Gêmeo Digital IoT: o que é e quais são os principais usos?

Os gêmeos digitais estão se mostrando um acelerador estratégico para a transformação digital, desbloqueando o potencial oculto dentro dos dados gerados pela Internet das Coisas (IoT). Neste artigo, vamos ver juntos como interagem e se melhoram mutuamente os Digital Twin e a Internet das Coisas e quais são seus principais usos.

A implementação de um gêmeo digital IoT pode ser complexa, mas você deve saber que existem softwares de gêmeos digitais válidos e profissionais que o apoiam na criação da réplica digital. Vamos então começar a analisar essa poderosa combinação feita pela Internet das Coisas e pelo Gêmeo Digital.

O que é um gêmeo digital no IoT? Um guia completo para compreender a tecnologia

O Gêmeo Digital é uma representação digital de uma entidade real, como um dispositivo, um bem ou até mesmo um processo inteiro.

A colaboração entre o gêmeo digital e os sensores IoT permite uma representação virtual em tempo real de um ativo ou de um sistema, de forma precisa e pontual.

O poder dessa ferramenta reside exatamente na sinergia dos dois instrumentos individuais que, unidos, geram uma representação digital com enormes potencialidades. De um lado, o Gêmeo Digital reproduz digitalmente e fielmente o bem real, em suas partes e em sua complexidade. Do outro lado, a Internet das Coisas (IoT), ou seja, aquele processo que permite que objetos reais tenham uma identidade própria no mundo digital, adquire e transmite informações importantes que, integradas ao Gêmeo Digital, tornam o Gêmeo Digital IoT ainda mais poderoso e útil para diferentes fins.

A rede de sensores e dispositivos da IoT captura dados em tempo real do mundo físico, que são a base para criar Gêmeos Digitais, ou seja, modelos virtuais dinâmicos de objetos ou sistemas físicos. Integrando os dados IoT, os Gêmeos Digitais podem simular condições do mundo real, prever resultados e otimizar processos.

Entre os fins para os quais é utilizado o Gêmeo Digital IoT, encontramos:

• • monitoramento de dispositivos, recursos ou processos em tempo real;
  • análise do desempenho de um bem ou de um processo;
  • monitoramento de eventuais problemas ou falhas;
  • execução de testes antes da implementação real de soluções técnicas;

• previsão de resultados com base em dados variáveis;
• execução de simulações antes do desenvolvimento e da produção dos dispositivos reais;
• potencialização da eficiência operacional, da qualidade da produção e da satisfação do cliente.

Gêmeo digital IoT

Qual é a importância do Digital Twin na Internet das Coisas?

Os objetos reais que têm uma identidade digital e que, portanto, fazem parte da Internet das Coisas, fornecem uma quantidade significativa de dados, mas em um volume considerável que pode ser difícil de gerenciar e interpretar.

O papel, e consequentemente a importância do gêmeo digital para a IoT, é exatamente ser o único repositório para os dados fornecidos pela IoT. Não apenas o Digital Twin atua como um coletor dessa massa informativa, mas também é o espaço digital onde esses dados são contextualizados.

Como os gêmeos digitais representam uma única fonte de informação, é fácil integrar software para a gestão de Digital Twin, aplicações e processos no mesmo repositório para analisar e distribuir os dados provenientes da IoT.

IoT vs Digital Twin: como se integram em vez de competir

Os gêmeos digitais e a IoT são duas ferramentas poderosas que, quando utilizadas em sinergia, simplificam muitas operações complexas e promovem a inovação. A IoT fornece dados e comunicações fundamentais, enquanto os DT transformam os dados em informações significativas. Vamos analisar juntos as várias maneiras em que se integram:

