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The Digital Twin

Os gêmeos digitais são fundamentais na indústria, transformando processos em toda a cadeia de valor. Como representações virtuais de produtos, processos ou desempenho, eles vinculam estágios a dados, aumentando a eficiência, reduzindo falhas, encurtando ciclos e abrindo oportunidades que oferecem uma vantagem global duradoura.

Gêmeos digitais autônomos em toda a cadeia de valor

Para aproveitar todo o potencial do gêmeo digital, os sistemas reais não precisam apenas estar interconectados entre si: eles também precisam desenvolver a capacidade de “pensar” e agir de forma autônoma. O desenvolvimento caminha na direção da inteligência artificial, desde a simples percepção e interação mútuas até a comunicação e a otimização independente. Isso também exige sistemas de informação integrados que permitam uma troca contínua de informações.

O desenvolvimento de gêmeos digitais requer sistemas de software poderosos capazes de implementá-los ao longo de toda a cadeia de valor — para o planejamento e o projeto de produtos, máquinas e plantas, bem como para a operação de produtos e sistemas de produção. Isso permite que os usuários atuem com muito mais flexibilidade e eficiência e personalizem sua manufatura.

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Gêmeo digital do produto, da produção e do desempenho

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O gêmeo digital do produto é criado já nas etapas de definição e design de um produto planejado. Isso permite que engenheiros simulem e validem as propriedades do produto de acordo com os respectivos requisitos: por exemplo, o produto é estável e intuitivo de usar? A carroceria do veículo oferece a menor resistência aerodinâmica possível? Os componentes eletrônicos operam de forma confiável? Seja envolvendo mecânica, eletrônica, software ou desempenho do sistema, o gêmeo digital pode ser usado para testar e otimizar todos esses elementos antecipadamente.

O mesmo se aplica ao gêmeo digital da produção. Ele envolve todos os aspectos, desde as máquinas e controladores da planta até linhas completas de produção em um ambiente virtual. Esse processo de simulação pode ser utilizado para otimizar a produção antecipadamente com geração de código PLC e comissionamento virtual. Como resultado, fontes de erro ou falha podem ser identificadas e prevenidas antes mesmo do início da operação real. Isso economiza tempo e estabelece as bases para a produção em massa personalizada, pois até rotas de produção altamente complexas podem ser calculadas, testadas e programadas com custo e esforço mínimos em um curto espaço de tempo.

Por sua vez, o gêmeo digital de desempenho é constantemente alimentado com dados operacionais provenientes de produtos ou da planta de produção. Isso permite que informações como dados de status de máquinas e dados de consumo de energia de sistemas de manufatura sejam monitoradas continuamente. Dessa forma, torna-se possível realizar manutenção preditiva para evitar tempo de inatividade e otimizar o consumo de energia. Algumas empresas também utilizam serviços orientados por dados para desenvolver novos modelos de negócios, como demonstrado no exemplo da empresa de engenharia mecânica Heller. Ao mesmo tempo, o conhecimento orientado por dados sobre sistemas como o Insights Hub (anteriormente MindSphere) pode ser retroalimentado em toda a cadeia de valor até o sistema do produto. Isso gera um ciclo completamente fechado de tomada de decisão para o processo contínuo de otimização.

Amplo portfólio de produtos e serviços

O Siemens Digital Enterprise Suite oferece soluções de software e automação perfeitamente coordenadas e integradas para criar uma abordagem abrangente: uma plataforma central de dados é utilizada para digitalizar todo o processo de geração de valor do setor. Redes inteligentes de comunicação industrial permitem trocas simples de dados entre os diferentes módulos de produção e coletam dados operacionais de forma contínua.

A estratégia Defense in Depth da Siemens garante que as empresas estejam preparadas para lidar com crescentes exigências de segurança industrial e que as plantas industriais estejam efetivamente protegidas contra ataques internos e externos. Mecanismos de segurança em conformidade com normas — desde proteção por senha até monitoramento contínuo de segurança — oferecem proteção confiável e personalizada para a fábrica digital.

O MindSphere também funciona como uma plataforma para o desenvolvimento de novos modelos de negócios digitais para empresas industriais e complementa o portfólio da Siemens de serviços digitais orientados por dados para o ambiente industrial. Ele oferece funções de segurança de última geração para aquisição de dados em campo e para a transferência e armazenamento desses dados na nuvem.

Primeiros resultados

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Com o Siemens Digital Enterprise Suite, os clientes já podem começar a investir hoje em soluções preparadas para o futuro para a implementação gradual da Indústria 4.0. Por exemplo, o fabricante de máquinas especiais Bausch + Ströbel utiliza a digitalização como chave para a consistência em sua engenharia. A empresa espera um aumento de eficiência de pelo menos 30% até 2020 apenas graças ao tempo economizado durante a engenharia.
Da mesma forma, a Schunk — líder mundial em tecnologia de fixação e sistemas de preensão — já utiliza soluções de digitalização para os componentes de seus sistemas de preensão controlados eletricamente. Esse novo processo de engenharia resultará em prazos de projeto significativamente menores, comissionamento mais rápido e um aumento substancial de eficiência na construção de plantas semelhantes.

Em todos os níveis

A conexão em rede de máquinas entre si e com sistemas de nível superior permite que recursos e dados de produção sejam gerenciados centralmente. Isso garante benefícios de custo na aquisição e na operação, permitindo que dados de pedidos estejam disponíveis em toda a empresa e possibilitando a identificação de estratégias ideais para a alocação de pedidos entre os diversos locais de produção da organização. Além disso, estoques de materiais, processos logísticos e disponibilidade de ferramentas podem ser visualizados rapidamente e coordenados de forma eficiente.

Graças à melhoria na documentação dos processos de fabricação e dos parâmetros de produção, o potencial oferecido pelo gêmeo digital na área de gestão da qualidade também é extremamente promissor. Se os fabricantes souberem exatamente qual componente foi instalado, com quais características, em quais produtos e como foi instalado, poderão responder de forma direcionada a possíveis problemas e otimizar seus processos. Em sua unidade de produção Simatic em Amberg, na Alemanha, a Siemens já utiliza um sistema abrangente de documentação e avaliação e alcançou uma taxa de erro extremamente baixa na produção.

E também no setor de processos o gêmeo digital está garantindo maior eficiência e produtividade. Com a transição de Integrated Engineering para Integrated Operations, a Siemens permite que empresas da indústria de processos construam um modelo de dados abrangente desde a engenharia da planta até a operação. Nesse campo também, a digitalização garante menor tempo de lançamento no mercado, maior flexibilidade e aumento de eficiência. Isso oferece às empresas a oportunidade de responder com sucesso à volatilidade e à diversidade dos mercados globais, além de aumentar sua produtividade e a eficiência energética e de recursos.

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