Os Digital Twins são modelos virtuais projetados para replicar, com precisão, diferentes tipos de objetos físicos. Assim, funcionam em sincronia constante com seu par ‘real’ e oferecem uma oportunidade de monitoramento em tempo real, além de permitirem melhorias em processos variados de fabricação e desenvolvimento de produtos.
O conceito não é novidade, mas, atualmente, há um crescente interesse em sua utilização prática, sobretudo em razão do avanço de tecnologias como a realidade virtual.
No passado, as equipes de engenharia utilizavam somente renderizações 3D de desenho assistido por computador, modelos e simulações de procedimentos.
Mas após o surgimento dos gêmeos digitais, como a técnica é conhecida no Brasil, foi possível oferecer melhores respostas às condições adversas enfrentadas pelos itens projetados, impactando especialmente a otimização de ativos e a manutenção preventiva.
Isso porque um ponto interessante dessa tecnologia é poder testar o produto digital em diferentes cenários e prever resultados. Ou seja, torna-se viável descobrir o impacto de uma decisão antes mesmo dessa ser implementada.
Consequentemente, as companhias podem reduzir os gastos operacionais e, potencialmente, as despesas de capital, tanto no desenvolvimento quanto no uso de diferentes soluções e equipamentos.
Vamos dar uma olhada nessa tendência disruptiva e entender como ela pode ajudar a sua empresa a diferenciar-se da concorrência. Veja também:
- Para que servem os Digital Twins nas empresas
- A estreita relação entre os Digital Twins e a IoT
- Diferenças entre gêmeos digitais e simulações
- Tipos de Digital Twins
- Mercado e setores que já utilizam a tecnologia
- O futuro dos Digitais Twins
Para que servem os Digital Twins nas empresas
Os Digital Twins são utilizados na criação de visualizações e na promoção de informações valiosas sobre o desempenho de um projeto — muitas vezes, antes mesmo dele acontecer. Os gêmeos não são meramente cópias: são usados para prever o futuro e tomar providências com base nessas perspectivas.
Agora imagine o impacto que essa tecnologia pode ter em um local de trabalho. Neste cenário, podem ajudar a:
- Aumentar a probabilidade de um projeto funcionar sem problemas. Com os dados coletados por drones e outros equipamentos, as equipes de projeto são capazes de aprimorar a eficiência, aperfeiçoar a qualidade e de tomar decisões acertadas.
- Melhorar a tomada de decisões. Obter mais dados e processar essas informações de alta qualidade significam maior capacidade de prever o que acontecerá.
- Reduzir custos. Apesar do investimento inicial em tecnologia, os gêmeos digitais também podem reduzir custos gerais, porque facilitam os projetos e evitam erros que custariam caro.
- Auxiliar as equipes de experiência do cliente. Os Digital Twins conseguem recomendar o caminho mais curto para a satisfação do consumidor, destacando os pontos fracos, otimizando o serviço e sugerindo áreas de automação.
Existem diferentes tecnologias envolvidas no conceito dos Digital Twins. Porém, a Internet das coisas (IoT), a inteligência artificial (IA) e o Machine Learning (ML) talvez sejam as que melhor retratam suas funcionalidades.
A estreita relação entre os Digital Twins e a IoT
A IoT colocou um enorme volume de informações ao nosso alcance. Nesse sentido, o acesso em tempo real a esse volume de dados está mudando inclusive a maneira como trabalhamos.
Segundo uma pesquisa do Gartner divulgada em 2020, 47% das organizações planejam aumentar seus investimentos em tecnologia e na implementação de aplicações baseadas em IoT. O mesmo estudo mostrou que 31% dos respondentes já usam estes recursos para melhorar a segurança de seus funcionários ou clientes.
Do mesmo modo, indicou que 27% das empresas planejam usar gêmeos digitais como equipamentos autônomos, robôs ou veículos. Assim, a consultoria espera que, até 2023, um terço das companhias de médio a grande porte que implementaram a IoT terão realizado, pelo menos, um projeto de gêmeos digitais.
Gêmeos digitais não são apenas simulações
Embora ambos utilizem modelos digitais para replicar vários processos de um sistema, as simulações geralmente não se beneficiam de dados em tempo real. Já um gêmeo digital consiste, na verdade, de um ambiente virtual.
