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Como a indústria pode extrair valor do Digital Twin

Siemens PLM reforça vocação do gêmeo digital para empresas se manterem competitivas. Tecnologias emergentes estão no coração da indústria 4.0

Carla Matsu

31/05/2017 às 18h09

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Na chamada indústria 4.0 há uma ponte que liga o mundo físico e o virtual e que atende pelo nome de digital twin ou, em coloquial português, gêmeo digital. Trata-se, em resumo, da versão virtual de um produto ou da linha de produção do mesmo. Uma espécie de espelho digital onde uma série de tecnologias emergentes como a Internet das Coisas, big data, analytics, cloud e software de simulação desempenham papéis fundamentais.

Muito tem se falado a respeito da digitalização na manufatura e empresas de PLM (sigla para gerenciamento do ciclo de vida do produto) têm concentrado esforços e investimentos para levar aos seus clientes ferramentas que habilitem o digital twin, professado como um dos pontos centrais da fábrica do futuro.

A tecnologia tem sido usada por grandes companhias como a NASA e Boeing e, apesar de estar em seu estágio inicial em termos de adoção da indústria, seu uso é visto como um atalho competitivo para garantir eficiência em custos, tempo e energia. Prova disso é o Gartner ter eleito o digital twin como uma das dez tendências tecnológicas estratégicas para 2017. A consultoria aposta que dentro de três a cinco anos, bilhões de coisas serão representadas por seus gêmeos digitais.

A evolução da fábrica
Até o início do século 21, a única forma de obter informações detalhadas sobre o status de um equipamento industrial era estar fisicamente próximo a ele. Entretanto, a medida que a conectividade e o poder de computação avançam a indústria começa a se beneficiar da digitalização e integração de seus processos.

“Design generativo, modelos inteligentes, machine learning, robótica. Todas essas tecnologias estão mudando a forma como pensamos o produto, como ele chega ao mercado e como, finalmente, evolui. Há uma série de tecnologias habilitadoras que estão mudando a forma como você pensa o gêmeo digital”, pontua Tony Hammelgarn, CEO da Siemens PLM em evento da fabricante sediado em Indianápolis (EUA) em maio.

Com o digital twin, é possível criar, testar e até mesmo construir um equipamento em um ambiente virtual. Hammelgarn segue dizendo que a digitalização de toda a cadeia de valor de uma companhia é a espinha dorsal de empresas que têm mostrado grande capacidade de inovar, uma vez que “o digital twin permite tomar decisões rápidas e responder a essa disrupção da mesma forma", resume.

“Você consegue simular esse produto muito antes de ele existir, assim como sua manufatura e detectar desde o princípio o quanto de perda terá com determinados limites dimensionais e geométricos”, explica Renato Leite, engenheiro de produção e Business Development da Siemens Brasil em entrevista à Computerworld Brasil.

“Replicando a confecção do produto e o seu processo, que poderia ser a simulação de uma linha completa de montagem de um veículo, onde você tem robôs, montadores, transportadores, você pode simular não só o ambiente físico, mas também a automação desta linha”, completa Leite ressaltando que com o digital twin é possível simular também as variações de automação da linha de produção, uma vez que maquinários poderão ser habilitados com sensores e “conversar” com a nuvem.

Hammelgarn divide as tecnologias emergentes que habilitam o digital twin em três categorias: Ideação, Realização e Utilização. Na primeira (ideação), ferramentas trazem produtos à vida através de pesquisa e desenvolvimento e incluem a fase de design. Aqui, o executivo destaca novas possibilidades abertas pelo design generativo, que recorre a algoritmos para entregar desenhos otimizados (designs que oferecem a mesma resistência, porém com menor uso de material).

Já na fase de Realização está o grupo de ferramentas usadas para de fato fabricar o produto. Entre elas a impressão 3D, a robótica avançada e aprendizado de máquina. E é na fase de Utilização, onde se encontra o valor da automação, do big data, analytics e cloud. Sensores embarcados em equipamentos fornecem dados em tempo real, algo que permite um conhecimento panorâmico da linha de produção.

A One Aviation, fabricante de aviões comerciais norte-americana, é uma das companhias que tem usado ferramentas da Siemens para a adoção do digital twin. Alan Klapmeir, seu CEO e fundador, destacou a importância de todos os três gêmeos digitais. Segundo ele, a tecnologia ajudou a planejar futuras atualizações de uma versão maior de um de seus aviões. A fabricante ainda recorreu a uma impressora da Stratasys para construir um protótipo do nariz do veículo.

Colaboração virtual
Na chamada fábrica do futuro, uma das tecnologias que permitirá integração em níveis ainda não conhecidos é a realidade aumentada e virtual. A Siemens tem testado soluções em software utilizando desde o Google Glass, HoloLens da Microsoft e o Meta, ofertado por uma startup de mesmo nome.

Segundo Renato Leite, a companhia tem testado a tecnologia e prevê o lançamento de soluções que habilitem a colaboração por meio de óculos de realidade aumentada e virtual até o final do ano.

“A grande necessidade que clientes nos colocam é a colaboração. A ideia é que todos que participem de uma reunião, fornecedores e clientes, possam entrar no ambiente virtual e fazer anotações, visualizar célula por célula de uma fábrica, detectar problemas e validar conceitos de um produto ou um grande pedido antes mesmo de ser efetuado”, explica Leite.

Há mais de uma década, a Siemens tem investido em ferramentas de software que suportam a fábrica do futuro. Sua divisão Digital Factory, da qual a Siemens PLM integra, tem ampliado o seu portfólio adquirindo companhias que vão desde a UGS, CD-adapco a mais recente Mentor Graphics. Com as aquisições, a alemã defende que fornece uma suíte completa de ferramentas para desenhar e fabricar máquinas eletrônicas complexas, como carros, trens e aviões.

Aqui, a Siemens PLM conta com uma vantagem em relação a sua concorrência, tendo em vista que a Siemens AG é um dos maiores conglomerados industriais do mundo. A companhia também conta com um projeto piloto de indústria 4.0, instalada em Amberg, ao sul da Alemanha. Na Electronics Works Amberg, máquinas e computadores assumem 75% do trabalho, restando aos funcionários de carne e osso lidarem com processos de manufatura somente no início dos mesmos.

Enquanto Tony reconhece que há um número de concorrentes que ofertam software em PLM para ideação e utilização de produtos, ele diz que muitas delas pecam “na parte do meio”.

“Alguém tem que fazê-las e construí-las. Nós fabricamos e usamos nosso próprio software e aprendemos muito a partir disso”, argumenta o executivo.

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