Manufatura

Home > application > Manufatura

Digital Twin na Manufatura Industrial

Embora o conceito de digital twin tenha surgido no começo do séculoXXI , há uma expectativa de que a tecnologia atinja seu ponto de virada nos próximos 3 a 5 anos, considerando sua vasta adoção por todo o ramo da indústria de manufatura.

Um digital twin é um modelo virtual executável do equipamento físico, que pode ser continuamente atualizado em todo o ciclo de vida do equipamento. Quando o termo foi introduzido pela primeira vez em 2002, a tecnologia não foi aceita instantaneamente em todo o ramo da indústria de manufatura, devido à incapacidade do setor de capturar, manusear e utilizar grandes conjuntos de dados.

A adoção bem-sucedida do digital twin requer o suporte de tecnologias chave de IoT e IIoT que tornam, por exemplo, sensores confiáveis, redes de alta velocidade, armazenamento de dados de baixo custo e análises de Big Data. Além disso, são necessárias tecnologias chave relacionadas à Indústria 4.0 que incluam PLM, CAD e VR/AR para a integração bem-sucedida do digital twin. O DHB4.0 é muito mais do que isso, não é apenas uma solução de simulação, otimização, PLM, MES, ERP, CRM, PCP, análise RAMS e outros. A Solução vai muito além desses horizontes. 

Como a maioria das tecnologias acima mencionadas atingiram o nível ideal de maturidade, espera-se que a adoção de um digital twin em todo o segmento industrial de manufatura aumente significativamente nos próximos 3 a 5 anos. Essas tecnologias se combinam de várias maneiras diferentes para apoiar digital twins em todo o ecossistema industrial de fabricação. Além disso, os seguintes avanços nas tecnologias estão resultando em um aumento da adoção do digital twin:

  • A coleta de dados está ficando mais barata: Os sensores IoT estão ficando mais baratos, reduzindo significativamente o custo de coleta de dados.
  • Avanços na análise de dados: O progresso em Big Data e aprendizado de máquina está tornando a análise e a previsão de dados mais fáceis e confiáveis.
  • O HMI está se tornando mais amigável: A evolução dos chatbots, assistentes virtuais, reconhecimento de fala e realidade virtual e aumentada está tornando mais fácil para os funcionários da fábrica trabalhar com os digital twins.

De acordo com uma pesquisa realizada com 80 entrevistados de várias empresas de fabricação de equipamentos industriais em todo o mundo, 45% dos entrevistados disseram que já possuem uma iniciativa de digital twim (em estágio totalmente funcional ou piloto) em suas instalações fabris. 35% dos entrevistados disseram que planejam introduzir a iniciativa de digital twin nos próximos 3 a 5 anos, sendo o principal driver, o advento das tecnologias de IoT e da Indústria 4.0 nos últimos anos.

De acordo com a pesquisa, a maioria das empresas que implantaram o gêmeo digital implantou a tecnologia em apenas um ou dois locais de fabricação. Nesses sites, uma média de 5-6 pessoas utilizaram o software digital twin. A atribuição de um orçamento adequado continua a ser um desafio chave, restringindo as empresas a implantar o gêmeo digital em todas as suas instalações de manufatura. Apenas 20% das empresas pesquisadas concordaram em ter um orçamento superior a US $ 1 milhão. No entanto, espera-se que isso mude nos próximos 3-5 anos.

De acordo com pesquisas recentes, o investimento global de empresas de manufatura industrial em gêmeos digitais deve chegar a US $ 6,7 bilhões até 2024, registrando um CAGR de 35% de 2020 a 2025. Nos últimos três anos, vários fornecedores de tecnologia empresarial, incluindo IBM , Oracle e SAP, introduziram gêmeos digitais em suas ofertas de produtos, mas todos oferecendo soluções isoladas apenas para o setor de manufatura. DHB4.0 é um hub digital para a digitalização de toda a empresa, incluindo setores como Logístico, Farmacêutico, Saúde, Aeroportos, Serviços e outros. 