• dados: os sensores IoT têm como objetivo principal coletar dados do mundo real sobre todas as variáveis de interesse. Mas se a coleta de dados é necessária para monitoramento e controle em tempo real, é necessário desenvolver sobre esses dados insights analíticos. E é aqui que entram os gêmeos digitais. Os gêmeos digitais criam representações virtuais de sistemas, processos ou elementos do mundo real utilizando os dados coletados pelos sensores IoT. Imaginemos ter uma planta de produção industrial; com um DT, utilizam-se as informações coletadas pelos sensores IoT para antecipar falhas nos equipamentos antes que ocorram; isso otimiza os tempos de manutenção e minimiza as interrupções;
• monitoramento: os dispositivos IoT são utilizados para rastreamento em tempo real, fornecendo aos usuários as informações mais recentes sobre diferentes variáveis; os DT são utilizados para modelagem preditiva, ou seja, utilizam a integração em tempo real dos dados dos sensores da Internet das Coisas para executar cenários que preveem eventos futuros;
• conectividade e representação: a Internet das Coisas cria conexão online entre os dispositivos, que são capazes de interagir com sistemas centralizados e entre si, conectando-os para formar um sistema de gadgets conectados. Os gêmeos digitais, que representam virtualmente produtos ou sistemas do mundo real, atualizam as informações provenientes dos sensores para manter em ambiente virtual uma réplica sempre realista e dinâmica;
• análise e uso dos dados: a IoT coleta dados reais e desenvolve análises básicas; os DT interpretam essas análises e desenvolvem análises mais detalhadas e sofisticadas;
• foco: se os sensores IoT se concentram individualmente em dispositivos específicos, rastreando as várias informações necessárias, os DT coletam em um único modelo virtual as informações dos vários dispositivos, permitindo obter uma visão global e completa do sistema.

Gêmeos digitais e IoT na construção

Como o IoT e os gêmeos digitais estão transformando as indústrias

Integrar um Gêmeo Digital com a Internet das Coisas significa potencializar suas características sob vários aspectos. Vamos ver juntos quais são os principais.

1. Produção: o IoT oferece visibilidade sobre todo o ciclo de vida do produtoOs objetos que têm uma identidade digital permitem substituir as suposições sobre seu funcionamento e desempenho por dados reais e atualizados. Os dados dos objetos reais conectados à internet podem ser extraídos em tempo real e são úteis para todo o ciclo de vida dos objetos, chegando a influenciar até mesmo os futuros modelos de negócios. Os dados reais do IoT fecham o ciclo de feedback com os dados de uso do produto, que então informam as futuras iterações e até mesmo as mudanças no modelo de negócios, incluindo o produto como serviço. A integração IoT-Gêmeo Digital está transformando as fábricas em indústrias inteligentes 4.0. Monitoramento em tempo real combinado com a otimização habilitada pelos gêmeos digitais para os processos de produção garantem uma maior eficiência nas linhas de produção.
2. Transportes: o IoT e os gêmeos digitais garantem o monitoramento contínuoEles transformaram os sistemas de transporte monitorando o tráfego, as condições das estradas e o desempenho dos veículos utilizando dados de sensores em tempo real. Assim, permitem a manutenção preditiva simulando cenários de tráfego, otimizando o fluxo do tráfego.
3. Processo: o IoT desbloqueia a mais profunda Inteligência OperacionalFrequentemente, os processos operacionais se baseiam em dados incertos cuja interpretação pode não ser totalmente confiável. O uso da Internet das Coisas nos gêmeos digitais permite gerar KPIs (Indicadores-Chave de Desempenho) críticos de produção e garantir assim uma maior visibilidade operacional.
4. Controle de qualidade: o IoT permite a análise de dados históricos e em tempo realA análise combinada de dados históricos e dados em tempo real pode identificar padrões cruciais no comportamento do produto e sugerir áreas onde melhorias podem ser feitas, adotando assim as ações preventivas corretas para eliminar possíveis defeitos e maximizar a qualidade de cada produto.
5. Fase de Operação & Manutenção (O&M): o IoT otimiza a manutençãoGrande parte do desempenho de um objeto, bem ou processo não é, sem o uso do Gêmeo Digital IoT, acessível por parte dos gestores e mantenedores. As informações em tempo real integradas no gêmeo digital de um bem representam, portanto, uma fonte informativa essencial para monitorar um bem, gerenciá-lo e mantê-lo de forma eficiente. Graças ao Gêmeo Digital IoT, é possível, de fato, intervir com uma manutenção preditiva no bem e, graças à simulação de modelos históricos de desempenho, é possível reduzir os tempos de inatividade não planejados e maximizar ainda mais o uso dos recursos.

Como os gêmeos digitais nas plataformas IoT melhoram a manutenção preditiva e a gestão de recursos

Sabemos que a manutenção preditiva utiliza dados em tempo real para prever quando uma máquina pode precisar de atenção, tornando esse processo mais sustentável, seguro e lucrativo.

Um dos principais desafios para a criação de sistemas de manutenção preditiva é a falta de dados sobre falhas, uma vez que a máquina é frequentemente reparada antes da falha. A ajuda de sensores IoT conectados às máquinas e a interconexão com um DT superam esse obstáculo.

