Como os gêmeos digitais estão mudando o cenário da tecnologia

O conceito de gêmeo digital está causando uma mudança de paradigma na nossa compreensão da tecnologia. Um gêmeo digital é uma representação virtual de um objeto ou sistema físico, como uma máquina, estrutura ou processo. Pode ser usado para imitar o comportamento da contraparte do mundo real. Ele é criado combinando dados de sensores e outras fontes, bem como dados de análises avançadas e algoritmos de aprendizado de máquina.

Isto permite o monitoramento e análise em tempo real do objeto físico ou sistema, o que permite a manutenção preditiva, o que leva a maior eficiência e melhor tomada de decisão.

A ideia de gêmeos digitais existe há décadas, mas graças aos recentes avanços na tecnologia, recentemente ela se tornou mais comumente usada. Os gêmeos digitais são atualmente usados ​​em diversos setores de negócios, incluindo manufatura, saúde e energia. Eles ajudam as empresas a reduzir custos, aumentar a eficiência e melhorar a segurança.

Ao longo deste artigo, veremos como os gêmeos digitais estão influenciando o estado atual da tecnologia. Nossa discussão se concentrará nos vários tipos de indústrias que implementam gêmeos digitais e em alguns dos usos mais comuns. Abordaremos os benefícios do uso de gêmeos digitais e os desafios associados a isso.

O que exatamente é um gêmeo digital?

Um gêmeo digital é a representação de uma entidade física ou sistema que está presente apenas no mundo digital. É uma reprodução digital de um sistema, que pode ser vivo ou não, e pode ser utilizado para diversas atividades, incluindo monitoramento, análise e controle. Em outras palavras, um gêmeo digital é uma representação digital em tempo real de uma coisa ou sistema físico formada pela integração de dados de diferentes fontes.

A coleta de dados é o primeiro passo no desenvolvimento de um gêmeo digital de um objeto físico. Os dados podem ter origem em vários locais, incluindo sensores, simulações e outras fontes. Após a coleta de dados, é construída uma representação digital da entidade ou sistema real.

Depois disso, o modelo virtual é utilizado para simular o desempenho do sistema ou objeto do mundo real em vários contextos. Isto torna possível examinar como a coisa ou sistema real pode responder a uma variedade de cenários. Os resultados dessas simulações podem ser utilizados para fazer previsões sobre as ações que o objeto físico ou sistema realizará quando colocado em situações que ocorrem no mundo real.

Após o desenvolvimento do modelo virtual, ele pode ser implementado no processo de monitoramento e controle do sistema real ou objeto físico. Isto permite o monitoramento e o controle do gêmeo físico em tempo real, o que, por sua vez, permite uma operação e manutenção mais eficientes do objeto ou sistema.

Por fim, o gêmeo digital pode ser utilizado para fazer ajustes no objeto físico ou no design e nas características do sistema, a fim de melhorar o desempenho deste último. Isto pode ser feito para maximizar a eficácia do primeiro. Isto torna possível operar e manter o sistema de forma mais eficiente, levando a um maior desempenho.

As origens dos gêmeos digitais

O conceito de gêmeos digitais foi introduzido pela primeira vez pelo Dr. Michael Grieves na Universidade de Michigan no início dos anos 2000. Uma representação virtual de um objeto ou sistema físico pode ser utilizada para monitorar e analisar seu desempenho em tempo real, de acordo com o conceito de gêmeos digitais. Muitas indústrias, incluindo aeroespacial, automotiva, saúde, manufatura e outras, adotaram essa tecnologia desde então.

A NASA começou a usar gêmeos digitais em seu programa de exploração espacial em 2003. Eles foram capazes de simular o desempenho de componentes de espaçonaves, como motores e tanques de combustível, em diferentes ambientes antes de lançá-los ao espaço, criando modelos virtuais desses componentes. Isto permitiu-lhes identificar potenciais problemas antes que ocorressem e fazer os ajustes necessários.

Outras organizações começaram a usar esta tecnologia desde então para uma variedade de aplicações que vão desde a otimização do design de produtos até estratégias de manutenção preditiva. A General Electric (GE) lançou a sua plataforma Predix em 2006, que emprega IoT e tecnologia digital twin para ajudar as empresas a gerir melhor os seus activos e operações através de análise de dados e algoritmos de aprendizagem automática.

