Você já ouviu falar em "Digital Twin" e como essa tecnologia está revolucionando o mundo tecnológico? Esse “Gêmeo Digital” é uma réplica virtual idêntica de um objeto físico ou processo em tempo real. Com ele, as empresas criam modelos digitais completos dos seus produtos ou sistemas, possibilitando que eles sejam monitorados, analisados e otimizados de maneira mais eficiente.
Dessa forma, é possível simular diferentes cenários e identificar problemas antes mesmo que eles ocorram no mundo real. Atualmente, diversas indústrias já possuem certo nível de digitalização de seus processos, permitindo a visualização do histórico de funcionamento para melhorar a tomada de decisões.
Essa tecnologia está sendo amplamente implementada na indústria automotiva, na manufatura e na construção civil, mas suas aplicações podem ser encontradas em diversos setores, desde a saúde até a agricultura. Com o avanço constante da Internet das Coisas (IoT) e da inteligência artificial, os "Digital Twins" estão se tornando cada vez mais relevantes e prometem transformar a maneira como interagimos com o mundo físico.
O que é o Digital Twin?
Os Gêmeos Digitais são modelos virtuais que representam fielmente um objeto físico ou processo em tempo real. Esses modelos são criados a partir de dados coletados por sensores e outras fontes de informação, que são então processados e transformados em uma representação digital precisa e interativa.
A partir da geração do Gêmeo Digital, é possível realizar estudos de cenários futuros, simulando possibilidades diferentes nos equipamentos, linhas e processos.
Existem três componentes principais em um Digital Twin:
- o objeto físico ou processo real;
- os sensores e dispositivos que coletam os dados do objeto físico;
- E o modelo digital que replica o objeto físico.
São esses três componentes que trabalham em conjunto para criar uma representação virtual em tempo real do objeto ou processo real.
Dessa forma, o Gêmeo Digital acompanha um objeto em todo o seu ciclo de vida, não se limitando a apenas uma de suas fases e interagindo com o mundo real para oferecer dados sempre mutáveis e atualizados. Com isso, é possível testar e entender o que será efetivo de implementar.
No geral, essa tecnologia contribui com maior transparência e visibilidade para as empresas, de maneira a aumentar o controle dos gestores. Desse modo, passa a ser viável manter a produtividade elevada, estudando as condições das máquinas, as possibilidades de um produto etc. Por conseguinte, esse conceito é crucial para a Indústria 4.0.
Aplicações de Digital Twins
Na indústria automotiva, por exemplo, as montadoras podem criar Gêmeos Digitais de seus veículos, permitindo que eles sejam testados e simulados virtualmente antes mesmo de serem produzidos. Isso reduz significativamente o tempo e os custos de desenvolvimento, além de melhorar a qualidade e a segurança dos veículos.
Na indústria de manufatura, os Gêmeos Digitais permitem que as fábricas simulem diferentes cenários de produção, otimizem o fluxo de trabalho e identifiquem gargalos ou problemas de eficiência antes que ocorram na produção real. Isso resulta em maior produtividade, redução de desperdícios e melhor aproveitamento dos recursos.
Na construção, os Gêmeos Digitais podem ser usados para planejar e visualizar projetos antes mesmo de começarem a ser construídos. Isso permite que os arquitetos e engenheiros identifiquem problemas de projeto e colaborem de forma mais eficiente, evitando atrasos e custos excessivos durante a construção.
As tecnologias de Digital Twins
IoT
Para construir um Gêmeo Digital, são necessários muitos dados de funcionamento do ativo que pretende ser modelado — um conjunto que contenha dados históricos e continue sendo atualizado constantemente. A tecnologia facilitadora mais importante nesse processo de coleta de dados é a Internet das Coisas, ou IoT (Internet of Things).
A IoT é composta por sensores sem fio, conectados via rede, que enviam dados coletados de forma constante para monitoramento. Os dados podem ser tratados utilizando tecnologias de computação de borda (edge computing) e armazenados e exibidos em sistemas de computação em nuvem.
O grande destaque dessa tecnologia é a capacidade de monitoramento constante e em tempo real. Sensores atualizam informações a todo instante e podem ser programados para enviar alertas e dados adicionais assim que ocorrerem mudanças nos equipamentos ou processos.
IA
Outra das principais soluções que compõem o conceito de Digital Twin é a inteligência artificial, campo da ciência da computação que se dedica a estudar formas de gerar autonomia e capacidade de aprendizado em sistemas computadorizados.
Ou seja, IA permite que sistemas de software e de hardware aprendam e evoluam como os humanos, tornando-se capazes de desempenhar tarefas humanas com maior velocidade. Entre as subáreas de IA que são especialmente relevantes estão o Machine Learning e o Deep Learning.
Dentro do conceito de Gêmeo Digital, a IA fornece a capacidade de tratar e processar os dados gerados pela Internet das Coisas. Com base na grande quantidade de dados captados por sensores e sendo enviados para bancos de dados, os modelos de inteligência são capazes de gerenciar esses dados, identificar padrões neles e decodificá-los matematicamente para gerar insights e respostas.
AR, VR e Dashboards
Os sensores IoT geram os dados, os sistemas de IA tratam e processam esses dados, mas é necessário que o usuário consiga interagir com eles. Daí que aparece as interfaces amigáveis e intuitivas.
Essas podem ser simples, como um sistema de Dashboards, com gráficos dos principais parâmetros monitorados, seus limites e seus controles de simulação. Ou opções mais elaboradas, utilizando técnicas de VR (Virtual Reality ou Realidade Virtual) ou AR (Augmented Reality ou Realidade Aumentada). Essas técnicas permitem ao usuário interagir com os dados através de dispositivos vestíveis e smartphones.
A utilização destas técnicas pode gerar maior engajamento no uso da aplicação, por se tratar de relativa novidade tecnológica nestes ambientes industriais. Porém, essas técnicas devem ser utilizadas levando em consideração adequação à segurança operacional — não introduzindo distrações em operações fabris que podem aumentar risco de acidentes.
Quando aplicar Digital Twin na Indústria
O Digital Twin é uma modelagem complexa, que consegue captar dados em todos os ciclos de vida de um projeto. Ele permite criar uma representação muito mais fiel e atualizada do ativo físico que se deseja modelar. A tecnologia possibilita testar e prever situações, de modo a aprofundar o conhecimento e permitir decisões eficientes.
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