Como criar um modelo de gêmeo digital: o guia passo a passo

A tecnologia inovadora dos gêmeos digitais oferece inúmeras vantagens para o setor AECO; podemos quase afirmar que, em alguns anos, o sucesso de uma empresa dependerá da correta criação e gestão do gêmeo virtual.

Sabemos que os gêmeos digitais oferecem às equipes de trabalho a oportunidade de compreender profundamente uma obra ao longo de todo o seu ciclo de vida, permitindo uma manutenção e gestão abrangente. Mas sabemos como criar adequadamente o modelo de um gêmeo virtual?

Neste artigo, você encontrará um guia completo que explica passo a passo como fazê-lo! Você descobrirá que criar um modelo de gêmeo digital pode ser realmente simples; você só precisa usar um software de criação de gêmeos digitais.

Para que servem os modelos de gêmeos digitais na construção

Na indústria da construção, um modelo de gêmeo digital representa uma réplica virtual detalhada e constantemente atualizada de uma estrutura ou qualquer outro elemento. Esta réplica é utilizada para:

• gerenciar todo o ciclo de vida do edifício ou ativo;
• monitorar o desempenho em tempo real;
• coletar dados em tempo real;
• testar uma variedade de cenários;
• prever possíveis problemas;
• identificar oportunidades de otimização.

Aplicações práticas do Digital Twin no setor da construção

O Digital Twin pode intervir em diferentes fases do ciclo de vida de um ativo e ser útil tanto para um bem de nova ou recente construção quanto para um edifício histórico.

No parágrafo anterior, listamos de forma geral as aplicações do Digital Twin no setor da construção, mas vale a pena ressaltar sua importância neste campo sob o ponto de vista da preditividade. Um dos principais objetivos e, portanto, das principais aplicações práticas de rastrear digitalmente um bem é justamente querer ser preditivo, antecipando o andamento e os desenvolvimentos futuros.

Os resultados dessa abordagem são bem visíveis também, ou principalmente, na realização do Digital Twin de um edifício existente, seja ele monumental e de relevância histórico artística ou uma habitação comum do século passado. Nesse caso, o Building Information Modeling se transforma em Heritage ou Historical Building Information Modeling, em resumo HBIM. Graças ao desenvolvimento do HBIM, é possível criar modelos detalhados de edifícios históricos com objetos paramétricos inteligentes, ou seja, que contêm informações sobre o edifício, suas componentes e todas as suas características, que podem ser atualizadas, substituídas e implementadas ao longo do tempo. Além da modelagem geométrica, o Digital Twin de um edifício existente permite realizar de forma detalhada e completa as análises sobre o estado atual: levantamento material, identificação de fenômenos de degradação, quadro de fissuras, etc.

O nível de integração pode se estender até incluir no modelo dados relativos ao contexto social e à componente humana, fundamentais para garantir a máxima otimização dos sistemas.

Esse grau de digitalização permite o desenvolvimento de estratégias de manutenção do bem que sejam pontuais sobre o estado atual detectado, sobre as necessidades que surgem e calibrando modos, tempos e custos.

Mudando agora a atenção do campo do Heritage para o de edifícios de nova construção, dois exemplos reais dignos de serem mencionados são:

• o Terminal 5 de Heathrow em Londres, exemplo que demonstra a eficácia da tecnologia Digital Twin nas atividades de construção. Neste projeto, que envolveu uma multitude de stakeholders, desenhos complexos e prazos apertados, o uso da tecnologia digital twin se revelou fundamental na fase de canteiro de obras e continuará a ser na fase de gestão e manutenção;
• o The Shard em Londres, projeto intrincado no qual o gêmeo foi perfeitamente integrado com desenhos arquitetônicos e simulações estruturais para fornecer uma abordagem preditiva à fase executiva. Uma vez concluída a construção do bem, seu Digital Twin continuou a ser um recurso chave no monitoramento do desempenho em andamento do edifício, com especial atenção à eficiência energética e à integridade estrutural.

Como criar um modelo de gêmeo digital: 3 passos simples

Para criar um gêmeo digital, recomendo que siga estes 3 passos simples:

1. crie um modelo 3D completo que inclua informações de todos os campos de projeto (arquitetura, estrutura, MEP); neste passo, é importante contar com o apoio da metodologia BIM e de ferramentas como scanner a laser ou drones;
2. Associe informações a cada objeto criado e conecte-os a sensores IoT para coletar dados em tempo real; isso permite melhorar a gestão durante o planejamento, execução e manutenção;
3. Acompanhe todas as informações coletadas, criando relatórios detalhados para manter tudo sob controle e iniciar atividades e intervenções direcionadas.

