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Na engenharia, existe um
conceito conhecido como modelagem de sistemas que, na prática, consiste em
representar matematicamente o comportamento das coisas. Esse processo permite,
por exemplo, prever como vai funcionar uma suspensão de automóvel quando
for aplicada determinada força sobre ela no ambiente físico. Por meio
dos dados, é possível antecipar se a suspensão vai quebrar com determinada
carga, quanto tempo vai durar se submetida ao esforço prolongado, quando
precisará passar por revisão ou ser substituída.
Esse espelhamento das coisas do
mundo físico no mundo virtual também é conhecido como digital
twins, ou gêmeos digitais. Segundo Arthur Igreja, especialista em
Tecnologia e Inovação, não é só o comportamento de objetos inanimados, como uma
suspensão automotiva, que pode ter um gêmeo digital. O comportamento das
pessoas também pode ser espelhado, algo que pode ser de muita utilidade para
as empresas.
Um exemplo prático de
utilização de gêmeos digitais por empresas, citado por Tom Moreira Leite,
presidente da Associação Brasileira de Franchising (ABF), envolveu um
supermercado que espelhou no ambiente virtual o desempenho na frente de caixa
ao substituir um dos checkouts tradicionais, operado por funcionário, por dois
de autoatendimento. Os dados mostraram que essa troca reduziria o tempo médio de
finalização das compras de 80 segundos para 57 segundos.
“No meu caso, como franqueador,
quando falo que vou pilotar uma loja, na realidade vou construir ou reformar
uma loja para identificar os gargalos e aplicar as correções na segunda e
terceira lojas. Mas isso fica bem mais simples agora que temos essa ferramenta
que permite prever com muita precisão como esse ambiente vai se comportar”, diz
Moreira.
Segundo um relatório divulgado
pelo Fortune Business Insights, o mercado de gêmeos digitais dos Estados Unidos
foi avaliado em US$ 1,64 bilhão em 2022 e deverá chegar a US$ 21,40 bilhões em
2030, tendo uma taxa de crescimento anual de 38,8% durante este período.
Como
funciona
Para simular situações do mundo
empresarial usando ferramentas de gêmeos digitais é preciso, primeiro,
desenvolver em software o processo que será estudado. No caso de uma
loja que quer otimizar o fluxo de clientes, por exemplo, a planta do
estabelecimento pode ser inserida no programa.
A próxima etapa, neste exemplo,
seria implantar fisicamente na loja sensores de presença, de movimentação e
sinalizadores de informações de processo - como localização, peso, função, tempo
-, que fornecerão os dados que serão trabalhados no ambiente
virtual. Esse modelo computacional pode ser dotado de uma inteligência artificial.
Com os dados do ambiente físico
transmitidos em tempo real para o ambiente virtual é possível traçar cenários
para tomadas de decisões. “Tudo o que ocorre no ambiente físico passa
automaticamente para o ambiente digital, com interpretações por meio da IA, que
fornecem cenários para o meu processo, como, por exemplo, a melhor posição de
um operador na loja, o melhor parâmetro de processo para reduzir determinado
problema”, diz Cristiane Pimentel, do Instituto de Engenheiros, Eletricistas e
Eletrônicos (IEEE) e professora no curso de Engenharia de Produção na
Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB).
Cristiane também explica que,
para utilizar ferramentas de gêmeos digitais, não é preciso ter uma unidade
física para gerar espelhamento. “Atuei com gêmeos digitais para um hospital
obstétrico que desejava saber a melhor localização para construir uma nova
farmácia-satélite. Obtive três cenários fornecidos pela tecnologia considerando
redução de custo, abastecimento de medicamento e menor deslocamento dos
funcionários. Isso, sem espelhamento com o ambiente físico, pois a obra seria
resultado desse estudo", diz a especialista.