Nesse sentido, outra grande diferença entre os Digital Twins e as simulações é uma questão de escala. Enquanto uma simulação normalmente estuda um processo específico, um gêmeo digital pode executar inúmeros procedimentos simultaneamente.
Além disso, os gêmeos digitais são projetados para obter dados qualitativos e conseguir analisar questões sob vários pontos de vista, em comparação com simulações padrão. Assim, têm um maior potencial final para melhorar produtos e processos.
Mas como surgiu essa tecnologia?
Meio século atrás, a agência Aero-Espacial estadunidense levava Neil Armstrong e Buzz Aldrin até a Lua.
Ainda que tenha sido “um pequeno passo para um homem”, o sucesso da viagem se mostrou, sim, um grande passo para a humanidade, pois as inovações tecnológicas do programa Apollo originam indústrias inteiras, incluindo microeletrônica, software e comunicações. Esses avanços tecnológicos foram a base de nosso século digital.
Da mesma forma com que apresentou invenções que se tornaram parte essencial de nossa vida moderna, a NASA criou e aprimorou conceitos para o desenvolvimento de projetos com a criticidade necessária. Um deles foi a construção de uma réplica perfeita da espaçonave em solo (uma “irmã gêmea”), com o intuito de realizar testes e desenvolver soluções para possíveis crises e falhas.
A estratégia foi crucial durante a problemática missão Apollo 13 e ajudou a trazer os astronautas para casa com segurança.
Ao se mostrar bem-sucedido, este conceito se manteve necessário. E, agora, evoluiu para o uso de Digital Twins, que ainda são gêmeos, mas construídos e mantidos no mundo virtual, em vez do físico.
Tais implantações iniciais eram táticas, principalmente para visualização de dados e gerenciamento do ciclo de vida do produto. Mas, agora, graças a uma confluência de avanços tecnológicos, os Digital Twins estão em um ponto de inflexão intrigante — fazendo a transição desse domínio tático especializado para se tornarem ferramentas estratégicas com diversas aplicações.
Tipos de Digital Twins
Existem vários tipos de gêmeos digitais, dependendo do nível de ampliação do produto. A maior diferença entre eles é a área de aplicação. É comum que diferentes tipos coexistam em um sistema ou processo. Vamos examinar quais são essas categorias e como cada uma é aplicada.
- Gêmeos componentes — são a unidade básica dos Digital Twins, ou seja, o menor exemplo de um componente funcional.
- Gêmeos ativos — quando duas ou mais partes trabalham juntas, formam o que é conhecido como um ativo. Os Asset Twins possibilitam que você estude a interação desses componentes e uma grande variedade de dados de desempenho. Estes podem ser processados e, em seguida, transformados em percepções acionáveis.
- Gêmeos do sistema — o próximo nível de ampliação envolve unidades gêmeas, que permitem a visualização de diferentes ativos que se juntam para formar um sistema maior em funcionamento. Os Unit Twins fornecem visibilidade sobre a interação de ativos e podem sugerir melhorias de desempenho.
- Gêmeos de processo — é o nível macro, que mostra como os sistemas podem trabalhar juntos para criar uma unidade de produção inteira. Os Process Twins podem ajudar a determinar os esquemas de tempo precisos que precisam ser sincronizados e influenciam a eficácia geral.
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Vantagens e benefícios dos Digital Twins
Maior eficiência — Mesmo depois do lançamento de um produto, os gêmeos digitais podem auxiliar o monitoramento dos sistemas de produção, buscando alcançar e manter o pico de rendimento em todo o processo.
Melhor pesquisa e design — O uso de gêmeos digitais permite o desenvolvimento de produtos mais eficazes, com uma abundância de dados criados sobre os prováveis resultados de desempenho. Essas informações podem levar a percepções que ajudam as empresas a fazerem os refinamentos de produto necessários, antes de começar.
Fim da vida útil do produto — a tecnologia pode apoiar os fabricantes na decisão sobre o que fazer ao término do ciclo de vida. Os Digital Twins são capazes de determinar quais materiais podem ser coletados e qual destino dar-lhes, seja através de reciclagem ou de outras medidas.