Gêmeo Digital de um edifício: dados e informações

Modelos de gêmeos digitais: melhores práticas na construção

Aqui estão algumas melhores práticas a seguir ao criar um modelo de gêmeo digital para uma construção a partir do zero:

1. defina claramente a finalidade e o escopo: antes de começar, é fundamental estabelecer com precisão o objetivo principal e as aplicações específicas para as quais o gêmeo digital será utilizado. Criar um gêmeo digital sem uma compreensão clara dos desafios a enfrentar pode levar ao fracasso do projeto. É essencial identificar quem será responsável pela gestão do modelo, como ele será gerenciado e quais funcionalidades ele deve incluir.
2. Identifique os componentes-chave: é importante determinar quais informações devem ser integradas ao modelo do gêmeo digital.
3. Capture e ajuste o ambiente construído virtualmente: o gêmeo digital deve representar com precisão o objeto real que está sendo replicado. Para alcançar esse objetivo, é aconselhável usar tecnologias avançadas, como fotogrametria, scanner a laser e sensores, para criar um modelo o mais realista possível.
4. Compartilhe e analise o modelo de forma colaborativa: aproveite a tecnologia na nuvem para compartilhar todas as informações e atualizações do gêmeo digital com a equipe de trabalho. Esse método permite coordenar de maneira mais eficaz as decisões operacionais e as escolhas a serem feitas durante o projeto.

Quais softwares são utilizados para criar um gêmeo digital?

Para criar um gêmeo digital eficaz, é essencial utilizar softwares de última geração que possam se adaptar às suas necessidades específicas. Essas ferramentas devem permitir que você trabalhe diretamente no modelo para simplificar os processos de construção, acelerar os prazos de conclusão do projeto e minimizar o desperdício de recursos.
Portanto, recomendo experimentar um software de gêmeo digital altamente versátil que oferece a capacidade de:

• atualizar os modelos virtuais em tempo real: manter seu modelo digital sempre atualizado é fundamental para uma gestão eficiente.
• Compartilhar atualizações em tempo real com toda a equipe de trabalho por meio da tecnologia na nuvem: a colaboração instantânea e o acesso compartilhado às informações são cruciais para o sucesso do projeto.
• Integrar dados e informações BIM no modelo de gêmeo digital: uma integração completa entre seu modelo de gêmeo digital e os dados BIM pode melhorar significativamente a eficiência operacional.
• Gerenciar ecossistemas IoT diretamente no modelo de gêmeo digital: a integração de dispositivos IoT permite monitorar e controlar ativos em tempo real.
• Monitorar o desempenho dos ativos e planejar a manutenção: a capacidade de avaliar o desempenho e planejar intervenções de manutenção preventiva é essencial para garantir a durabilidade e eficiência dos ativos.

Pontos chave do artigo sobre “Como criar um modelo digital twin”

• O Digital Twin é uma réplica virtual dinâmica que representa um ativo em todo o seu ciclo de vida.
• As aplicações práticas do Digital Twin vão da gestão preditiva à manutenção de edifícios existentes através do HBIM.
• Os passos chave para a criação do Digital Twin são modelagem 3D, integração de dados IoT e gestão das informações.
• As características de um software para gestão, monitoramento e otimização do modelo digital devem permitir a integração com dados IoT, análise preditiva e colaboração em nuvem.

FAQ – Perguntas frequentes sobre “Modelo digital twin”

O que se entende por Digital Twin?

Um Digital Twin é uma representação virtual de um ativo físico, sistema ou processo, atualizada em tempo real através de dados provenientes de sensores e outras fontes. Essa réplica digital permite monitorar, analisar e otimizar o desempenho do ativo durante todo o seu ciclo de vida. Para aprofundar o assunto, leia: “Digital Twin: o que é, como funciona, quais são as vantagens”.

Quais são as principais categorias de Digital Twin?

• Modelos para componentes individuais: representam partes específicas de um sistema.
• Modelos para ativos interconectados: incluem mais elementos conectados entre si para formar um sistema mais amplo.
• Modelos para sistemas complexos: simulam o funcionamento de infraestruturas articuladas.
• Modelos para processos operacionais: otimizam fluxos de trabalho e cadeias produtivas.
• Modelos especializados: como o HBIM (Heritage Building Information Modeling) para edifícios históricos ou os gêmeos digitais urbanos para a gestão das cidades inteligentes.

