Tecnologia Digital Twin:Além da Rocket Science

Na verdade, gêmeos digitais são Ciência de foguetes. Afinal, décadas atrás, a NASA usou o que então chamou de tecnologia de emparelhamento para simular um ambiente fora de alcance. Hoje usamos o termo gêmeo digital, que eu definiria como um modelo virtual de um processo, produto ou serviço. Esta representação digital completa de 360 ​​° de um ativo físico é usada principalmente no espaço industrial. Em breve, eles serão mais difundidos em verticais de alimentos e bebidas a varejo e saúde.

Os gêmeos digitais, e seu parente próximo, o segmento digital, que adiciona uma dimensão de ciclo de vida de ponta a ponta, serão a chave para obter vantagem competitiva e gerar melhores resultados de negócios. Por um lado, eles ajudarão a otimizar o estágio de design e resultarão em processos, equipamentos e operações mais confiáveis. Com o tempo, compreender o desempenho dos ativos fornece insights para melhorias e, em última análise, leva a uma maior lucratividade.

Digital Twin 101

A convergência de uma série de tendências tecnológicas impulsionará o aumento iminente de gêmeos. Primeiro, o crescimento contínuo da IoT. Instrumentar o mundo real com a explosão de sensores e conectividade quase universal transforma nossa capacidade de acessar dados do mundo real.

Além disso, nossa capacidade de ingerir e analisar grandes quantidades de dados disponíveis com a tecnologia da nuvem, IA e aprendizado de máquina transforma nossa capacidade de produzir insights. Além disso, avanços em 3D, realidade aumentada (AR), realidade virtual (VR) e realidade estendida (XR) nos permite aplicar esses insights em um contexto do mundo real, com sobreposições de dados e eventos que aumentam a capacidade dos operadores de fechar o loop e transformar esses insights em ações.

Na verdade, a convergência de várias tecnologias torna o gêmeo digital uma forma viável de obter valor, dando significado atual e futuro a todos esses dados. Na verdade, dados confiáveis ​​e precisos estão no cerne de qualquer estrutura digital dupla ou thread digital. Ele une aqueles que colaboram no ativo digital ou no ciclo de vida do processo, desde designers, engenheiros, gerentes de fábrica e da cadeia de suprimentos até o cliente ou usuário final.

Isso não quer dizer que um gêmeo digital seja um resultado final, produto, resultado ou tecnologia em si . É uma estrutura dinâmica com suporte de dados que funciona como um facilitador de negócios levando a resultados, produtos, resultados ou novas tecnologias. É um meio para um fim, e o fim é resolver um problema do mundo real com dados do mundo real.

Gêmeos digitais e o ciclo de vida

Ao criar um gêmeo digital, o ativo físico gera dados durante seu projeto e vida operacional que permite uma simulação de ciclo de vida unificada.

A simulação digital aprende com as operações passadas e presentes e faz previsões sobre as operações futuras, que podem então ser traduzidas em ações do mundo real.

Os gêmeos digitais podem começar a criar valor durante a fase de conceito, por exemplo, quando alternativas de design são analisadas e iteradas.

Além disso, durante a fase operacional, permitem às empresas antecipar e mitigar problemas antes que eles aconteçam, resultando em operações seguras, mais eficientes e econômicas. O Gartner coloca assim:“Ao combinar os dados gêmeos com regras de negócios, algoritmos de otimização ou outras tecnologias analíticas prescritivas, os gêmeos digitais podem apoiar decisões humanas ou até mesmo automatizar a tomada de decisões.” Para isso, no entanto, o gêmeo deve representar os aspectos físicos, de comunicação e operacionais do equipamento ou dispositivo com precisão.

Portanto, em qualquer fase do ciclo de vida, a arquitetura da informação e o gerenciamento de dados são um pré-requisito claro para criar valor significativo (o fim) por meio da representação digital dupla (os meios).

Como os gêmeos digitais são usados ​​hoje

Os gêmeos digitais são predominantes na indústria, especialmente quando se trata de otimização de plantas em todo o ciclo de vida das instalações. Um gêmeo digital em toda a fábrica fornece um modelo de toda a operação, desde as fases CapEx até o OpEx. Isso começa com o projeto preliminar e passa pela fase de construção, em seguida, para a otimização operacional e, finalmente, o descomissionamento eficiente no final do ciclo de vida.

