O gêmeo digital abrangente - uma base para a transformação digital

O gêmeo digital é comumente entendido como uma representação virtual de um objeto físico ou produto. Essa representação virtual pode incluir design, simulação ou outros modelos que evoluem e mudam ao longo do tempo à medida que o produto, processo ou outro objeto físico que representa amadurece. Em outras palavras, o gêmeo digital mescla o mundo virtual e real, borrando as fronteiras entre domínios de engenharia e processo.

No entanto, essa concepção do gêmeo digital é muito limitada quando considerada em relação aos desafios enfrentados pelas empresas hoje. A complexidade está crescendo, os custos estão aumentando e a natureza da força de trabalho em equipes de engenharia e produção está mudando. Superar esses desafios requer um compromisso com a digitalização generalizada e uma concepção muito mais ampla do que o gêmeo digital e o que pode fazer.

As soluções do futuro dependerão de um gêmeo digital abrangente que englobe todos os modelos e dados interdisciplinares, desde CAD mecânico e CAE até código de software, listas de materiais, listas de processos e muito mais.

Esse gêmeo digital abrangente (GDA) possui as seguintes características:

• Oferece uma representação virtual precisa do produto ou fluxo de processo que corresponde à forma física exata, funções e comportamento do produto e suas configurações;

• Participa em todo o ciclo de vida do produto e processo para simular, prever e otimizar o produto e o sistema de produção usado para criá-lo;

• Conecta dados operacionais do mundo real de volta ao design do produto e à produção ao longo da vida útil do produto para melhorar continuamente a qualidade, eficiência e responder rapidamente às demandas do cliente ou condições de mercado.

O gêmeo digital abrangente continua a evoluir e amadurecer juntamente com o produto, à medida que as funções são refinadas, as simulações são concluídas, os resultados dos testes são reunidos e as alterações de design são implementadas. Com conexões com a IoT e análise de dados baseada em nuvem, o gêmeo digital abrangente também opera como parte de um mecanismo de feedback em circuito fechado entre o design do produto, o sistema de produção e o produto em campo. Isso cria um sistema integrado para validar, comparar e otimizar o comportamento entre os ativos físicos e o gêmeo digital abrangente.

Isso não apenas oferece benefícios a curto prazo, mas também oferece vantagens contínuas, pois a reutilização pode ajudar a acelerar avaliações de design e análises de compensação, levando a decisões mais rápidas. Além disso, o gêmeo digital abrangente permite que as empresas projetem, construam e otimizem produtos de próxima geração mais rapidamente e mais barato do que nunca, com menos protótipos, menos testes e menos desperdício durante a produção.

O resultado é uma vantagem competitiva distinta para atender às crescentes demandas dos clientes por maior desempenho e recursos mais inteligentes, ao mesmo tempo em que ajuda a superar os desafios da crescente complexidade, mudança de força de trabalho e a necessidade de designs sustentáveis.

O GDA oferece a interface físico virtual, conectando o real e o digital e fornecendo a base material para produtos, processos e outros dados mantidos no mundo virtual. Sobre essa base, várias outras tecnologias chave ajudarão a aumentar o poder do GDA, aumentar a riqueza dos dados disponíveis e até mesmo capacitar novas formas de colaboração e trabalho.

Cinco tendências e tecnologias para o futuro

A primeira delas é a engenharia de software e sistemas (ESS). ESS é uma metodologia que estabelece um processo de desenvolvimento conectivo, permitindo que engenheiros projetem produtos em conjunto entre domínios, em vez de isoladamente. Ajuda a criar uma rosca digital robusta de dados de design, resultados de teste, simulações e outros artefatos do desenvolvimento de produtos, garantindo que esses dados estejam acessíveis quando e onde são necessários. À medida que o software continua a compor uma parcela maior de produtos de todos os tipos, ESS se mostrará crítico para gerenciar dados de todo o ciclo de vida do desenvolvimento do produto.

Em seguida, a convergência de tecnologias de informação e operação (TI/TO) é um foco importante para os ecossistemas de fabricação e design. A convergência de TI/TO fornecerá maior flexibilidade e visibilidade, capacitando os fabricantes a tomar decisões altamente informadas por meio do monitoramento em tempo real dos processos no chão de fábrica. A convergência de TI/TO também permite que os gerentes avaliem facilmente o impacto comercial da atividade de fabricação, apoia e encoraja a colaboração entre planejamento, programação e desempenho de fábrica, levando a uma eficiência superior.

À medida que mais dados são gerados e injetados no ecossistema de design e produção, as empresas buscarão métodos para gerenciar e analisar esses dados para fornecer insights. A inteligência artificial (IA) será fundamental para aumentar a velocidade de processamento e a capacidade de transferência de dados, possibilitando a avaliação e inovação aceleradas de produtos e processos. Hoje, a IA pode ajudar a automatizar tarefas mundanas, deixando aos engenheiros mais tempo para se concentrarem em resolver desafios de design. No futuro, ela pode começar a automatizar tarefas mais complexas e perceber um impacto maior no design e otimização de futuros produtos.

