Um dos conceitos mais promissores para otimizar processos e reduzir custos são os gêmeos digitais. Essa tecnologia surgiu com o objetivo de replicar o comportamento e as condições de sistemas físicos no mundo digital.
Neste artigo, vamos explicar o que são os gêmeos digitais, como funcionam, os setores que mais se beneficiam dessa tecnologia, suas vantagens, e como sua adoção pode transformar o desempenho das empresas.
O que são os gêmeos digitais?
O termo gêmeo digital (do inglês “digital twin”) faz referência a uma réplica digital precisa de um objeto, processo ou sistema do mundo físico. É em resumo uma representação digital interativa de um ativo físico que permite monitorar, analisar e otimizar seu desempenho em tempo real.
A principal função de um gêmeo digital é simular o comportamento de um objeto ou sistema em diversas condições. Isso permite prever falhas, testar cenários hipotéticos e melhorar a tomada de decisões, sem a necessidade de interferir diretamente no ativo físico.
Como funciona o digital twin?
O funcionamento dos gêmeos digitais é baseado em uma forte integração entre o mundo físico e o digital. Portanto, é um processo que envolve o uso de várias tecnologias, sendo as mais importantes a internet das coisas (IoT) e a inteligência artificial (IA).
Internet das coisas (IoT)
Sensores e dispositivos de IoT conectados a objetos físicos enviam dados em tempo real para a plataforma digital, que os processa e utiliza para criar a réplica digital. Esses sensores podem monitorar variáveis como temperatura, pressão, velocidade, entre outros parâmetros que descrevem o comportamento do sistema físico.
Inteligência Artificial (IA)
A inteligência artificial é capaz de analisar grandes volumes de dados e prever o comportamento futuro dos sistemas. A IA usa algoritmos e modelos de machine learning para identificar padrões e anomalias para, assim, sugerir melhorias ou mesmo realizar a manutenção preditiva.
Quais setores usam a tecnologia de gêmeos digitais?
Os gêmeos digitais têm sido cada vez mais adotados em uma ampla gama de setores, pois oferecem vantagens em termos de monitoramento, otimização de processos e previsibilidade.
Vamos explorar alguns dos principais segmentos que já utilizam a tecnologia.
Construção
No setor da construção, os gêmeos digitais são usados para criar representações virtuais de projetos arquitetônicos e infraestrutura. Isso permite que as equipes de projeto possam simular e testar diferentes cenários, identificar falhas potenciais antes da construção real e melhorar a gestão do ciclo de vida dos edifícios.
O uso de gêmeos digitais também facilita a manutenção e a renovação de edifícios, o que ajuda a prolongar sua vida útil e a reduzir custos.
Manufatura
Na indústria de manufatura, os gêmeos digitais são aplicados para otimizar processos de produção. Eles permitem monitorar máquinas e sistemas em tempo real, detectando falhas e melhorando a eficiência operacional.
A partir dos gêmeos digitais, é possível simular diferentes condições de produção e realizar ajustes sem interrupções no processo real.
Energia
No setor de energia, os gêmeos digitais são aplicados principalmente para monitorar e otimizar o desempenho de infraestruturas como usinas, redes de distribuição de energia e equipamentos de geração.
A tecnologia permite prever falhas, melhorar a eficiência do consumo e otimizar o planejamento de manutenção.
Automotivo
A indústria automotiva também se beneficia dos gêmeos digitais, especialmente em processos de design e produção de veículos.
A tecnologia ajuda na simulação de testes de segurança, desempenho e eficiência de novos modelos, além de monitorar o desempenho de veículos em uso.
Saúde
No setor da saúde, os gêmeos digitais já são utilizados em pesquisas relacionadas a modelos de órgãos humanos, para simular tratamentos médicos e melhorar a gestão hospitalar. Com dados em tempo real de pacientes e equipamentos médicos, é possível monitorar condições de saúde, prever complicações e melhorar os cuidados com o paciente.
Além disso, os gêmeos digitais podem ser usados para otimizar o funcionamento de hospitais, bem como simular a alocação de recursos e a gestão de leitos.
Quais são os tipos de gêmeos digitais?
Há vários tipos de gêmeos digitais, de acordo com a complexidade do sistema que está sendo modelado. Os principais tipos são os gêmeos de componente, gêmeos de ativo, gêmeos de sistemaegêmeos de processo.
Gêmeos de componente
Os gêmeos de componente são usados para representar partes específicas de um sistema, como uma peça ou um dispositivo em uma linha de produção. Eles são úteis para analisar o desempenho de componentes individuais e realizar manutenções preventivas em nível micro.
Gêmeos de ativo
Os gêmeos de ativo são usados para representar ativos completos, como equipamentos industriais ou máquinas. Esses gêmeos digitais monitoram o desempenho e as condições do ativo ao longo do tempo. Com isso, ajudam a prever falhas e otimizar o uso dos recursos.
Gêmeos de sistema
Os gêmeos de sistema são uma representação digital de sistemas maiores, como uma planta industrial ou uma rede de energia. Eles modelam a interação entre diferentes componentes do sistema e são úteis para identificar pontos de ineficiência e melhorar o fluxo de trabalho.
Gêmeos de processo
Os gêmeos de processo são usados para mapear e otimizar processos de negócios ou industriais completos. Eles são importantes para melhorar a eficiência de processos complexos, como a produção em larga escala, e ajudam a antecipar possíveis problemas ao longo do ciclo de vida do processo.