O gêmeo digital pode ser atualizado em tempo real para que, quando a instalação física for ao ar, seja totalmente refletido - incluindo manutenção, conectividade, segurança e variáveis ​​de desempenho / produção. Qualquer alteração nas instalações físicas é atualizada automaticamente no modelo virtual.

Idéias para otimização podem ser pré-testadas dessa forma para avaliar o impacto da mudança proposta na lucratividade. Isso elimina a necessidade (e despesas) de construção de protótipos. Ele também reduz os tempos de ciclo de ROI.

Da mesma forma, em produtos embalados, os gêmeos digitais podem ajudar a gerenciar o ciclo de vida do produto. Por meio de simulações digitais com base nas preferências do consumidor, novos produtos podem ser trazidos à vida e iterados mais rapidamente, sem recriar o produto físico em cada estágio. Uma vez no varejo, os gêmeos digitais podem ser usados ​​para modelar os interesses e o comportamento do comprador para gerar uma melhor experiência do cliente e impulsionar as vendas.

As instituições de saúde estão começando a usar gêmeos digitais para entender melhor nossos corpos e os efeitos das doenças e do tratamento. Em breve, os médicos poderão praticar e aperfeiçoar procedimentos virtualmente. Os pesquisadores já estão construindo cérebros e corações virtuais 3D para ajudar a superar as limitações criadas pelas imagens 2D.

Terei um gêmeo digital?

Os gêmeos digitais não são apenas para negócios. Desde smartphones, rastreadores de condicionamento físico, apps de saúde e mídias sociais, sem falar em nossos dispositivos domésticos inteligentes - as pessoas geram uma grande quantidade de dados (o famoso “eu quantificado” é um exemplo disso).

Em breve, poderemos ter uma cópia de nós mesmos para autocuidado e para uma vida mais produtiva, tornando-nos tanto um paciente digital quanto físico. Por exemplo, poderíamos eventualmente ver o efeito de comer batatas fritas versus quinua em nossos corpos digitais? Não está fora de questão que nossos gêmeos digitais serão capazes de aprender como as máquinas e nos ensinar a "otimizar" nossas operações.

Claro, esses gêmeos individuais criarão um foco renovado na privacidade. Para que esses gêmeos digitais ganhem força no espaço do consumidor, o proprietário dos dados - a pessoa - precisa estar no controle. A implantação de um novo conjunto de tecnologias centradas na privacidade (como privacidade diferencial, aprendizado federado, criptografia homomórfica e prova de conhecimento zero) pode, com o tempo, ajudar a proteger a propriedade desses dados por design.

O futuro é agora:ampliando nossa realidade com gêmeos digitais

As empresas podem aproveitar os gêmeos digitais para ajudar a identificar e corrigir problemas anteriormente desconhecidos ou insolúveis e inovar com mais eficácia. A complexidade de ativos e processos continua a aumentar, portanto, a necessidade de velocidade e agilidade também aumentará. Conseqüentemente, os gêmeos digitais - quando usados ​​para resolver problemas do mundo real - podem ser uma ótima maneira de abordar e resolver esse paradoxo aparentemente intratável e se tornarem blocos de construção para o sucesso dos negócios.

Os gêmeos digitais podem ser pensados ​​como um novo tipo de solução colaborativa que unifica TI, operações, P&D, marketing e negócios, bem como uma forma de convergir com eficiência uma série de novas plataformas de tecnologia de IoT para nuvem, IA para realidade estendida em direção à resolução de problemas complexos do mundo real. E resolver esses problemas de palavras reais nos levará a fazer novas perguntas, como:Como o digital definirá a realidade daqui a cinco anos?

Hervé Coureil é o diretor digital da Schneider Electric, onde trabalhou por mais de 20 anos. Herve gerencia uma equipe global que impulsiona a transformação digital dentro da Schneider Electric e apóia a transformação digital de clientes por meio de tecnologias e serviços, bem como de parceiros do ecossistema. Antes dessa função, ele atuou como diretor de informações após cerca de 15 anos em finanças e desenvolvimento de negócios, como diretor financeiro (CFO) para a unidade de negócios de TI da Schneider Electric, bem como CFO para a região do Pacífico Asiático e como um corporativo Oficial de fusões e aquisições.