Os parâmetros como temperatura, vibrações e desgaste são rastreados em tempo real e transferidos para os Gêmeos Digitais, que fornecem uma representação virtual da máquina física, determinando informações importantes como o degrau ou desgaste do recurso, permitindo que as empresas identifiquem rapidamente os problemas e os resolvam antes que causem custos elevados de inatividade.

Isso melhora a durabilidade dos equipamentos e permite que as empresas otimizem o planejamento das intervenções de manutenção, com base nas condições reais da maquinaria.

IoT e gêmeos digitais: promovendo a inovação e reduzindo os custos operacionais

A sinergia entre IoT e gêmeos digitais, como já visto anteriormente, com o monitoramento em tempo real e a manutenção preditiva, melhora a eficiência operacional e isso implica na redução dos custos operacionais.

Se os potenciais problemas forem identificados antecipadamente antes que se tornem críticos, os tempos de inatividade são minimizados, reduzindo consumo e desperdícios. A otimização do uso dos recursos também promove a sustentabilidade.

GIS e IoT: revolucionando a análise de dados geográficos com dispositivos conectados

O GIS (Sistema de Informação Geográfica) e o IoT se relacionam e se interconectam entre si graças à localização geográfica. O GIS analisa a Internet das Coisas com base em sua dimensão de localização, categorizando as aplicações e projetos IoT com base nas ferramentas analíticas geoespaciais utilizadas.

IoT é uma rede de sensores móveis, medidores fixos e até mesmo feeds de mídias sociais. Os sensores conectados podem monitorar veículos conectados, umidade do solo, medidores elétricos inteligentes, estacionamentos inteligentes, câmeras de tráfego, etc.

Recebendo esses dados no GIS, qualquer coisa é prontamente inserida no mapa com a respectiva localização e as informações mais recentes.

Gêmeos digitais alimentados pelo IoT: exemplos reais e casos de uso

São muitas as empresas que decidem apostar na inovação em vários campos, vamos analisar juntos alguns exemplos da aplicação dos DT e do IoT no mundo real:

• setor produtivo: a Rolls-Royce utiliza gêmeos digitais para cada motor que produz. Dessa forma, é possível coletar dados sobre uma série de parâmetros, através de sensores a bordo. Além disso, é possível monitorar o desempenho do motor em tempo real durante os voos, prevendo as necessidades de manutenção e reduzindo os tempos de parada;
• setor da construção: o uso do Gêmeo Digital IoT no setor da construção oferece uma série de vantagens para arquitetos, engenheiros, empreiteiros e gestores de instalações. Com a ajuda da tecnologia Gêmeo Digital, os profissionais da construção podem criar réplicas virtuais de edifícios e projetos de infraestrutura, simplificando os processos de projeto, construção e manutenção. As simulações IoT dos gêmeos digitais podem ajudar a detectar erros e ineficiências já nas primeiras fases do ciclo de vida do projeto, reduzindo retrabalhos e os custos associados. Além disso, os gêmeos digitais podem fornecer informações valiosas sobre aspectos como consumo de energia, riscos de segurança e desempenho dos edifícios, permitindo uma manutenção proativa e a otimização dos ativos. Entre os exemplos, podemos lembrar do importante projeto de infraestrutura em Londres, Crossrail;
• setor de transportes: modelos virtuais de sistemas de transporte como estradas, pontes e trens podem simular como esses sistemas agem em diferentes condições, como congestionamento de tráfego, condições meteorológicas ou simplesmente eventos de manutenção. A Ford, por exemplo, utiliza gêmeos digitais para desenvolver seus veículos autônomos;
• setor urbano: as aplicações de gêmeo digital com a integração de IoT e análise avançada de dados no planejamento urbano ajudam as cidades a otimizar as infraestruturas e melhorar a sustentabilidade. Em Cingapura, por exemplo, a Virtual Singapore Platform utilizou Gêmeo Digital para aperfeiçoar a réplica digital da cidade. Com os gêmeos digitais, várias soluções são simuladas e testadas para melhorar a cidade. Assista ao vídeo abaixo e descubra um exemplo extraordinário de criação de um gêmeo digital geoespacial para um projeto de cidade inteligente em Milão:

Realizar um Gêmeo Digital IoT pode não ser simples; por isso, recomendo que você experimente a plataforma de integração BIM IoT que permite integrar seus sistemas IoT com seus modelos BIM, convertendo-os assim em um sistema dinâmico que reage em tempo real aos eventos gerados pelos dispositivos IoT.

Para saber mais, leia também: BIM e gêmeo digital: diferenças e usos no setor AECO