07/29/2019
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MJV Team

Gêmeos Digitais: o que é, como funciona e vantagens dessa tecnologia

Uma nova tecnologia chamada Gêmeos Digitais (Digital Twins) chegou para enriquecer ainda mais o jogo semântico, sobretudo para quem está no início da transformação digital.

Você já ouviu falar em Gêmeos Digitais? Sabe como funcionam as ferramentas e os métodos que estão sob esse conceito?

Ela é capaz de criar modelos virtuais de objetos, processos e grandes sistemas.

É exatamente isso que vamos te mostrar ao longo desse artigo. 

O que é e como funciona a tecnologia de Gêmeos Digitais

Originalmente, a definição de Gêmeo Digital foi dada pelo Dr. Michael Grieves em 2002. No entanto, naquela época, era difícil e caro implementar o conceito e torná-lo disponível para uso geral. A situação mudou na década de 2010, com o desenvolvimento impulsionador da IoT, Inteligência Artificial, Big Data e Computação em Nuvem.

Então, qual é essa tecnologia? 

Pense em um gêmeo digital como uma ponte entre o mundo físico e digital.

Primeiro, os componentes inteligentes que usam sensores para coletar dados sobre o status, a condição de trabalho ou a posição em tempo real são integrados a um item físico. 

Esses componentes são conectados a um sistema baseado em nuvem que recebe e processa todos os dados que os sensores monitoram. Essa entrada é analisada em relação a dados comerciais e outros dados contextuais.

Lições são aprendidas e oportunidades são descobertas dentro do ambiente virtual que pode ser aplicado ao mundo físico — em última análise, para transformar seus negócios.

Um Gêmeo Digital também pode ser descrito como um modelo virtual de um produto, processo ou serviço real que pode monitorar, analisar e melhorar seu desempenho. 

O modelo é criado usando engenharia assistida por computador e é integrado à Internet das Coisas, aprendizado de máquina e análise de Big Data. 

É um protótipo virtual de um objeto “vivo” e dinâmico, o que significa que ele é atualizado toda vez que seu gêmeo físico sofre alterações. Também é capaz de aprender, absorvendo o conhecimento das pessoas, das máquinas e do ambiente em que ele existe.

Os gêmeos digitais devem cumprir três requisitos:

  • Ter a aparência idêntica ao objeto original, incluindo todos os detalhes menores.
  • Comportar-se da mesma maneira que o objeto original durante o teste.
  • Analisar a informação sobre os prós e contras do objeto original, prever possíveis problemas e sugerir soluções.

Os especialistas supõem que, num futuro próximo, milhões de gêmeos digitais substituirão processos envolvidos no diagnóstico das avarias do equipamento. Isso já está acontecendo em algumas empresas. 

Tipos de gêmeos digitais

Modelos virtuais são amplamente utilizados na fabricação de diversos produtos. Vários tipos de simuladores existem hoje.

Gêmeos de produtos

São modelos de produtos separados. Os fabricantes usam um protótipo virtual de um certo bem antes de configurar uma linha de produção para analisar como ele será executado sob diferentes condições e quais problemas podem ocorrer. 

Isso permite fazer os ajustes necessários e criar um design mais eficiente de mercadorias. Como resultado, os gêmeos digitais dos produtos ajudam a reduzir as despesas de produção e o time-to-market, enquanto melhoram a qualidade.

Os gêmeos do produto também podem ser usados ​​para controlar o desempenho do produto no mundo físico.

Gêmeos de processos

Esses modelos simulam processos de fabricação. Um processo de produção virtual pode criar diferentes cenários e mostrar o que acontecerá em diferentes situações. Isso permite que uma empresa desenvolva a metodologia de produção mais eficiente.

O processo pode ser otimizado com a ajuda de gêmeos de produto para cada equipamento envolvido. Assim, uma empresa será capaz de realizar a manutenção preventiva, evitando paradas dispendiosas. As operações de fabricação serão mais seguras, mais rápidas e mais eficientes.    

