O que são gêmeos digitais? Imagine um clone virtual de um objeto, sistema ou processo do mundo real. Essa é a ideia por trás dos gêmeos digitais (digital twins). Eles são réplicas virtuais que permitem análises, testes e otimizações sem afetar o objeto original. De turbinas a edifícios, até fábricas inteiras, tudo pode ter um gêmeo digital.
Esses clones digitais são criados a partir de dados coletados por sensores. Inteligência Artificial (IA), Big Data e Machine Learning processam esses dados, gerando uma visão dinâmica do objeto físico. O mercado de gêmeos digitais cresceu 71% entre 2020 e 2022, segundo a IoT Analytics. Esse crescimento reflete a busca por eficiência, economia e soluções inovadoras.
Os gêmeos digitais são representações fiéis de objetos físicos. Eles usam dados de sensores e algoritmos para simular o funcionamento em tempo real. Essa tecnologia permite visualizar o desempenho e a interação com o mundo real.
David Gelernter, nos anos 1990, já explorava a ideia de replicar o mundo físico em software. Em 2002, Michael Grieves e John Vickers formalizaram o conceito de gêmeo digital. Hoje, essa tecnologia ajuda a prever falhas e otimizar processos em diversas áreas.
A criação de um gêmeo digital começa com a coleta de dados por sensores e câmeras. Esses dados, incluindo informações ambientais e de desempenho, alimentam um modelo virtual. A Internet das Coisas (IoT) e os Sistemas de Informações Geográficas (GIS) são peças-chave nesse processo. O GIS, por exemplo, oferece uma base geoespacial para organizar os dados.
IA e Machine Learning processam a grande quantidade de dados coletados. Esses sistemas identificam padrões, preveem manutenções e sugerem melhorias. Imagine uma turbina eólica: seu gêmeo digital prevê a necessidade de manutenção e otimiza a produção de energia.
Simulações e gêmeos digitais, apesar de usarem modelos virtuais, têm funções diferentes. Simulações testam cenários hipotéticos. Gêmeos digitais operam em sincronia com o objeto físico, recebendo atualizações constantes e permitindo ações em tempo real. Ajustam processos, preveem eventos e otimizam operações. Monitoram desde componentes até sistemas complexos, como cidades.
As empresas que usam gêmeos digitais ganham em eficiência. Um relatório da Capgemini de 2024 mostra aumento de 15% em métricas operacionais e de até 25% no desempenho do sistema. A sustentabilidade também se beneficia, com ganhos de 16%.
A inovação no desenvolvimento de produtos é outro ponto forte. Simulações em larga escala, até 800 por dia, aceleram o processo, de acordo com Marcelo Prim, do Senai. Isso reduz custos com testes físicos e agiliza lançamentos.
Flexibilidade e escalabilidade são vantagens. As empresas adaptam suas operações rapidamente, criando modelos virtuais sob medida. O monitoramento remoto reduz a necessidade de visitas presenciais a locais perigosos ou de difícil acesso, aumentando a segurança.
A tomada de decisão se torna mais precisa com dados em tempo real. Previsão de incidentes, otimização de processos e ajustes na produção são feitos com mais segurança. A Unilever, por exemplo, economizou US$ 2,8 milhões em uma fábrica no Brasil, com 3% de aumento na produtividade.
Existem diferentes tipos de gêmeos digitais. O gêmeo de componente replica uma única peça, como o motor de um carro. O gêmeo de ativo representa componentes interligados, como em uma turbina eólica (motor, pás e gerador). O gêmeo de sistema modela a interação de vários ativos, como uma usina de energia. O gêmeo de processo simula todo o ambiente, como em uma fábrica de automóveis.
Os gêmeos digitais estão presentes em várias áreas. Em cidades inteligentes, otimizam a mobilidade urbana e a gestão de recursos. Na saúde, auxiliam em tratamentos e cirurgias. No desenvolvimento de produtos, aceleram testes e ajustes. Na manufatura inteligente, monitoram a produção. Na agricultura de precisão, otimizam recursos e preveem safras. No transporte de mercadorias, como no porto de Roterdã, melhoram a logística e reduzem o impacto ambiental.
A combinação de sensores, IoT, IA e visualização interativa torna os gêmeos digitais uma ferramenta poderosa. Eles transformam dados em insights práticos, com potencial para revolucionar diversos setores. Seu impacto no futuro do trabalho é imenso, com a possibilidade de criar ambientes de trabalho totalmente digitais.
Via TecMundo