Quais são as diferenças entre gêmeos digitais e simulações?
Embora tanto os gêmeos digitais quanto as simulações sejam usados para modelar sistemas e prever comportamentos, eles possuem diferenças. As simulações são essencialmente modelos estáticos ou baseados em hipóteses que permitem prever o comportamento de um sistema em diferentes cenários, mas sem dados em tempo real.
Por outro lado, os gêmeos digitais trabalham com dados reais e atualizados constantemente, o que os torna mais precisos para monitoramento e tomada de decisões.
Além disso, enquanto as simulações geralmente são limitadas a um número reduzido de variáveis, os gêmeos digitais podem integrar uma grande variedade de parâmetros e sensores, refletindo mais fielmente o comportamento do sistema físico.
Quais são as vantagens dos gêmeos digitais?
A adoção de gêmeos digitais oferece diversas vantagens que podem impactar diretamente a competitividade das empresas.
Otimização de processos
Ao simular diferentes cenários e monitorar condições em tempo real, as empresas conseguem identificar pontos de ineficiência e implementar melhorias contínuas, sem necessidade de interrupções na operação real.
Manutenção preditiva
Com a capacidade de monitorar o estado de equipamentos e sistemas, os gêmeos digitais permitem detectar falhas iminentes e realizar manutenções antes que ocorram falhas críticas. Dessa maneira, reduzem os custos com reparos emergenciais e aumentam a vida útil dos ativos.
Redução de custos
Como a otimização de processos e a manutenção preditiva ajudam a melhorar a eficiência e evitar falhas, as empresas conseguem reduzir desperdícios e aumentar a produtividade.
Melhor design e inovação
Os gêmeos digitais também permitem testar novos produtos ou processos de forma digital antes de serem implementados fisicamente. Isso acelera o ciclo de inovação e diminui os custos de prototipagem.
Tomada de decisão mais informada
Os gêmeos digitais fornecem dados precisos e atualizados que permitem aos gestores tomar decisões baseadas em informações concretas e em tempo real. Assim, minimizam os riscos e aumentam a precisão nas estratégias.
Como adaptar uma empresa aos gêmeos digitais?
A implementação dos gêmeos digitais vai desde o entendimento das necessidades do negócio até a escolha das ferramentas adequadas para a integração. Vamos entender como funciona na prática.
1 Avaliação das necessidades e objetivos da empresa
O primeiro passo para adaptar uma empresa aos gêmeos digitais é realizar uma avaliação das necessidades específicas e objetivos estratégicos da organização. Cada empresa possui desafios e demandas diferentes, e a adoção de gêmeos digitais deve ser alinhada com esses pontos.
2 Investir em IoT e sensores
O próximo passo é investir em uma infraestrutura de sensores e dispositivos de IoT. Esses sensores são os olhos do gêmeo digital no mundo físico, e fornecem dados em tempo real sobre o estado dos sistemas, máquinas ou processos.
A escolha dos sensores certos é determinante para garantir a precisão dos dados coletados. Para isso, é importante considerar o tipo de ativo ou processo que será monitorado, bem como as condições operacionais.
3 Escolher a plataforma digital adequada
A plataforma digital para gerenciar os gêmeos digitais deve ser capaz de processar grandes volumes de dados, integrar diferentes sistemas e realizar análises preditivas.
Na escolha, é importante verificar se a solução é escalável, ou seja, se pode ser expandida conforme a empresa cresce ou conforme novas necessidades surgem.
Além disso, deve ser considerada a compatibilidade com sistemas legados da empresa, para garantir que a integração seja fluida e que a transição para o uso de gêmeos digitais não interfira em outros processos existentes.
4 Capacitação e treinamento da equipe
É essencial que os líderes e colaboradores sejam treinados adequadamente sobre como usar as novas tecnologias, interpretar os dados dos gêmeos digitais e tomar decisões baseadas nesses dados.
A capacitação deve incluir tanto o treinamento em tecnologias específicas quanto em processos analíticos, para garantir que a equipe saiba como agir com as informações geradas.
5 Implementação gradual e teste de protótipos
A implementação gradual dos gêmeos digitais é geralmente a melhor abordagem. Em vez de tentar digitalizar todos os sistemas ou processos da empresa de uma só vez, é mais vantajoso começar com um projeto piloto focado em um sistema ou área específica.
Durante o projeto piloto, a empresa pode testar a eficácia da tecnologia, identificar possíveis desafios e ajustar a abordagem antes de expandir o uso para outras áreas. A partir dos resultados do piloto, ajustes podem ser feitos para garantir que a solução esteja atendendo às necessidades do negócio antes de ser ampliada.
6 Integração com outras tecnologias e processos
Os gêmeos digitais podem ser ainda mais poderosos quando combinados com outras tecnologias, como análise preditiva, automação industrial e inteligência artificial. As integrações de sistemas permitem que a empresa utilize os dados para automatizar processos, prever falhas e tomar decisões em tempo real.
Os gêmeos digitais permitem replicar e monitorar sistemas físicos de forma digital. Sua implementação está cada vez mais acessível a diferentes setores, e seus benefícios são diversos, como a otimização de processos, a redução de custos e a melhoria na tomada de decisões.
Empresas que adotam gêmeos digitais têm uma vantagem sobre as demais empresas porque se mostram mais inovadoras e preparadas para os desafios do futuro. Quer saber mais sobre o uso de tecnologia para melhorar a gestão na sua empresa? Explore nosso conteúdo sobre o tema!