Quais são as principais diferenças entre BIM e Digital Twin?

O BIM é uma metodologia para a gestão das informações de um edifício em fase de projeto e construção, enquanto o Digital Twin é um modelo dinâmico e atualizável que representa o ativo em tempo real durante todo o seu ciclo de vida. Para aprofundar, leia: “BIM e Digital Twin: diferenças e utilizações no setor AECO”.

Quais são os componentes fundamentais de um Modelo Digital Twin?

• Modelo digital: representação virtual detalhada do ativo físico.
• Dados em tempo real: fluxos de informações coletados através de sensores IoT, telemetria e outras fontes.
• Infraestrutura de conectividade: redes e protocolos para a transmissão e atualização contínua dos dados.
• Motores de análise e simulação: ferramentas para processamento de dados, modelagem preditiva e otimização.
• Plataforma de gestão: software que permite interagir com o Digital Twin, visualizar os dados e tomar decisões estratégicas.

Qual é o objetivo de um Modelo Digital Twin?

O Modelo Digital Twin tem o objetivo de criar uma réplica virtual de um ativo físico, permitindo monitorar, analisar e otimizar todo o seu ciclo de vida. No setor da construção, é utilizado para gerenciar edifícios, infraestruturas e instalações em tempo real, melhorando a manutenção, a segurança e a eficiência operacional.

Quais são os benefícios de utilizar um Modelo Digital Twin?

• Manutenção preditiva: graças aos dados em tempo real, é possível prever falhas e otimizar as intervenções de manutenção.
• Melhoria do processo decisório: a análise avançada dos dados permite decisões mais informadas e estratégicas.
• Otimização do desempenho: o monitoramento constante permite reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência operacional.
• Redução de custos e prazos de construção: simulações e testes virtuais minimizam erros de projeto e desperdícios de recursos.
• Gestão inteligente dos ativos: a digitalização permite uma gestão integrada de todo o ciclo de vida do ativo.

Quão importante é a integração com IoT para um Digital Twin?

A integração com sensores IoT para um digital twin é fundamental, pois permite coletar dados em tempo real e melhorar a gestão preditiva do ativo.

O Digital Twin pode ser aplicado a edifícios existentes?

Sim, através do levantamento 3D e da modelagem HBIM, é possível criar um gêmeo digital de edifícios existentes para melhorar sua manutenção e gestão.

Quais são os campos de aplicação de um Modelo Digital Twin?

• Construção e infraestruturas: otimização do projeto, construção e gestão de edifícios e obras públicas.
• Manufatura e indústria 4.0: simulação e otimização dos processos produtivos para aumentar a eficiência.
• Energia e utilidades: monitoramento e gestão de redes elétricas, instalações de produção e distribuição.
• Saúde: criação de gêmeos digitais para dispositivos médicos e estruturas de saúde para melhorar a gestão e a manutenção.
• Automotivo e transportes: desenvolvimento de veículos inteligentes e gestão das infraestruturas de mobilidade.
• Cidades inteligentes: planejamento e gestão inteligente de redes urbanas para melhorar a qualidade de vida e a sustentabilidade ambiental.

Como criar um modelo Digital Twin?

• Definição dos objetivos: estabelecer o propósito do Digital Twin e as necessidades operacionais.
• Criação do modelo virtual: gerar uma representação digital precisa do ativo físico.
• Integração de dados e tecnologias: conectar o modelo a sensores IoT e sistemas de coleta de dados em tempo real.
• Análise e simulação: implementar ferramentas avançadas para avaliar o comportamento do ativo em diferentes cenários.
• Manutenção e atualização contínua: garantir que o Digital Twin sempre reflita as condições reais e seja otimizado ao longo do tempo.

Quais são os principais obstáculos na criação de um Digital Twin?

• A complexidade da coleta de dados.
• A necessidade de softwares avançados.
• A gestão das informações ao longo do tempo.

Quanto tempo leva para criar um Digital Twin?

Depende da complexidade do projeto. Pode variar de semanas a meses com base na coleta de dados, modelagem e integração de sensores.

Qual é o papel da Inteligência Artificial nos Digital Twins?
A IA permite analisar grandes quantidades de dados para identificar tendências, prever falhas e melhorar a gestão dos ativos de forma proativa.