Mercado e setores que já utilizam a tecnologia
Embora os Digital Twins sejam valorizados pelo que oferecem, sua utilização ainda não é garantida para todos os fabricantes ou mercadorias. Isso porque nem todo objeto é complexo o suficiente, ao ponto de demandar o fluxo intenso e regular de dados do sensor que os gêmeos digitais concedem.
Em contrapartida, estão se tornando mais acessíveis, até mesmo para as pequenas organizações. Isso é possibilitado, principalmente, pelo rápido aprimoramento dos recursos de modelagem, pela disseminação das instalações de sensores IoT e pelo aumento da disponibilidade de ferramentas e infraestrutura computacional.
Tipos de projetos que se beneficiam especificamente do uso de modelos digitais:
- Projetos fisicamente grandes. Edifícios, pontes e outras estruturas complexas sujeitas a regras estritas de engenharia.
- Equipamento de energia. Isso inclui os mecanismos de geração e transmissão de energia.
- Operações de fabricação. Como eles se destinam a espelhar todo o ciclo de vida de um produto, não é surpreendente que os Digital Twins tenham se tornado onipresentes em todos os estágios de fabricação. Assim, guiam os produtos do design até ficarem prontos, em todas as etapas intermediárias.
- Projetos mecanicamente complexos. Turbinas a jato, automóveis e aeronaves. Os gêmeos digitais podem ajudar a melhorar a eficiência em máquinas complicadas e motores gigantescos.
- Serviços de saúde. Assim como os produtos podem ser traçados por meio do uso de gêmeos digitais, também pode acontecer com os pacientes que recebem serviços de saúde. Aqui, o sistema de dados gerados por sensores pode ser usado para rastrear uma variedade de indicadores de saúde e proporcionar percepções importantes.
- Indústria automobilística. Carros representam muitos tipos de sistemas complexos de co-funcionamento e, por isso, os Digital Twins são usados extensivamente em projetos de automóveis. Servem tanto para melhorar o desempenho do veículo quanto para aumentar a eficiência em torno de sua produção.
- Planejamento urbano. Engenheiros civis e outros envolvidos em atividades do gênero são auxiliados significativamente pelo uso de gêmeos digitais. Podem mostrar dados espaciais 3D e 4D em tempo real e também incorporar sistemas de realidade aumentada em ambientes construídos.
O futuro dos Digitais Twins
Inegavelmente, a evolução tecnológica está se acelerando. Essa reinvenção digital vem ocorrendo, em especial, nos setores com uso intensivo de ativos, mudando os modelos operacionais e exigindo uma visão física e digital integrada de recursos, equipamentos, instalações e processos.
Consequentemente, os gêmeos digitais são uma parte vital desse realinhamento.
Assim sendo, o interessante sobre os Digital Twins é seu viés preditivo. Com o Big Data, pudemos ver como é possível antever situações e obter informações valiosas a partir da sua análise. A combinação dessas tecnologias, portanto, permite muito mais visibilidade dos dados, já que a cópia virtualizada se concentra na simulação das condições reais de operações. E as empresas terão acesso a recursos muito mais inteligentes e estratégicos para tomar decisões.
O futuro dos Digital Twins é quase ilimitado, já que um poder cognitivo cada vez maior é dedicado ao seu uso. Portanto, estão constantemente aprendendo novas habilidades e capacidades, o que significa que podem continuar a gerar os insights necessários para tornar os produtos e os processos melhores.
E tudo isso com base em dados virtualizados reais.
Conclusão
A digitalização veio para ficar. Por isso, é fundamental que as organizações entendam suas cadeias de valor, os recursos de negócios existentes e processem muito mais informações em tempo real.
Assim, precisam se ajustar, adaptar, evoluir e manter seus relacionamentos com os consumidores, além de melhorar a experiência do cliente e de proteger a identidade da marca.
Apesar de ser uma tecnologia jovem, os Digital Twins têm potencial para transformar muitas indústrias. E, inegavelmente, o fato de se integrar com IoT, IA e ML é um aspecto que amplia suas oportunidades.
Sem dúvida, é uma inovação que abrirá caminho para mais desenvolvimentos. Simulações de órgãos do corpo, pessoas e até cidades estão nos limites da possibilidade. Porém, essa evolução não é imediata.
Neste cenário, os melhores serviços de conectividade e de Internet das Coisas, como os oferecidos pela Vivo Empresas, serão essenciais para viabilizar tais avanços.
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Até a próxima!
