O gêmeo digital e o comissionamento virtual são duas aplicações concretas da Indústria 4.0. Descubra como eles permitem que os fabricantes economizem tempo e evitem erros no projeto e na otimização das linhas de produção.
No alvorecer da quarta revolução industrial, assistimos a um interesse renovado em tecnologias que já existem há alguns anos, mas que estão a ser encaradas de forma diferente por muitos fabricantes na era da tecnologia. Neste artigo, destacaremos alguns dos termos e tecnologias sobre os quais somos frequentemente questionados, suas aplicações e por que os consideramos importantes.
Ao longo dos anos, a definição (e a promessa) do gêmeo digital evoluiu, mas a ideia básica permanece a mesma: uma representação dinâmica, virtual e gerada por software de ativos físicos e processos correspondentes.
Indústria 4.0: um mercado em expansão
O termo Indústria 4.0 como o conhecemos agora foi descrito pela primeira vez durante uma apresentação na Hannover Messe 2011 pelo Professor Wolfgang Wahlster, Diretor e CEO do Centro Alemão de Pesquisa para Inteligência Artificial.
Hoje, é um termo amplamente utilizado que significa coisas diferentes para pessoas diferentes (este artigo fornece um bom resumo de algumas das diferentes definições oferecidas pelos líderes do pensamento da indústria), mas a ideia básica é a mesma: Indústria 4.0 refere-se à rede inteligente de máquinas e processos para a indústria utilizando tecnologias de informação e comunicação .
Como a visão e a promessa da Indústria 4.0 são tão ousadas e o seu impacto tão significativo, os fabricantes não podem dar-se ao luxo de ignorá-las. A oportunidade da Indústria 4.0 é enorme para fornecedores e fabricantes, com a maioria das empresas de investigação esperando que o mercado para as tecnologias da Indústria 4.0 duplique pelo menos nos próximos 5 anos .
O impacto que estas tecnologias terão na economia global é significativo. A Mckinsey estima que as tecnologias da Indústria 4.0 nas fábricas podem gerar um impacto económico de 1,2 mil milhões de dólares a 3,7 mil milhões de dólares por ano até 2025 .
O gêmeo digital na indústria 4.0
O conceito de gêmeo digital
O conceito de gêmeo digital começou a ser reconhecido no início dos anos 2000, principalmente graças ao trabalho de Michael GRIEVES na Universidade de Michigan . GRIEVES propôs que um modelo de gêmeo digital tenha três partes principais:
- produtos físicos no espaço real,
- produtos virtuais no espaço virtual,
- as conexões de dados e informações que ligam produtos virtuais e reais.
Ao longo dos anos, a definição (e a promessa) do gêmeo digital evoluiu, mas a ideia básica permanece a mesma: uma representação dinâmica, virtual e gerada por software de ativos e processos físicos .
Aplicações do gêmeo digital
Existem muitas aplicações e casos de uso do gêmeo digital , e por ser uma área de pesquisa e inovação muito ativa, a lista não para de crescer. Alguns usos gerais do gêmeo digital incluem:
- Validando modelos de sistema com dados do mundo real
- Suporte à decisão e alertas ao usuário
- Prever mudanças em sistemas físicos ao longo do tempo
- Descubra novas oportunidades de aplicação e novos fluxos de receita
Os benefícios potenciais das aplicações de gêmeos digitais são atraentes: maior eficiência, melhor qualidade do produto, menor tempo de inatividade não planejado e menor tempo de inicialização , para citar alguns. Os gêmeos digitais podem ser aplicados desde o planejamento e projeto inicial da fábrica até o comissionamento e a manutenção , agregando valor a eles durante todo o ciclo de vida da produção.
Quando se trata de investir em tecnologia de gêmeos digitais, os fabricantes hoje estão muito mais otimistas quanto às suas perspectivas. Embora o termo gêmeo digital esteja em voga há vários anos, cada vez mais fabricantes estão investindo nesta área, por exemplo, por meio de software de gêmeo digital .
Num inquérito recente a 300 executivos da indústria, a LNS Research descobriu que 75% dos inquiridos implementaram ou planearam iniciativas de gémeos digitais nas suas organizações .
Comissionamento virtual
Projetar e implementar uma nova solução de produção costuma ser um processo demorado e caro. Uma vez finalizado o projeto e instalado o equipamento, resta uma fase a ser concluída antes da transferência da produção: o comissionamento .
É aqui que os controles são integrados, os bugs são encontrados e corrigidos, os procedimentos são escritos e os operadores são treinados em novos equipamentos, novos processos ou procedimentos revisados. Esta fase é difícil de planear e frequentemente excede o tempo previsto, atrasando a produção e pode levar a atrasos nos envios ou mesmo à perda de negócios .
Os gêmeos digitais podem ser usados para diversas finalidades, incluindo ajustes de projeto e diagnósticos . Além disso, por serem representações precisas de ativos físicos, também podem ser usados para agilizar e otimizar a fase de comissionamento .
Em vez de comissionar um novo sistema ou célula robótica no mundo físico, o comissionamento virtual envolve a criação de um gêmeo digital e, em seguida, testar e verificar o modelo em um ambiente virtual simulado .
Isso permite:
- Teste e depuração de código em um ambiente virtual
- Simulação de operação de equipamentos, identificação de possíveis problemas e avaliação rápida de soluções alternativas
- Simulação do funcionamento de uma célula robótica
- O desenvolvimento de métodos operacionais
- Treinamento de supervisores e operadores
- Simular o impacto de novas máquinas na produção existente para identificar gargalos e restrições de espaço para que possam ser resolvidos antes da instalação
Em suma, o comissionamento virtual permite que engenheiros e operadores testem novas instalações, bem como quaisquer ajustes – tanto nas fases de arranque como de manutenção – antes de implementá-las no mundo físico .
O resultado é uma instalação e integração mais simples e simplificadas , menos custos excessivos e riscos mínimos de tempo de inatividade que podem afetar a produção.
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