Como a tecnologia dupla digital está preenchendo a lacuna de talentos na fabricação

O conceito de gêmeo digital, no qual uma organização cria uma representação virtual de sua operação de negócios, existe em várias formas há décadas, mas passou por uma grande mudança nos últimos anos.

Anteriormente, gêmeos digitais eram criados usando planilhas para inserir dados e ver os resultados potenciais de vários cenários. Graças aos avanços da inteligência artificial e da realidade virtual, a tecnologia digital dupla avançou com projeções mais rápidas e precisas, baseadas em fluxos infinitos de dados que podem ser acessados ​​de qualquer lugar do mundo. É essencialmente a criação de um "metaverso" para empresas de manufatura.

Ao usar uma alimentação direta de dados e aplicar o aprendizado de máquina, a tecnologia digital twin permite que uma fábrica utilize os dados em tempo real para se tornar mais inteligente e eficiente. Ele faz isso identificando lacunas no processo de fabricação, prevendo o tempo de manutenção ou problemas de produção de falhas com precisão crescente à medida que coleta informações. Gerenciar esses problemas no início ou antes de eles acontecerem evita o tempo de inatividade e perdas de produtividade.

Enquanto o setor manufatureiro luta contra a escassez de mão de obra qualificada, a tecnologia digital twin está ajudando os líderes a manter um chão de fábrica seguro e produtivo, apesar das limitações de recursos.

Suporte a operações enxutas

Com a aposentadoria de trabalhadores de manufatura experientes e poucos trabalhadores qualificados disponíveis para substituí-los, o setor industrial dos EUA enfrenta uma escassez de habilidades há vários anos. A Grande Renúncia, alimentada pela pandemia de COVID-19, só aumentou o desafio.

Enquanto os fabricantes lutam para atrair, integrar e treinar novos talentos, a tecnologia digital twin está servindo como uma tábua de salvação para muitos fabricantes. As empresas estão usando-o para testar configurações de equipamentos diferentes para encontrar as opções mais produtivas e evitar o tempo de inatividade. Além disso, a automação permite que muitas fábricas continuem a produção, apesar das reduções na mão de obra disponível. Um único operador de máquina pode operar várias máquinas de forma autônoma, já que o gêmeo digital analisa os dados para ver como diferentes entradas e processos afetarão a produtividade.

A tecnologia digital dupla é especialmente útil no estágio de prototipagem da manufatura, onde as equipes estão desenvolvendo várias iterações de um produto para determinar qual design e materiais produzirão a melhor peça final. Os gêmeos digitais podem agilizar o processo de prototipagem para melhorar o tempo de lançamento no mercado e, ao mesmo tempo, reduzir custos. Protótipos gêmeos digitais são renderizações digitais que permitem que as equipes de design vejam como os diferentes modelos se comportarão no mundo real, sem dedicar materiais e tempo de produção a várias iterações possíveis. O protótipo pode conter informações relativas aos atributos físicos, propriedades, parâmetros operacionais, lista de materiais, números de peça e muito mais. Com um protótipo digital, os produtos podem ser construídos muito mais cedo no processo e as simulações podem ser executadas usando realidade virtual. As alterações podem ser feitas rapidamente para melhorar os projetos antes que as máquinas físicas sejam construídas.

Se o tempo de entrada no mercado tradicional requer dois a três ciclos de prototipagem, o uso de um gêmeo digital nos estágios iniciais a intermediários pode eliminar um ciclo completo de prototipagem, reduzindo tempo, recursos e custos.

Otimizando as Condições do Local de Trabalho

Ao levar em consideração quantos funcionários estarão trabalhando em um determinado horário, bem como seus níveis de habilidade e necessidades de equipamento, um gêmeo digital pode simular como a produtividade será afetada pela transferência de determinados funcionários para áreas diferentes. Ele pode equilibrar o fluxo de trabalho e prever quais combinações de trabalhadores e equipamentos serão mais produtivas.

Um gêmeo digital também pode prever falhas com base em fatores como idade do equipamento, materiais usados, registros de manutenção e outros pontos de dados, permitindo que os trabalhadores priorizem a manutenção preventiva para evitar paralisações desnecessárias.

No caso de uma avaria do equipamento, os gêmeos digitais permitem a solução de problemas virtual, permitindo que a equipe investigue as causas da falha e possíveis soluções. Isso reduz a quantidade de tempo e trabalho desnecessários necessários para diagnosticar o problema e encontrar uma solução manualmente. Os líderes podem então contar com a ajuda do especialista correto para resolver o problema, em vez de examinar cada possível problema com o equipamento. Como o gêmeo digital é executado em um computador de alta potência, análises e simulações podem ser feitas em minutos, em vez de horas ou mesmo dias.

