Otimizar operações industriais com Digital Twin


A primeira edição da revista ANSYS Advantage de 2017 é focada em uma revolucionária tecnologia: digital twin. No nível mais básico, este conceito é um modelo digital 3D de um sistema físico operacional. O sistema físico pode ser um motor a jato, um gerador de energia, um gasoduto, uma locomotiva ou uma planta industrial inteira, por exemplo.

Hoje, a maioria das equipes de desenvolvimento de produto confiam na simulação de engenharia para inovar e trazer soluções ao mercado de forma mais rápida e econômica, otimizando o desempenho para lançar produtos mais rapidamente e minimizar os investimentos financeiros em projetos. Historicamente, o papel da simulação tem sido principalmente nesta função de desenvolvimento de produto. No entanto, o digital twin promete estender o valor fornecido pela simulação para, além do desenvolvimento, a todo o ciclo de vida de um produto – permitindo que este seja estudado sob suas condições operacionais reais em seu ambiente de trabalho único. Ao criar uma réplica do sistema do produto real em um ambiente digital, os engenheiros podem antecipar e resolver possíveis problemas de desempenho e manutenção antes que eles ocorram. As percepções do mundo real, coletadas através destes digital twins também podem acelerar futuras iterações de projeto, levando a melhorias contínuas do produto.

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Este conceito engloba a combinação de informações digitais da organização de um produto com dados streaming ao vivo de como ele está sendo usado na operação de funcionamento, sendo possível que a equipe de desenvolvimento entenda modos de falha operacional e consiga evitar o tempo de inatividade não planejado, melhorar o desempenho e reproduzir a próxima geração do produto. Por exemplo, um digital twin de uma turbina a gás instalada em uma usina pode ser projetada para destacar eficiência energética, emissões, desgaste de lâminas de turbina ou outros fatores importantes para o cliente e, portanto, também importante para a equipe de desenvolvimento do produto. Ao estudar o digital twin, os engenheiros podem determinar a causa raiz de quaisquer problemas de desempenho, melhorar a produção, programar a manutenção preditiva, avaliar diferentes estratégias de controle e trabalhar para otimizar o desempenho do produto – e minimizar despesas operacionais – em tempo real.

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Investindo em IOT

Os digital twins se tornaram possíveis por uma série de desenvolvimento tecnológico que incluiu melhorias de software de simulação, hardware e velocidades de processamento, sendo o elemento mais importante o surgimento da Internet das Coisas (IoT). O envolvimento da IoT na nossa vida cotidiana já se faz presente há muitos anos, e o crescimento de dispositivos de consumo ligados à IoT está aumentando cada vez mais. De fato, em 2025 as vendas de dispositivos conectados devem chegar a US$ 11 trilhões por ano. Contudo, o setor industrial tem sido mais lento para investir nesta inovação. Embora as primeiras aplicações tenham sido bastante simples – como ligar e desligar um equipamento, por exemplo – hoje o mundo dos negócios está começando reconhecer o enorme potencial dos dispositivos conectados para capturar dados em tempo real com grande potencial estratégico. Colocando sensores pequenos, de custo relativamente baixo em produtos enquanto estão operando no campo, engenheiros podem reunir diversos dados de desempenho diário. Ao combinar essas novas informações com o poder da simulação, a equipe de engenharia pode examinar e abordar quaisquer problemas de desempenho manutenção ou reparo do produto e garantir que as versões futuras sejam otimizadas para condições operacionais do dia a dia.

Enquanto digital twins têm sido usados principalmente por grandes companhias industriais com sistemas de produtos complexos, avanços tecnológicos contínuos estão tornando esta prática acessível a mais empresas, com uma gama mais ampla de aplicações de produtos. Aprimoramentos constantes nesta área permitem uma integração perfeita com outras tecnologias essenciais, tornando os digital twins mais acessíveis e mais fáceis de dominar para as equipes de desenvolvimento de produtos. Não há dúvida de que digital twins têm um enorme potencial, e a simulação é a oportunidade de capitalizar toda esta tecnologia.

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