Gêmeos de sistemas

Esses são modelos virtuais de todos os sistemas. Eles coletam enormes quantidades de dados operacionais produzidos por dispositivos e produtos no sistema, ganham insight e criam novas oportunidades de negócios para otimizar todos os processos.

Para que são usados os Gêmeos Digitais

Em geral, gêmeos digitais são usados ​​para monitorar, analisar e melhorar seus protótipos físicos. 

Suas funções podem ser divididas em três etapas:

  1. Ver: nessa fase, sensores e dispositivos coletam dados para visualizar a situação.
  2. Pensar: nesse estágio, o software inteligente analisa os dados coletados e, se houver algum problema, busca várias soluções possíveis para cada um deles.  
  3. Fazer: nessa etapa, os algoritmos inteligentes escolhem a solução mais apropriada e os implementam para resolver os problemas.

Os Gêmeos Digitais são poderosos mentores para impulsionar a inovação e o desempenho. Imagine como seus técnicos de produto mais talentosos com os recursos de monitoramento, análise e previsão mais avançados na ponta dos dedos.

A tecnologia gêmeos digitais também ajuda empresas a melhorar a experiência do cliente, compreendendo melhor as necessidades dos clientes, desenvolvendo melhorias nos produtos, operações e serviços existentes, e pode até ajudar a impulsionar a inovação de novos negócios.

Benefícios que os Gêmeos Digitais oferecem aos negócios

A tecnologia dos Gêmeos Digitais já é largamente usada na fabricação. Mas a situação está mudando rapidamente, com mais empresas implementando a Internet das Coisas em seus processos operacionais. Então, nós veremos mais gêmeos digitais empregados em vários setores muito em breve. 

Confira, a seguir que impactos o emprego de gêmeos digitais oferece aos negócios.

Corte de Custos

Como regra, um produto passa por várias iterações antes que um protótipo funcional seja exibido. Esse processo é muito caro porque requer uma contribuição significativa de tempo e trabalho.

Os gêmeos digitais permitem reduzir defeitos durante a produção real, permitindo que os engenheiros realizem todos os testes e simulações no ambiente virtual. É muito mais fácil, barato e rápido corrigir defeitos no mundo digital do que no mundo real. Os fabricantes podem eliminar quase todos os riscos da saída futura e certificar-se de que o objeto físico funcionará exatamente como planejado.

Somente quando o protótipo do trabalho digital aparecer, ele poderá ser colocado em produção com a certeza de que não haverá bugs e que nenhuma despesa adicional será necessária. Em seguida, a tecnologia fornece manutenção adicional que também é econômica para os negócios, já que menos funcionários podem estar envolvidos.

Assim, o principal benefício dos gêmeos digitais é a redução de custos durante a produção e a manutenção.

Tempo reduzido para lançar novos produtos

Metade da batalha para todas as empresas é chegar ao mercado mais rapidamente do que seus concorrentes. Muitas vezes isso é um problema devido a longas etapas e melhorias constantes.

Quando uma empresa usa um gêmeo digital para criar um produto ou serviço, isso reduz bastante o tempo de colocação no mercado. 

O ciclo de vida do produto é realizado no ambiente digital, onde todas as melhorias podem ser feitas de maneira muito mais rápida e fácil. 

Um protótipo virtual valida como a sua cópia física se comportará na realidade, otimizando assim a eficácia e o tempo de desenvolvimento.  

Manutenção Preditiva

Uma vantagem importante da tecnologia gêmeos digitais é que ela pode resolver muitos problemas com bastante antecedência. Esse recurso é chamado de manutenção preditiva.  

Cópias virtuais executam controle remoto constante de seus protótipos físicos reunindo várias informações de estado por meio de sensores. A análise dos dados coletados permite prever possíveis paradas, por exemplo, se uma peça de reposição estiver quase gasta e precisar ser substituída. 

Os operadores humanos receberão relatórios sobre problemas e os abordarão em tempo hábil. Se uma peça de reposição for substituída antes de ser quebrada, o fabricante evitará danos mais sérios e tempo de inatividade desnecessário, economizando tempo e dinheiro.

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