Gêmeos digitais: o que são e como funcionam?
Um gêmeo digital é uma versão digital de um processo ou objeto físico. Pode ser uma réplica digital de um motor a jato, um carro, um prédio ou até mesmo uma cidade. Os gêmeos digitais replicam processos para coletar dados para prever o desempenho dos sistemas reais. Por meio de gêmeos digitais, você pode planejar e executar um conjunto complexo de atividades em um mundo virtual antes de lançá-las no mundo real.
Vamos dar uma olhada em como funcionam os gêmeos digitais.
Como os gêmeos digitais são projetados?
Um gêmeo digital é projetado reunindo dados e criando modelos computacionais para testá-los.
Coleção de dados
Para criar um modelo virtual, um gêmeo digital requer dados sobre um objeto ou processo. Esses dados podem ser sobre o ciclo de vida de um produto. Os dados podem incluir especificações de design, informações sobre produtos ou processos de produção. Também pode estar relacionado a informações como feedback em tempo real, análise histórica e registros de manutenção.
Modelagem
Depois que os dados são coletados, eles são usados para criar modelos analíticos computacionais. Esses modelos podem prescrever ações com base em simulações de engenharia e algoritmos de inteligência artificial. Os modelos podem ser exibidos por meio de representações 3D e técnicas de realidade aumentada (AR) para mostrar a você todas as descobertas visualmente. Tudo isso pode ajudá-lo a obter uma melhor compreensão do objeto ou processo físico.
Como funcionam os gêmeos digitais?
Um gêmeo digital pode ser tão complexo ou simples quanto você desejar. A quantidade de dados que você usa determina como o modelo representa a versão física do mundo real.
Existem três tipos diferentes de gêmeos digitais:
Protótipo Digital Twin (DTP)
O DTP é um gêmeo digital implementado antes de um produto físico ser criado. Consiste em projetos, análises e processos necessários para criar a versão física de um produto.
Digital Twin Instance (DTI)
O DTI é o gêmeo digital projetado para um produto já fabricado. Ele permanece vinculado ao objeto físico ao longo de seu ciclo de vida para executar testes em diferentes casos de uso.
Digital Twin Aggregate (DTA)
O DTA é a agregação de muitos DTIs. Ele ajuda a reunir as informações que ajudam a determinar os recursos de um produto físico sob várias condições.
Gêmeos digitais e a IoT
O conceito de gêmeo digital não é novo, mas a proliferação da Internet das Coisas (IoT) o tornou mais popular. A IoT descreve uma rede de dispositivos digitais conectados e trocando dados pela Internet.
Com recursos avançados de análise de dados , os gêmeos digitais podem otimizar implantações de IoT para obter eficiência máxima. A capacidade de gerenciar big data e o surgimento de tecnologias disruptivas continuarão impulsionando a adoção de gêmeos digitais.
Por que os gêmeos digitais são importantes?
As empresas estão sob pressão crescente para superar os desafios dos cenários de mercado em constante mudança de hoje. Apresentando gêmeos digitais, você pode obter insights valiosos, explorando a relação entre conjuntos de dados inter-relacionados dos sistemas físicos e digitais.
Além disso, os gêmeos digitais podem fornecer vários benefícios, como:
- Otimiza os processos de fabricação e reduz o risco de acidentes e paradas não planejadas.
- Aumentar a eficiência para reduzir os problemas de qualidade do produto.
- Usando manutenção preditiva para sustentar equipamentos e instalações.
- Testando e validando suposições.
- Solução de problemas de equipamentos remotamente.
- Melhorar a produtividade e criar cadeias de abastecimento mais eficientes.
- Treinar funcionários para manusear equipamentos que não estejam fisicamente próximos.
- Melhorando a experiência do cliente e ajudando você a obter melhores percepções sobre o desempenho do produto.
- Eliminando a necessidade de múltiplos protótipos e reduzindo o tempo total de desenvolvimento.
Aplicativos Digital Twin
Os gêmeos digitais são usados em vários setores para uma ampla gama de aplicações.
Construção
Usando dados em tempo real, os gêmeos digitais fornecem modelos dinâmicos que mostram o desempenho de cidades inteligentes na vida real. Isso ajuda a fornecer eficiência de recursos, economia de custos e uma maneira eficaz de introduzir práticas sustentáveis na construção.
Os gêmeos digitais podem ainda oferecer soluções para os muitos desafios complexos enfrentados pelas cidades modernas. Por exemplo, gêmeos digitais de cidades podem ser usados para simular o planejamento de desastres e resposta a emergências durante crises.
Manufatura
Na manufatura, os gêmeos digitais ajudam a aprimorar as operações e reduzir os custos de manutenção. Os fabricantes começam criando uma representação virtual de um ativo e, em seguida, capturam seus dados para determinar seu desempenho. Isso torna a fabricação mais produtiva e simplificada.
Automotivo
Os gêmeos digitais podem criar réplicas virtuais de carros para ajudar a analisar e melhorar o desempenho do veículo. Essas representações de veículos digitais coletam dados comportamentais e operacionais de suas contrapartes físicas. Esses gêmeos digitais ajudam na implementação e teste de novos modelos de produtos, como veículos elétricos e híbridos .
Varejo
No setor de varejo, os gêmeos digitais desempenham um papel crucial no aumento das experiências do cliente, criando gêmeos virtuais para os clientes. Esses gêmeos digitais ajudam a criar experiências personalizadas para os consumidores. Eles podem ajudar ainda mais com um melhor planejamento na loja.
Aeroespacial e defesa
Os gêmeos digitais são usados nos setores aeroespacial e de defesa para aprimorar o desempenho e melhorar o design dos produtos. A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) usa gêmeos digitais para manter, operar e reparar sistemas de aeronaves localizados no espaço sideral. Os militares dos EUA usam gêmeos digitais para confirmar a integridade dos semicondutores e chips usados em sua munição.
Assistência médica
Os médicos podem realizar procedimentos médicos com segurança em um ambiente simulado usando gêmeos digitais de um órgão ou paciente. Os profissionais de saúde também podem usar gêmeos digitais para conduzir testes clínicos virtuais antes de lançar novas vacinas ou medicamentos.
Os gêmeos digitais também podem ser uma ferramenta poderosa para a medicina preditiva. Isso pode ajudar a avaliar o risco de um paciente com base em dados sobre pacientes com perfis semelhantes.
Gêmeos digitais do futuro
Os gêmeos digitais já estão ajudando as organizações a alcançar maiores alturas. Eles ajudam a fornecer soluções personalizadas que atendem às preferências em constante mudança dos clientes modernos. Embora ofereçam uma infinidade de benefícios, os gêmeos digitais podem ser aprimorados ainda mais.
Por exemplo, as capacidades de um modelo digital de gêmeos podem ser melhoradas usando computação cognitiva. Isso pode melhorar o teste de um gêmeo digital para determinar os testes de produto que devem ser executados com mais frequência. Tecnologias como Processamento de Linguagem Natural (PNL), analítica acústica e aprendizado de máquina também desempenharão um papel vital na melhoria do futuro dos gêmeos digitais.
Construindo uma ponte entre os mundos digital e físico com gêmeos digitais
Os gêmeos digitais estão mostrando uma transformação significativa em vários setores. Quando você os implementa para testar um produto ou processo, eles podem economizar tempo e dinheiro.
Os gêmeos digitais continuarão a fornecer percepções que podem ajudar as organizações a desvendar seus valores ocultos. No futuro, mais empresas aprenderão sobre os recursos do gêmeo digital e desejarão implantá-los para obter uma vantagem competitiva.