Devido aos avanços nas tecnologias de inteligência artificial (IA), como aprendizagem profunda e processamento de linguagem natural (PNL), o uso de gêmeos digitais cresceu em popularidade nos últimos anos. Os usuários podem usar essas ferramentas de IA para criar simulações altamente detalhadas que podem prever com precisão como um ativo se comportará sob determinadas condições ou cenários. Os fabricantes, por exemplo, agora podem usar gêmeos digitais alimentados por IA para garantia de qualidade, simulando processos de produção antecipadamente para identificar possíveis problemas antes que eles ocorram no chão de fábrica.

A tecnologia de gêmeos digitais também está sendo usada em ambientes de saúde, onde pode ser usada para monitoramento de pacientes e pesquisa de desenvolvimento de medicamentos. Além disso, algumas cidades estão a começar a utilizar esta tecnologia para iniciativas de planeamento urbano, tais como sistemas de gestão de tráfego ou projetos de infraestruturas de cidades inteligentes, como redes de distribuição de água ou redes de energia.

No geral, é evidente que a tecnologia dos gémeos digitais percorreu um longo caminho desde a sua introdução, há mais de 15 anos. Ele continua a evoluir à medida que as tecnologias de IA avançam, tornando-o ainda mais poderoso do que nunca.

Que tipos de empresas se beneficiam mais com a utilização de gêmeos digitais?

Ao utilizar gêmeos digitais, as empresas têm o potencial de aumentar a produtividade, reduzir custos e aumentar a satisfação do cliente. Os fabricantes, por exemplo, podem utilizar gémeos digitais para monitorizar o desempenho das suas máquinas e melhorar a eficiência dos seus processos de fabrico. Usando gêmeos digitais, os profissionais de saúde podem monitorar a saúde de seus pacientes e fornecer cuidados mais personalizados. O monitoramento do consumo de energia e a maximização da produção podem ser realizados por empresas de energia que utilizam gêmeos digitais.

O atendimento ao cliente também pode se beneficiar dos gêmeos digitais. Os varejistas, por exemplo, podem usar gêmeos digitais para monitorar as preferências do cliente e faça recomendações personalizadas. Os gêmeos digitais também podem ajudar as empresas a compreender melhor as necessidades de seus clientes, como rastrear o feedback dos clientes e usá-lo para melhorar produtos ou serviços.

Além disso, os gêmeos digitais podem ser usados ​​para monitorar o desempenho das campanhas de marketing de uma empresa, permitindo ajustes em tempo real para máxima eficiência. Por último, os gémeos digitais podem ajudar as empresas a identificar potenciais problemas antes que se tornem grandes problemas, poupando tempo e dinheiro a longo prazo.

Os gémeos digitais, em geral, podem ser utilizados para melhorar a eficiência de cadeias de abastecimento inteiras. As empresas podem identificar áreas para melhoria e fazer mudanças que reduzirão custos e aumentarão a satisfação do cliente, rastrear e analisar dados de todos os pontos de uma cadeia de suprimentos. Ao fornecer informações sobre as suas operações, os gémeos digitais também podem ajudar as empresas a compreender melhor as estratégias dos seus concorrentes e a desenvolver novas formas de se manterem à frente da concorrência.

Quais são as vantagens dos gêmeos digitais?

Uma vantagem significativa da utilização de gémeos digitais é que permitem às organizações simular diferentes cenários antes de fazerem alterações no mundo real, o que ajuda a reduzir o risco associado a novas iniciativas ou lançamentos de produtos. É possível testar diversas configurações de um ativo ou processo criando um modelo virtual dele sem interromper as operações existentes ou incorrer em custos adicionais associados a abordagens de tentativa e erro. Isto também permite que as empresas identifiquem potenciais problemas antes que estes ocorram, permitindo-lhes tomar medidas corretivas o mais rapidamente possível, se necessário.

Outro benefício dos gêmeos digitais é que eles fornecem dados detalhados sobre métricas de desempenho como leituras de temperatura, níveis de pressão e assim por diante, o que pode ajudar a informar a tomada de decisões quando chegar a hora de manutenção ou atualizações. Esses dados também podem ser usados ​​para análises preditivas, permitindo que as empresas prevejam requisitos futuros com base nas tendências e padrões atuais nos dados de uso coletados dos sensores do gêmeo ao longo do tempo.