Ainda no exemplo
do hospital obstétrico, Cristiane utilizou a tecnologia de gêmeos
digitais, mas agora com espelhamento, para reduzir o tempo de permanência
dos pacientes nos leitos. Para resolver essa situação, foi analisada a
versão virtual do hospital, que mostrou a necessidade de contratação de mais
dois maqueiros. Além disso, foi identificada uma concentração acima da
necessária de macas na área de parto cesárea. Segundo a especialista, ao
contratar mais dois profissionais e distribuir melhor as macas pelos setores, o
hospital aumentou em 10% o número de leitos disponíveis.
Vantagens
e desafios
As principais vantagens dessa
tecnologia de espelhamento, segundo Cristiane, são a possibilidade de realizar
testes sem estar fisicamente no local, reduzindo tempo, além de não precisar
expor clientes e funcionários a estas pesquisas. Há também a redução de
custo, pois possíveis erros na implantação de processos ou construção de
equipamentos ou estruturas já foram antecipados durante a modelagem de sistema.
Ela cita ainda a economia de energia, uma vez que não será preciso
deslocar produtos ou equipamentos fisicamente durante os testes.
Entre os desafios, Cristiane
menciona a obtenção de dados, garantindo a confiabilidade, pois muitas empresas
ainda têm dados analógicos, sem estarem digitalizados. Além disso, a
especialista cita o investimento na tecnologia, que ultrapassa R$ 1 milhão,
além da dificuldade de encontrar profissionais capacitados para implementá-la,
pois é necessária uma equipe multidisciplinar, com profissionais especializados
em modelagem e inteligência artificial.
Cases
No Brasil, a Petrobras, por
meio de um projeto desenvolvido pelo Centro de Estudos e Sistemas Avançados do
Recife (CESAR) e o Laboratório de Análise e Confiabilidade de Estruturas
Offshore da Universidade Federal do Rio de Janeiro (LACEO/UFRJ), tem usado a
tecnologia de gêmeos digitais para avaliar e estender a vida útil de risers
flexíveis, tubos utilizados em plataformas marítimas que transportam óleo e
gás, conectando profundidades de até 8 quilômetros à superfície.
Com a tecnologia, utilizando
dados em tempo real, a petroleira monitora e avalia a integridade deste
material que, devido à movimentação das águas e à corrosão pelo dióxido de
carbono existente no óleo e no gás, se desgasta, exigindo sua
troca. Segundo Benedito Macedo, diretor-executivo do CESAR, os risers flexíveis
vêm com a validade de fábrica de 10 anos, mas com a tecnologia é possível
estender esse tempo de vida para 15 ou 18 anos pela possibilidade de se
analisar diariamente a integridade do material, tendo com mais precisão a
proporção do seu desgaste.
A Lowe’s, varejista
norte-americana do ramo de materiais de construção, está utilizando a
tecnologia da Omniverse Nvidia para criar gêmeos digitais de suas lojas. Ao
criar essas réplicas no ambiente virtual, a empresa consegue testar diferentes
layouts, simulando o comportamento dos consumidores e antecipando mudanças que
podem impactar os clientes negativamente.
Origem
Apesar de os gêmeos digitais
terem ganhado destaque nos últimos anos, esse conceito foi utilizado pela
primeira vez pela Nasa em 1970, durante a tentativa frustrada da Apollo 13
de pousar na Lua. Uma explosão em um tanque de oxigênio do módulo de serviços
deixou a tripulação orbitando a Terra por quase seis dias. A situação
gerou a icônica frase “Houston, temos um problema”, e também a primeira
experiência de uso de sistemas gêmeos.
Com base no incidente e usando
o conceito de “geminação”, a Nasa criou um gêmeo físico da Apollo 13,
desenvolvendo várias simulações para analisar as falhas e identificar
alternativas para trazer os astronautas em segurança para a Terra, o que
conseguiram após cinco dias e 22 horas.
Com o desenvolvimento da Internet
das Coisas e da Nuvem, os gêmeos se tornaram digitais, sendo usados em diversos
setores, como transporte, indústria, manufatura, entre outros.
Rebeca Ribeiro
https://www.dcomercio.com.br/publicacao/s/entenda-como-a-tecnologia-de-gemeos-digitais-pode-ajudar-sua-empresa
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