Por fim, o metaverso industrial (IM) continua a mostrar potencial para reinventar como os produtos são projetados, fabricados e mantidos. Criticamente, aplicando a física dominada no GDA ao metaverso industrial, temos o potencial de criar um ambiente compartilhado e imersivo onde a aprendizagem é mais rápida e intuitiva, os conceitos de design são mais facilmente compreendidos e onde novas ideias podem ser investigadas rapidamente e minuciosamente para impulsionar a inovação para o futuro.

Cada uma das tecnologias e tendências apresentadas acima faz parte de um esforço maior de transformação digital. Dominar e sintetizar essas tecnologias permitirá que as empresas progridam em suas jornadas digitais, alcançando níveis mais altos de maturidade e habilitando capacidades poderosas como design generativo e otimização em circuito fechado.

A complexidade do desenvolvimento de produtos, manufatura e processos comerciais continuará a crescer. As empresas que abraçam a jornada de transformação digital estarão posicionadas para superar os desafios no horizonte e avançar à frente da concorrência.

Sobre o autor:

Dale Tutt é Vice-Presidente de Estratégia da Indústria para a Siemens Digital Industries Software, liderando o desenvolvimento de soluções de transformação digital que abordam as necessidades específicas da indústria dos clientes. Tutt ingressou na Siemens em 2019 como Vice-Presidente da Indústria Aeroespacial e de Defesa. Antes de ingressar na Siemens, Tutt trabalhou na The Spaceship Company, uma empresa irmã da Virgin Galactic, como VP de Engenharia e VP de Gerenciamento de Programas, liderando o desenvolvimento de espaçonaves para turismo espacial. Ele liderou a equipe em um voo bem-sucedido para o espaço em dezembro de 2018. Anteriormente, Tutt trabalhou na Textron Aviation/Cessna Aircraft em funções de liderança de programas e engenharia. Como Engenheiro-Chefe e Diretor de Programas do programa Scorpion Jet, ele liderou uma equipe dinâmica e multifuncional para projetar, construir e voar o protótipo do Scorpion Jet desde o conceito até o primeiro voo em 23 meses. Tutt também trabalhou como engenheiro na Bombardier Learjet e na Divisão de Sistemas Espaciais da General Dynamics.

A Siemens Digital Industries Software ajuda empresas de todos os portes em sua transformação digital usando software, hardware e serviços da plataforma Siemens Xcelerator. O software e o gêmeo digital abrangente da Siemens permitem que as empresas otimizem seus processos de projeto, engenharia e manufatura para transformar as ideias de hoje em produtos sustentáveis do futuro. De chips a sistemas inteiros, de produtos a processos, para todos os setores. Siemens Digital Industries Software – Accelerating transformation.

A Siemens Digital Industries (DI) é líder em inovações de automação e digitalização. Colaborando com parceiros e clientes, a DI promove a transformação digital nas indústrias de processo e produção discreta. Com seu portfólio Digital Enterprise, a DI fornece a empresas de todos os portes um conjunto completo de produtos, soluções e serviços para integrar e digitalizar toda a cadeia de valor. Otimizado para atender às necessidades específicas de cada setor, o portfólio exclusivo da DI ajuda os clientes a aumentar a produtividade e a flexibilidade. A DI constantemente adiciona inovações ao seu portfólio para integrar futuras tecnologias de ponta. A Siemens Digital Industries tem sua sede global em Nuremberg, na Alemanha, e conta com cerca de 76 mil funcionários em todo o mundo.

A Siemens AG (Berlim e Munique) é uma empresa de tecnologia com foco na indústria, infraestrutura, transporte e saúde. De fábricas com recursos mais eficientes, cadeias de suprimentos resilientes e edifícios e redes mais inteligentes, a transportes mais limpos e confortáveis, além de serviços de saúde avançados, a empresa cria tecnologia com o propósito de agregar valor real para os clientes. Ao combinar o mundo real e o digital, a Siemens capacita seus clientes a transformar seus setores e mercados para ajudar a transformar o dia-a-dia de bilhões de pessoas. A Siemens tem participação majoritária na empresa de capital aberto Siemens Healthineers, fornecedora líder global de tecnologia médica que está moldando o futuro da saúde.

No ano fiscal de 2023, encerrado em 30 de setembro de 2023, o Grupo Siemens gerou a receita de € 77,8 bilhões e lucro líquido de € 8,5 bilhões. Em 30 de setembro de 2023, a empresa tinha cerca de 320 mil funcionários em todo o mundo.