Por último, os gémeos digitais melhoram a colaboração entre departamentos de uma organização, bem como entre partes interessadas externas, como fornecedores ou clientes, que podem necessitar de acesso a partes específicas do sistema para realizar eficazmente as suas tarefas. Ao fornecer uma única fonte de verdade, todos os envolvidos têm visibilidade sobre o que está acontecendo em um determinado momento, o que ajuda a agilizar os canais de comunicação e, ao mesmo tempo, reduz erros causados ​​por falhas de comunicação ou pela falta total de comunicação.

Devido ao surgimento de soluções baseadas na nuvem que permitem aos utilizadores aceder e gerir os seus gémeos digitais a partir de qualquer lugar do mundo, a tecnologia também está a tornar-se mais acessível às pequenas empresas. Isto abriu um novo mundo de possibilidades para as empresas que procuram aproveitar esta ferramenta poderosa sem investir pesadamente em hardware ou software antecipadamente.

Além disso, os avanços na IA tornaram os gémeos digitais mais inteligentes, permitindo-lhes aprender com experiências passadas e tomar decisões com base nesses dados. Isso significa que eles podem ser usados ​​para análises preditivas, bem como insights em tempo real sobre o desempenho de um ativo ou processo em um determinado momento, ao mesmo tempo que reduz a necessidade de intervenção manual.

Como resultado, não é surpresa que a utilização de gémeos digitais tenha crescido em popularidade nos últimos anos, especialmente entre empresas de maior dimensão que procuram maximizar a eficiência e, ao mesmo tempo, minimizar os custos sempre que possível. É fácil perceber por que tantas empresas estão recorrendo a essa tecnologia para se manterem à frente da concorrência no atual cenário empresarial em constante mudança. Sua capacidade de fornecer dados detalhados sobre métricas de desempenho, reduzir riscos associados a novas iniciativas ou lançamentos de produtos, melhorar a colaboração entre departamentos de uma organização e permitir recursos de análise preditiva estão entre os benefícios.

As limitações dos gêmeos digitais

Embora os gêmeos digitais tenham ganhado popularidade nos últimos anos, existem algumas limitações e riscos associados a esta tecnologia que devem ser considerados antes de sua implementação.

Uma limitação dos gêmeos digitais é a precisão. Embora possam fornecer informações úteis sobre o desempenho de um sistema, nem sempre refletem com precisão a realidade devido a erros na coleta de dados ou nas técnicas de modelagem. Isto poderia resultar em conclusões incorretas da análise de dados do gêmeo, resultando em erros dispendiosos na tomada de decisões com base nesses resultados. Além disso, como os gémeos digitais dependem de modelos precisos de objetos ou sistemas físicos, quaisquer alterações a estes modelos devem ser refletidas no próprio gémeo para que este permaneça preciso ao longo do tempo.

Outra limitação é a escalabilidade. Embora os gêmeos digitais possam fornecer informações úteis sobre componentes individuais do sistema, dimensionar esses modelos em toda a organização pode se tornar cada vez mais difícil à medida que a complexidade aumenta. Isso significa que se as organizações quiserem usar gêmeos digitais em escala em vários departamentos ou locais, elas poderão precisar de recursos adicionais, como capacidade de computação e pessoal.

Finalmente, como os gémeos digitais contêm informações sensíveis sobre as operações e os ativos de uma organização, o acesso não autorizado pode resultar em consequências graves, como perdas financeiras ou danos à reputação, se informações confidenciais forem divulgadas ou roubadas por agentes mal-intencionados. Ao implementarem gémeos digitais, as organizações devem garantir que medidas adequadas, tais como protocolos de encriptação e métodos de autenticação, estão em vigor para proteger contra potenciais ameaças representadas por criminosos cibernéticos ou outros intervenientes maliciosos que possam procurar acesso sem autorização.

Em conclusão, embora os gémeos digitais proporcionem muitas vantagens às empresas que procuram obter informações sobre as suas operações e melhorar os processos de tomada de decisão, existem algumas limitações e riscos associados a esta tecnologia que devem ser considerados antes da implementação. Antes de decidir investir ou não numa solução de gémeo digital, com base nas suas necessidades e requisitos específicos, as organizações devem considerar cuidadosamente estes fatores.

Os gêmeos digitais são uma tecnologia disruptiva?

