Que valor um gêmeo digital traz para as fábricas?

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O setor manufatureiro enfrenta imensos desafios. A escassez de oferta, a demanda elevada e um mercado volátil forçam as empresas a adotar novas estratégias para se manterem competitivas.

Muitos fabricantes estão recorrendo às inovações da Indústria 4.0, como IoT industrial, inteligência artificial e computação em nuvem, para aumentar a produtividade, reduzir os custos operacionais e responder às mudanças nas condições do mercado.

Gêmeos digitais, uma nova tecnologia que pode alavancar IoT, IA e outras tecnologias para simular uma cópia de alta fidelidade de uma instalação do mundo real, pode ajudar a oferecer aos proprietários uma melhor compreensão das operações da planta e possíveis barreiras à produtividade.

O que são gêmeos digitais?

Gêmeos digitais são representações virtuais de um objeto, produto, fluxo de trabalho ou instalação existente. Normalmente, ele é projetado para corresponder à sua fonte com a maior precisão possível - idealmente, a ponto de o gêmeo poder atuar como uma réplica.

Por exemplo, o gêmeo digital de um edifício pode ser um modelo em escala de um para um. Pode ter os mesmos sistemas de climatização, encanamento, iluminação e até materiais. Informações de sensores em rede, como fluxo de ar de IoT, tráfego de pedestres e monitores de iluminação, podem fornecer dados adicionais.

A alta fidelidade da réplica permite que os usuários finais a aproveitem para vários propósitos, incluindo simulação, previsão e visualização de processos de construção.

Um usuário final pode aproveitar a modelagem HVAC e um algoritmo de fluxo de ar para identificar pontos fracos no sistema de ar condicionado de um edifício. Outro pode usar dados de dispositivos IoT para transformar o gêmeo digital em um sistema de monitoramento em tempo real que oferece visualizações poderosas na construção de redes e desempenho.

Além de modelar um edifício, uma empresa também pode usar gêmeos digitais para apresentar objetos e processos em escalas variadas – desde toda a cadeia de suprimentos da empresa até uma máquina ou componente individual da planta.

O Gêmeo Digital na Manufatura

Os gêmeos digitais oferecem uma variedade de benefícios potenciais para os proprietários de fábricas, incluindo monitoramento aprimorado, controle de qualidade simplificado e visualização de dados.

Visualizando dados de IIoT

Os gêmeos digitais têm uma boa sinergia com as frotas de monitoramento de IIoT, que estão se tornando cada vez mais comuns no setor de manufatura. Os dados dos monitores IIoT podem ser usados ​​para criar gêmeos mais precisos, melhorando o poder de previsão do modelo.

Os usuários finais também podem visualizar dados de IIoT usando o gêmeo digital, ajudando a reduzir parte da confusão que pode surgir ao analisar as grandes quantidades de informações que os sistemas de IIoT podem capturar.

Por exemplo, uma empresa pode usar a IIoT e um gêmeo digital de planta existente para representar o fluxo de ar da planta, o tráfego de pedestres ou o movimento de mercadorias. Se houver gargalos de produção significativos na instalação – como uma esteira transportadora limitando o rendimento da planta – essa visualização pode ajudar os gerentes a identificá-los.

A mesma abordagem também pode ser usada para identificar ineficiências de layout, gargalos de tráfego, alertas de manutenção ou até mesmo possíveis violações de segurança.

Não importa quais dados um sensor IIoT rastreie, ele pode ser vinculado a um local representado em algum lugar no gêmeo digital, permitindo que os gerentes entendam melhor as informações valiosas capturadas pela IIoT sobre o desempenho real da planta.

Manutenção preditiva e monitoramento de equipamentos em tempo real

Sensores e máquinas em rede podem relatar continuamente informações sobre o desempenho dos equipamentos da planta. Esses dados podem ser fornecidos a um gêmeo digital, fornecendo aos gerentes uma visão panorâmica da saúde das máquinas.

Se uma máquina na planta começar a se comportar de forma incomum em comparação com uma linha de base, o sistema pode alertar os gerentes, fornecendo a eles a localização exata do problema. Um gêmeo digital poderia tornar possível identificar o componente preciso que falhou.

Uma estratégia de manutenção preventiva combinada com monitoramento em tempo real pode ajudar os proprietários a reduzir os custos de manutenção e reduzir o risco de tempo de inatividade.

A IA torna possível ir ainda mais longe. Dados históricos de sensores de máquinas IIoT, combinados com dados de fabricantes, podem ser usados ​​para treinar um algoritmo que pode prever quando as máquinas irão falhar. Usar os dados que uma empresa já corrige significa que o algoritmo pode permitir uma estratégia de manutenção preditiva para reduzir ainda mais os custos operacionais e o tempo de inatividade.

Planejamento de atualizações e alterações de layout

O gêmeo digital pode ser particularmente útil na auditoria e planejamento de atualizações ou reorganização da planta. Por exemplo, erros comuns de layout de linha podem se tornar mais óbvios quando você combina um gêmeo digital com dados de tráfego ou fluxo de recursos que mostram onde os trabalhadores e as mercadorias estão ficando presos.

Um gêmeo digital e a modelagem do sistema HVAC permitem revisar a eficácia do sistema atual e simular como uma nova operação HVAC ajudaria a melhorar o fluxo de ar, aumentar o conforto da planta e manter a qualidade do ar do local.

Algumas empresas podem precisar atender aos padrões da indústria sobre a exposição dos trabalhadores a partículas no ar. Os gerentes podem usar modelos de qualidade do ar para simular essa exposição, ajudando-os a determinar se uma atualização será eficiente o suficiente para manter os trabalhadores do local seguros.

Analisando os processos da planta

Os gêmeos digitais podem ajudar os gerentes a entender melhor como sua fábrica opera e se encaixa na estrutura geral do negócio. Os gêmeos digitais podem modelar fluxos de trabalho, processos e cadeias de suprimentos, e uma combinação pode permitir que os gerentes diminuam o zoom de sua fábrica e observem o fluxo de mercadorias de armazéns e fornecedores.

A mesma tecnologia também pode permitir que os gerentes “ampliem” e visualizem o movimento de componentes e itens individuais em toda a planta. Rastreadores RFID e dispositivos semelhantes conectados a um palete ou peça podem fornecer aos gerentes uma imagem de como as mercadorias passam pela fábrica e pelo processo de fabricação.

Os dados desses sistemas também podem ajudar a melhorar as iniciativas de rastreabilidade de um site. As informações corretas podem determinar os materiais de origem e as condições de fabricação de cada item que sai da linha de produção.

Os fabricantes que suspeitam de problemas com um determinado lote ou conjunto de itens podem fazer com que os gerentes revisem os dados de produção para identificar as coisas com maior probabilidade de serem afetadas, ajudando a reduzir o escopo de um recall.

Uso de gêmeos digitais para agilizar os processos da fábrica

Os gêmeos digitais podem ser uma das melhores ferramentas que os fabricantes têm para se adaptar às novas condições do mercado.

Os gerentes podem usar a tecnologia para visualizar com mais eficiência os dados capturados por uma frota de IIoT ou analisados ​​por algoritmos de IA. Um gêmeo digital também pode ajudar as empresas a simular as operações da planta, identificando possíveis vulnerabilidades ou gargalos nos fluxos de trabalho.

Os gêmeos digitais podem se tornar um investimento essencial para os fabricantes, pois a volatilidade do mercado e a crescente demanda tornam a eficiência da fabricação mais importante.