Os gêmeos digitais melhoram a fabricação na vida real

0

Dados do mundo real emparelhados com simulações digitais de produtos – gêmeos digitais – estão fornecendo insights valiosos que estão ajudando as empresas a identificar e resolver problemas antes que os protótipos entrem em produção e gerenciar produtos em campo, diz Alberto Ferrari, diretor sênior da Model-Based Digital Thread Process Capability Center na Raytheon.

“Como se costuma dizer, ‘Todos os modelos estão errados, mas alguns deles são úteis’”, diz Ferrari. “Gêmeos digitais, suportados por dados – como fatos reais – são uma forma de identificar modelos que são realmente úteis para a tomada de decisões.”

O conceito começou a decolar, com o mercado de tecnologia e ferramentas digital-twin crescendo em 58% ao ano chegará a US $ 48 bilhões em 2026, contra US $ 3,1 bilhões em 2020. Usar a tecnologia para criar protótipos digitais economiza recursos, dinheiro e tempo. No entanto, a tecnologia também está sendo usada para simular muito mais, desde populações urbanas até sistemas de energia e implantação de novos serviços.

Considere fabricantes tão variados quanto Raytheon e destilaria sueca Absolut Vodka, que estão usando a tecnologia para projetar novos produtos e otimizar seus processos de fabricação, desde a cadeia de suprimentos até a produção e, eventualmente, a reciclagem e o descarte. Cingapura, Londres, e várias cidades da costa do Golfo do Texas criaram gêmeos digitais de suas comunidades para lidar com facetas da gestão da cidade, incluindo modelagem de padrões de tráfego nas ruas da cidade, análise de tendências de construção e previsão do impacto das mudanças climáticas. E empresas como a Bridgestone e a provedora de serviços de drones Zipline estão usando a tecnologia emparelhada com dados operacionais para ajudar a lançar novos serviços.

As empresas adotaram gêmeos digitais como parte de suas transformações digitais, uma forma de simular desempenho, identificar pontos fracos e operar serviços de forma mais eficiente. A iniciativa digital de qualquer empresa deve explorar se alguma faceta de seu produto, operações ou ambiente pode ser simulada para obter insights.

Simulando design e fabricação

As tecnologias gêmeas digitais de hoje têm seus alicerces no projeto auxiliado por computador (CAD) e nas ferramentas de engenharia da computação desenvolvidas há mais de três décadas. Esses sistemas de software permitiram que os engenheiros criassem simulações virtuais para testar mudanças nos designs de produtos. Os engenheiros projetaram um componente do produto, como um aerofólio, em um computador e, em seguida, encarregaram um modelador ou escultor de fabricar o item em argila, madeira ou componentes de estoque para teste físico.

Hoje, o processo mudou o estágio de prototipagem para muito mais tarde no processo, já que o crescimento maciço em poder computacional e armazenamento permite não apenas que o produto inteiro seja prototipado, mas também outras informações sejam integradas, como informações sobre o fornecimento de matéria-prima materiais, os componentes necessários para a fabricação e a operação do produto no campo.

“Se você olhar para as ferramentas CAD e de engenharia de 30 anos atrás e apertar os olhos um pouco, verá que essas coisas eram gêmeos digitais”, diz Scott Buchholz, diretor de tecnologia de serviços públicos e governamentais e diretor de pesquisa de tecnologia emergente da Deloitte Consultando. “À medida que a computação e o armazenamento de energia aumentaram, a capacidade de fazer simulações úteis aumentou e passamos de renderizações de baixa fidelidade para simulações de alta fidelidade.”

O resultado é que a tecnologia de gêmeos digitais conquistou uma variedade de setores. Os fabricantes de veículos caros e produtos de infraestrutura se beneficiam da redução do ciclo de design e desenvolvimento, tornando as empresas aeroespaciais, fabricantes de automóveis e agências de planejamento urbano todos os primeiros a adotá-los. Mesmo assim, as startups também estão adotando a mentalidade de simular primeiro para iterar rapidamente as melhorias do produto.

Um grande benefício: os gêmeos digitais impulsionaram a construção física de protótipos muito mais adiante no pipeline de design. Algumas empresas que buscam iniciativas de protótipo zero visam eliminar as etapas de prototipagem por completo e permitir esforços diretos para a fabricação, diz Nand Kochhar, vice-presidente para a indústria automotiva e de transporte da Siemens Digital Industries Software.

Essa é uma grande mudança em relação ao passado. “Um ciclo de vida típico de desenvolvimento de produto era de seis a oito anos”, diz Kochhar sobre a fabricação de automóveis. “A indústria tem trabalhado nisso e agora eles têm um ciclo de vida de 18 ou 24 meses. Agora, a automação está mais dependente do software, que está se tornando o fator determinante no ciclo de vida. ”

Faça o download do Relatório completo.

Fonte