Por que deveríamos considerar os gêmeos digitais como disruptivos? A resposta está na sua capacidade de fornecer insights sobre sistemas complexos que, de outra forma, exigiriam tempo e esforço (e dinheiro) significativos para serem obtidos manualmente. Ao criar modelos virtuais desses sistemas, que podem ser manipulados à vontade, sem qualquer risco ou custo envolvido, as empresas que buscam maneiras de melhorar a eficiência e, ao mesmo tempo, reduzir custos, ganham ao mesmo tempo ferramentas incrivelmente poderosas.

Além disso, como esses modelos são constantemente atualizados com dados em tempo real de sensores incorporados no próprio sistema físico, eles podem fornecer informações atualizadas sobre seu estado atual – algo que antes era impossível sem intervenção manual ou instalação de equipamentos caros no local. primeiro.

Em resumo, sim, os gémeos digitais têm o potencial de perturbar os modelos de negócio existentes, fornecendo níveis de conhecimento sem precedentes sobre sistemas complexos a um custo mínimo em comparação com métodos tradicionais, como a inspeção manual ou instalações de hardware dispendiosas. Como tal, representam uma excelente oportunidade para aqueles que desejam investir tempo e dinheiro na exploração desta nova tecnologia.

Implementando Gêmeos Digitais

As empresas são capazes de monitorar o desempenho em tempo real e tomar decisões informadas sobre como otimizar seus sistemas quando criam uma representação virtual de seus ativos físicos e usam essas informações. A implementação de gémeos digitais exige um planeamento e execução meticulosos, mas os benefícios potenciais são substanciais. Esta lista fornece um resumo das etapas que devem ser seguidas para colocar os gêmeos digitais em ação dentro de uma organização.

1. Determine as metas de negócios que serão alcançadas como resultado da colocação em ação dos gêmeos digitais: Quais questões exigem que encontremos soluções? Quais dados precisarão ser coletados? Como esses dados contribuirão para a melhoria geral das operações?
2. Selecione a plataforma tecnológica apropriada para a implementação do seu gêmeo digital: Ao fazer sua escolha, você deve levar em consideração vários fatores diferentes, incluindo escalabilidade, custo, segurança e integração com quaisquer sistemas existentes.
3. Formule uma estratégia detalhada para a coleta de informações de todos os seus ativos físicos: Descubra quais sensores devem ser utilizados e onde devem ser colocados para obter as informações que seu modelo de gêmeo digital precisa para funcionar corretamente.
4. Projete a arquitetura do seu sistema que contém seu gêmeo digital: Determine o tipo de banco de dados que será usado para armazenar todos os pontos de dados coletados e como esse banco de dados irá interagir com outros componentes, como ferramentas de análise ou software para visualização.
5. Estabeleça um local seguro para o armazenamento de longo prazo de informações confidenciais: certifique-se de que todos os dados sejam criptografados antes de serem armazenados, a fim de protegê-los de serem acessados ​​ou manipulados sem autorização por agentes mal-intencionados localizados fora do perímetro da rede da sua organização.
6. Conecte sistemas legados com tecnologias mais recentes, como dispositivos de Internet das Coisas ou plataformas de computação em nuvem, para que eles possam se comunicar de forma eficaz entre si e fornecer insights precisos sobre as operações.
7. Use simulações para testar vários cenários relacionados ao desempenho dos ativos ou à eficiência operacional para identificar possíveis problemas antes que se tornem problemas caros. Use simulações para testar diversos cenários relacionados ao desempenho dos ativos ou à eficiência operacional.
8. Fique de olho nos resultados de longo prazo: monitore as mudanças nas métricas de desempenho ao longo do tempo para que você possa ajustar suas estratégias adequadamente, se necessário.

A forma como a tecnologia é usada em muitos setores diferentes está sendo revolucionada pelo uso de gêmeos digitais. Os gêmeos digitais tornam a coleta, análise e tomada de decisões de dados mais eficazes e precisas, oferecendo uma representação virtual de objetos do mundo real. As empresas agora podem tomar decisões com mais rapidez e precisão do que nunca, graças a isso.

Tornar-se-á ainda mais potente e prático numa variedade de aplicações à medida que a tecnologia se desenvolve. Os gémeos digitais já tiveram um impacto significativo no panorama tecnológico, e a sua influência só aumentará à medida que se tornarem mais difundidos, a sua influência só aumentará.