Aplicações da gêmea digital na manufatura industrial

O digital twin pode ajudar os fabricantes industriais a reduzir custos, melhorar o atendimento ao cliente e identificar novas oportunidades de geração de receita. Ele é usado pelos fabricantes para agregar valor em todos os processos do ciclo de vida do equipamento como por exemplo:

  • Criar um protótipo de novas ideias e estimular uma variedade de cenários do tipo “E se” usando testes virtuais que podem incluir interações de sistema, testes de produtos e experiência do cliente
  • Usar testes virtuais para detectar interferência entre vários componentes do equipamento, avaliar a ergonomia e prever o comportamento do equipamento em uma variedade de ambientes e situações
  • Reduzir custos de desenvolvimento e melhorar a confiabilidade do produto final; dados de gêmeos digitais de equipamentos anteriores também podem ser utilizados para melhorar os requisitos e as especificações de versões futuras.
  • Para facilitar a colaboração entre diferentes equipes no chão de fábrica
  • Utilizar soluções duplas digitais para esclarecer as especificações do equipamento com vários fornecedores de componentes, de modo que o projeto final possa ser otimizado para fabricação Mais sobre o texto originalÉ necessário fornecer o texto original para ver mais informações sobre a tradução
  • Para testar e otimizar a linha de produção com relação ao seu layout, fluxos de materiais e processos, antes que possa finalmente ser instalada na unidade de manufatura
  • Para utilizar a tecnologia para garantia de qualidade, validando se a iteração de design correta é usada em toda a linha de produção, comparando o equipamento acabado com seu modelo digital gêmeo
  • Depois que o equipamento é entregue no local do cliente, a tecnologia pode ser usada para configurar o equipamento remotamente, reduzindo custos de serviço para os clientes
  • Após a configuração do equipamento, a tecnologia pode ser utilizada pelo fabricante para acumular dados relativos ao seu desempenho e condições de operação. Os dados adquiridos podem ser usados para gerar insights relacionados às tendências de uso do equipamento
  • A tecnologia também pode ser usada para transferir várias atualizações pelo ar para o equipamento para otimizar o desempenho com base nas tendências de uso. Os fabricantes também podem introduzir novos modelos de negócios, nos quais os dados obtidos por meio do gêmeo digital podem ser fornecidos aos usuários finais do equipamento para uma utilização eficaz
  • Ao rastrear as informações relacionadas à operação do equipamento, permitindo ao fabricante prever a próxima falha nos componentes, bem como agendar uma verificação de manutenção antes da avaria
  • Fazendo ajustes preventivos remotos no equipamento, sem ir a campo para consertar fisicamente o equipamento; isso pode ajudar os técnicos a diagnosticar a condição do equipamento e encontrar a causa raiz da falha por meio do gêmeo digital
  • Pré-diagnosticando a condição do equipamento por meio do gêmeo digital, que permite aos técnicos solicitar peças de reposição, antes de visitar o local para realizar reparos

No futuro, espera-se que o gêmeo digital forneça aos fabricantes dados em tempo real sobre as condições de operação de vários componentes do equipamento. Quando o equipamento está chegando ao fim de seu ciclo de vida, ou seja, não é mais exigido pelo cliente, os fabricantes podem usar o gêmeo digital para decidir qual componente pode ser reutilizado, recondicionado, reciclado ou descartado.

Em um futuro próximo, nenhum gêmeo digital seria uma representação perfeita de sua contraparte física. Combinar todos os recursos do equipamento físico (em termos de físico, térmico, elétrico e químico) é uma tarefa cara e uma tarefa desafiadora para replicar. Assim, os principais indicadores para os fabricantes são:

Concentre-se em temas em vários departamentos (design, produção e pós-venda) para ponderar quais atributos devem ser geminados, para que possam ser utilizados em todos os processos, resultando em maior ROI, após uma implementação completa e compreensão do DMI (Maturidade Digital Nível) da sua empresa.