16/05/2022
Entender o que são os digital twins permite explorar bem a tecnologia, que pode ser utilizada nas mais diferentes aplicações
João Henrique Botelho*
Um gêmeo digital (digital twin) é uma representação de um ativo real, ou seja, uma réplica virtual de um objeto físico ou um processo. Pode ser uma parte, um subsistema com diversos componentes ou um sistema feito de subsistemas, todos virtualizados, simulando e representando sua condição atual com dados históricos ou com representação matemática de uma coisa física.
Com essa virtualização, é possível simular as mais diversas situações de operação. Os ativos virtuais podem ser modificados e otimizados com muito mais facilidade, menor custo e maior velocidade, até se encontrar o resultado mais adequado para o fim que se busca.
Os gêmeos digitais podem ser utilizados nas mais diversas aplicações, desde o desenvolvimento de produtos até a melhoria de processos ou de logística. Por se tratar de modelos virtuais, podem conjugar com todas as novas tecnologias, como internet das coisas (IoT) e inteligência artificial (IA), entre outras.
Em 2018, segundo uma pesquisa da consultoria Garner, 24% das organizações nos Estados Unidos com soluções de IoT em produção ou em fase de projeto já utilizavam gêmeos digitais. Outras 42% planejavam utilizar nos 3 a 4 anos seguintes.
Imagine que sua responsabilidade é entregar produtos para seus clientes. Você possui uma frota de caminhões, que se deslocam dia e noite. Como saber quando, qual veículo e qual componente apresentará uma falha no meio do caminho?
Bem, esse é um dos motivos para adotar e operar com gêmeos digitais dos seus veículos. Estradas com diferentes traçados, em diversas condições de manutenção, formas de direção e regime de trânsito são alguns fatores que um gêmeo digital pode considerar em uma previsão de desempenho ou falhas.
Assim, uma forte aplicação do gêmeo digital é na manutenção preditiva. Tenta-se antever problemas, confrontando dados medidos contra dados idealizados dos modelos digitais. Busca-se fazer a manutenção o mais tarde possível, porém, antes de o problema surgir e obrigar a parada total do equipamento.
Por exemplo, a variação de um determinado sinal de entrada indica que há apenas mais algumas centenas de quilômetros antes de o componente falhar. É hora de planejar o momento oportuno para que o veículo passe por uma manutenção.
O gêmeo digital também pode ser usado para rastrear a origem de um problema. Uma vez que ele é uma representação do sistema, ao detectar um comportamento anormal, pode-se fazer uma série de simulações de falhas em diferentes subsistemas e componentes e confrontar resultados, até se chegar à causa raiz.
A facilidade de desenhar os mais diversos cenários para gêmeos digitais permite simular e avaliar o desempenho em casos extremos e preparar o sistema para tal operação.
Há diversos caminhos para desenvolver gêmeos digitais, diversos níveis de fidelidade e complexidade que respondem a diferentes perguntas. De equipamentos de ar-condicionado a frotas de aviões, o importante é começar com modelos simples e que evoluam para atingir o grau de complexidade desejado.
Uma pesquisa da Gartner realizada em 2021 confirma que as empresas estão cada vez mais adotando a tecnologia de gêmeos digitais em novas aplicações. Conforme essa pesquisa, há uma forte tendência de que os modelos de gêmeos digitais passem a ser fornecidos com os equipamentos. Em futuro próximo, ao comprar uma máquina ou ativo, o suporte para gêmeos digitais poderá ser um fator de seleção e decisão.
*João Henrique Botelho é engenheiro mecânico pela PUC-Rio, com MBA em Finanças pelo Insper (2004). Possui experiência em subsistemas de veículos comerciais e é sócio da MCBTI/Speedgoat Modelos e Simulações.
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