur l'entreprise

Transformer la prise de décision et les opérations

Le jumeau numérique de l'entreprise de formation a apporté des améliorations significatives et mesurables dans de multiples dimensions des opérations de formation de Lockheed Martin.

Étude de cas sur l'optimisation des programmes

Une analyse comparative des changements de programmes démontre la capacité du modèle à évaluer les impacts opérationnels :

Cet exemple illustre la manière dont le transfert de certains événements de formation des avions vers les simulateurs a permis non seulement de réduire la durée moyenne de la formation, mais aussi de diminuer de manière significative la variabilité, permettant ainsi des opérations plus prévisibles tout en maintenant les taux d'obtention de diplômes.

Impact stratégique sur l'entreprise

Au-delà des exemples d'optimisation spécifiques, le jumeau numérique a apporté des avantages stratégiques significatifs :

1. Amélioration de la communication avec les parties prenantes

• Prévisions claires des performances attendues
• Compréhension des besoins en ressources basée sur des données
• Vue transparente des contraintes opérationnelles
• Pas de surprises pour les clients ou la direction

2. Éviter les coûts grâce à l'optimisation des actifs

• Modélisation précise des besoins réels en actifs
• Réduction de l'acquisition de moyens de formation coûteux
• Optimisation de la planification de la maintenance
• Meilleure utilisation des ressources existantes

"Pensez au coût d'un avion. Le coût d'achat est assez élevé. Mais pensez maintenant au coût de maintenance de cet avion. Il peut être trois fois supérieur au prix d'achat de l'avion. Donc, si vous pouvez prouver que vous pouvez vous entraîner avec moins d'avions, vous pouvez avoir économisé des dizaines de millions de dollars".

3. Amélioration de la planification opérationnelle

• Prévision précise des dates de cours tout au long de la chaîne de formation
• Meilleure affectation des instructeurs et des ressources
• Programmation plus efficace des activités de maintenance
• Réduction des goulets d'étranglement et des temps d'attente

4. Amélioration de la gestion des risques

• Possibilité de tester des scénarios de simulation sans interruption des opérations
• Quantification des risques opérationnels
• Stratégies d'atténuation fondées sur des données
• Amélioration de l'adaptabilité à l'évolution des besoins

Le jumeau numérique est devenu un atout stratégique essentiel, offrant à la fois des avantages opérationnels immédiats et une base pour l'innovation et l'optimisation futures.

Applications futures

Extension de l'écosystème du jumeau numérique

Compte tenu du succès de la mise en œuvre initiale, Lockheed Martin explore plusieurs possibilités d'expansion pour son jumeau numérique d'entreprise de formation :

1. Intégration améliorée avec les systèmes de planification

• Assistance à la planification opérationnelle en temps réel
• Allocation dynamique des ressources
• Résolution automatisée des conflits

2. Capacités étendues d'analyse d'hypothèses

• Impacts de la modernisation de l'équipement
• Changements dans les méthodes de formation
• Évaluation des contraintes en matière de ressources

3. Application à d'autres domaines de formation

• Extension au-delà de la formation au pilotage à d'autres spécialités militaires
• Coordination de la formation inter-domaines
• Exercices de formation conjoints

4. Applications analytiques avancées

• Intégration de la maintenance prédictive
• Prédiction des performances des étudiants
• Identification précoce des problèmes de formation

"Nous soutenons les décisions tout au long du cycle de vie du programme. Nous développons des solutions, nous les mettons en place et nous fournissons des services.

Alors que Lockheed Martin continue d'affiner et d'étendre la mise en œuvre de son jumeau numérique, il prévoit des améliorations opérationnelles et des économies encore plus importantes dans l'ensemble de son entreprise de formation.

Conclusion

La mise en œuvre par Lockheed Martin de la technologie Digital Twin de Simio représente une approche transformatrice de la gestion des opérations de formation complexes. En créant une réplique virtuelle complète de leur entreprise de formation, ils ont obtenu une visibilité sans précédent sur la dynamique opérationnelle, permettant des décisions basées sur des données qui optimisent la performance à travers de multiples dimensions.

Les résultats parlent d'eux-mêmes : achèvement plus rapide de la formation, utilisation plus efficace des ressources, meilleure prévisibilité et réduction significative des coûts. Plus important encore, le jumeau numérique est devenu une partie intégrante du processus de prise de décision opérationnelle et stratégique de Lockheed Martin, créant un cycle d'amélioration continue qui conduit à une optimisation permanente.

Cette implémentation démontre la puissance de la technologie de simulation avancée de Simio pour répondre aux défis opérationnels complexes de l'industrie de l'aérospatiale et de la défense. Le jumeau numérique de l'entreprise de formation est devenu un atout stratégique essentiel pour Lockheed Martin, offrant à la fois des avantages opérationnels immédiats et une base pour l'innovation future.