Etapas para implementação

Uma vez que os líderes seniores estão a bordo com os ganhos potenciais da tecnologia dupla digital, os líderes de manufatura podem seguir em frente com o processo de implementação. Conforme a nova tecnologia é introduzida, é importante seguir estas etapas principais:

• Estabeleça seus objetivos. Antes de iniciar o processo técnico de criação de um gêmeo digital, estabeleça o que o gêmeo digital fará. Que problema relacionado aos negócios ele deve resolver? Estará monitorando o equipamento para relatar a falha? Prevendo falhas e recomendando manutenção preventiva? Ou executando simulações para ver como diferentes atividades afetarão a produtividade? Os dados do gêmeo digital podem ajudar a organização a resolver os problemas de que precisa, como prever a manutenção preventiva, mas também podem indicar outras áreas de melhoria conforme os dados do gêmeo digital continuam a ficar mais inteligentes e mais dados são coletados. Também há a questão do que precisa ser monitorado. Você precisa de um gêmeo digital para uma máquina ou linha de produção ou um maior para toda a fábrica? Embora possa ser tentador monitorar todos os aspectos da fábrica, concentre-se nas áreas que trarão o maior retorno sobre o investimento. Os gêmeos digitais sempre podem ser expandidos posteriormente.
• Encontre o software certo. Para os fabricantes, escolher um criador gêmeo digital será como selecionar qualquer outra ferramenta na loja - pense na aplicação, nos objetivos e no que você precisa para alcançá-los. Se você planeja monitorar equipamentos apenas para eficiência operacional, um gêmeo digital limitado deve ser suficiente, enquanto uma tecnologia mais avançada será necessária para executar as simulações.
• Importar modelos CAD e dados. É aqui que as coisas realmente começam a se encaixar. Importar modelos de projeto auxiliado por computador (CAD) e outros fluxos de dados para o software permitirá que você crie o gêmeo digital. Dependendo de quão complexo o gêmeo digital será (monitoramento versus simulações, máquina única versus planta em operação completa), os dados necessários para criar uma representação virtual precisa irão variar amplamente. Em geral, espere exportar tantos fluxos de dados quanto possível para ver os melhores resultados.
• Crie uma conexão segura. Como os gêmeos digitais exigem a transferência constante de dados entre os sistemas, as redes seguras são vitais para proteger a fábrica principal de hackers ou outras interferências. Ao escolher uma plataforma dupla digital, pergunte sobre as medidas de segurança em vigor para minimizar o risco.
• Planeje a escala. Mesmo se você estiver começando com um gêmeo digital para apenas uma máquina ou linha, a capacidade de computação necessária provavelmente está além de qualquer sistema padrão na loja. Ao considerar as ferramentas e plataformas, planeje a escala e use a tecnologia de nuvem para garantir que haja espaço para crescimento se você decidir adicionar outras linhas de máquinas posteriormente.

Configurar um gêmeo digital pode ajudar os fabricantes a melhorar a produtividade e a segurança no chão de fábrica, mas algumas condições devem ser atendidas para garantir o sucesso. Fornecer acesso a dados precisos é crucial, assim como garantir uma rede segura. Além das especificações técnicas, os líderes precisam fornecer treinamento, comunicação e incentivos suficientes para garantir que todos os funcionários participem do processo. O gerenciamento de mudanças eficaz é a chave para uma implementação bem-sucedida. Os provedores precisam mostrar os benefícios dos gêmeos digitais enquanto treinam a equipe sobre como usar a plataforma. É importante entender que, embora a precisão nem sempre seja 100%, especialmente no início, mesmo em 80% a 90%, o gêmeo digital pode melhorar facilmente os resultados e continuará a melhorar à medida que recebe e analisa mais dados.

Trabalhar com um parceiro experiente neste campo também ajuda os fabricantes a obterem valor. Um provedor de gêmeos digitais que entende os meandros de como uma planta específica é configurada, quais tipos de equipamentos são usados ​​e os desafios específicos do setor será mais capaz de criar um gêmeo digital que atenda às necessidades e objetivos da empresa.

CV Ramachandran é especialista em transformação digital e melhoria de operações, e Vignesh Ramesh é especialista em saúde digital na PA Consulting.