Ao contrário dos gêmeos digitais tradicionais, que são usados principalmente para monitoramento e análise, os gêmeos digitais executáveis são modelos ativos e dinâmicos que podem responder às entradas, simular cenários
e tomar decisões de forma autônoma ou com intervenção humana. O gêmeo digital executável (ou xDT). Em termos simples, o xDT é o gêmeo digital em um chip. O xDT usa dados de um número (relativamente) pequeno de sensores embutidos no produto físico para realizar simulações em tempo real usando modelos de ordem reduzida. A partir desse pequeno número de sensores, ele pode prever o estado físico em qualquer ponto do objeto (mesmo em lugares onde seria impossível colocar sensores).
Simulação e interação em tempo real
xDT são capazes de simular o comportamento e o desempenho do ativo físico ou sistema em tempo real. Eles podem responder às entradas, simular diferentes condições operacionais e interagir dinamicamente com sistemas externos ou usuários.
Autonomia e tomada de decisão
O
xDT pode tomar decisões de forma autônoma com base em regras predefinidas, algoritmos ou modelos de aprendizado de máquina. Eles podem analisar dados, prever resultados e tomar medidas para otimizar o desempenho ou responder às mudanças nas condições.
O
controle de circuito fechado
xDT geralmente opera em um sistema de controle de circuito fechado, no qual dados em tempo real de sensores e atuadores são devolvidos ao modelo virtual para ajustar parâmetros, otimizar o desempenho e manter as condições operacionais desejadas.
Análise preditiva e otimização
xDT usa técnicas de análise preditiva e otimização para prever o comportamento futuro, identificar possíveis problemas ou oportunidades e recomendar ações para melhorar o desempenho ou mitigar riscos.
Integração com as tecnologias de IoT e IA
xDT aproveita sensores da Internet das Coisas (IoT), conectividade e algoritmos de inteligência artificial (IA) para coletar dados em tempo real, analisar padrões complexos e tomar decisões informadas. Eles também podem incorporar modelos de aprendizado de máquina para comportamento adaptativo e melhoria contínua.
Adaptação dinâmica e aprendizado
xDT são capazes de aprender com a experiência e se adaptar às mudanças no ambiente ou nas condições operacionais ao longo do tempo. Eles podem atualizar continuamente seus modelos, parâmetros e estratégias com base em novos dados e feedback.
Os
gêmeos digitais executáveis encontram aplicações em vários setores, incluindo manufatura, energia, transporte, saúde e cidades inteligentes. Eles permitem manutenção preditiva, operação autônoma, otimização de processos e suporte à decisão em sistemas complexos onde o monitoramento e o controle em tempo real são essenciais. No geral, os gêmeos digitais executáveis representam a próxima evolução na tecnologia de gêmeos digitais, oferecendo recursos aprimorados para simulação em tempo real, tomada de decisões e otimização de ativos e sistemas físicos. Um gêmeo digital executável é uma forma avançada de um gêmeo digital que não só representa uma réplica virtual de um ativo físico ou sistema, mas também tem a capacidade de executar, simular e interagir com o modelo virtual em tempo real.
Modelos baseados em física
Um gêmeo digital executável baseado em física depende de modelos matemáticos que descrevem o comportamento físico do sistema que está sendo replicado. Esses modelos geralmente são baseados em princípios fundamentais da física, como mecânica, termodinâmica, dinâmica de fluidos, eletromagnética e assim por diante. Ao resolver as equações que governam esses fenômenos físicos, o gêmeo digital pode simular o comportamento do sistema do mundo real em um ambiente virtual.
Simulação de processos físicos
O gêmeo digital simula os processos físicos e as interações dentro do sistema usando modelos baseados em física. Isso permite prever como o sistema se comportará sob diferentes condições operacionais, entradas e cenários.
Simulação em tempo real
Um gêmeo digital executável baseado em modelos físicos pode simular o comportamento do sistema físico em tempo real ou quase em tempo real. Isso permite a interação dinâmica e a tomada de decisões com base no estado atual do sistema e de seu ambiente.
Controle de circuito fechado
Os
gêmeos digitais executáveis baseados em física geralmente operam em um sistema de controle de circuito fechado, onde dados em tempo real de sensores e atuadores são usados para ajustar os parâmetros de simulação e controlar o comportamento do modelo virtual. Isso permite que o gêmeo digital mantenha as condições operacionais desejadas e otimize o desempenho.
Validação e verificação
Os modelos baseados em física usados em gêmeos digitais executáveis devem ser validados e verificados para garantir sua precisão e confiabilidade. Isso envolve comparar os resultados da simulação com medições reais e dados experimentais para confirmar que o gêmeo digital representa com precisão o sistema físico.
Embora a modelagem baseada em física seja comumente usada em gêmeos digitais executáveis, é importante observar que outras abordagens de modelagem, como modelagem baseada em dados, modelos empíricos ou modelos híbridos que combinam física e técnicas orientadas por dados, também podem ser empregadas dependendo dos requisitos e restrições específicos do aplicativo.
