O gêmeo digital há muito tempo se estabeleceu na indústria, onde está revolucionando processos ao longo de toda a cadeia de valor. Como uma representação virtual de um produto, processo de produção ou desempenho, ele permite que os estágios de processo individuais sejam unidos de forma transparente. Isso cria uma melhoria consistente na eficiência, minimiza as taxas de falhas, encurta os ciclos de desenvolvimento e abre novas oportunidades de negócios: em outras palavras, cria uma vantagem competitiva duradoura.

As fundações da indústria 4.0

Por essas mesmas razões, o instituto de pesquisa de mercado e análise de TI Gartner espera que metade de todas as grandes empresas industriais estejam usando gêmeos digitais até 2021, aumentando sua eficácia em dez por cento. Para alavancar todo o potencial do gêmeo digital, no entanto, sistemas reais no futuro não precisam apenas estar em rede um com o outro: eles também precisam desenvolver a capacidade de “pensar” e agir de forma autônoma. O desenvolvimento está tendendo na direção da inteligência artificial, da simples percepção mútua e interação à comunicação e otimização independente. Isso também requer sistemas de informação integrados que permitam uma troca contínua de informações.

O desenvolvimento de gêmeos digitais exige poderosos sistemas de software que possam implementá-los ao longo de toda a cadeia de valor - para planejar e projetar produtos, máquinas e plantas e operar produtos e sistemas de produção. Isso permite que os usuários atuem de maneira muito mais flexível e eficiente e personalizem sua fabricação.

Visão geral dos benefícios

O gêmeo digital do produto é criado logo no estágio de definição e design de um produto planejado. Isso permite que os engenheiros simulem e validem as propriedades do produto, dependendo dos respectivos requisitos: por exemplo, o produto é estável e é intuitivo de usar? A carroçaria do carro oferece a menor resistência ao ar possível? A eletrônica funciona de maneira confiável? Seja envolvendo mecânica, eletrônica, software ou desempenho do sistema, o digital twin pode ser usado para testar e otimizar todos esses elementos antecipadamente.

O mesmo se aplica ao gêmeo digital da produção. Envolve todos os aspectos, desde os controladores de máquinas e plantas até linhas de produção inteiras no ambiente virtual. Este processo de simulação pode ser usado para otimizar a produção antecipadamente com a geração de código PLC e comissionamento virtual. Como resultado, as fontes de erro ou falha podem ser identificadas e evitadas antes que a operação real comece. Isso economiza tempo e estabelece as bases para a produção em massa personalizada, porque até mesmo rotas de produção altamente complexas podem ser calculadas, testadas e programadas com custo e esforço mínimos em um tempo muito curto.

Por sua vez, o gêmeo digital de desempenho é constantemente alimentado com dados operacionais 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 monitorados constantemente. Por sua vez, isso possibilita a manutenção preditiva para evitar o tempo de inatividade e otimizar o consumo de energia. E algumas empresas usam serviços baseados em dados para desenvolver novos modelos de negócios, como mostra o exemplo da empresa de engenharia mecânica Heller. Ao mesmo tempo, conhecimento baseado em dados sobre sistemas como o MindSphere - o sistema operacional IoT aberto e baseado em nuvem da Siemens- pode ser alimentado de volta em toda a cadeia de valor até o sistema do produto. Isso gera um ciclo de tomada de decisão completamente fechado para o processo de otimização contínua.

Ampla gama 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 de dados central é usada para digitalizar todo o processo de valor agregado do setor. As redes inteligentes de comunicação industrial proporcionam trocas de dados simples dentro dos diferentes módulos de produção e coletam dados operacionais em uma base contínua.

A estratégia de Defesa em Profundidade da Siemens garante que as empresas estejam posicionadas para lidar com os crescentes requisitos de segurança industrial e que as instalações industriais sejam efetivamente protegidas contra ataques internos e externos. Mecanismos de segurança em conformidade com o padrão - desde proteção por senha até monitoramento contínuo de segurança - fornecem proteção confiável e personalizada para a fábrica digital.

O MindSphere também serve como uma plataforma para o desenvolvimento de novos modelos de negócios digitais para empresas industriais e completa o portfólio da Siemens de serviços digitais baseados em dados para o ambiente industrial. Ele oferece funções de segurança de última geração para aquisição de dados no campo e para transferir e armazenar esses dados na nuvem

Realizações iniciais

Com o Siemens Digital Enterprise Suite, os clientes podem começar a investir hoje em soluções preparadas para o futuro para a implementação passo a passo da Industria 4.0. Por exemplo, a fabricante de máquinas para fins especiais Bausch + Ströbel usa a digitalização como uma chave para a consistência em sua engenharia. A empresa espera um aumento de eficiência de pelo menos 30% até 2020, graças ao tempo economizado apenas durante a engenharia.

Da mesma forma, a Schunk - líder mundial em tecnologia de fixação e sistemas de fixação - já está usando soluções de digitalização para seus componentes de sistema de fixação controlados eletricamente. Esse novo processo de engenharia levará a cronogramas de projeto significativamente mais curtos, comissionamento mais rápido e um aumento substancial na eficiência ao construir fábricas semelhantes.

Em todos os níveis

Máquinas de rede entre si e com sistemas de nível superior permitem que os recursos e os dados de produção sejam gerenciados centralmente. Isso garante benefícios de custo em aquisição e operação, o que significa que os dados do pedido estão disponíveis em toda a empresa e é possível identificar estratégias ideais para alocar pedidos aos vários locais de produção dentro da organização. Além disso, estoque de material, processos de logística e disponibilidade de ferramentas podem ser vistos de relance e eficientemente coordenados.

Graças à documentação aprimorada dos processos de fabricação e parâmetros de produção, o potencial oferecido pelo gêmeo digital na área de gerenciamento de qualidade é igualmente empolgante. Se os fabricantes souberem exatamente qual componente foi instalado, com quais recursos, em quais produtos e como foram instalados, eles podem fornecer uma resposta direcionada a possíveis problemas e otimizar seus processos. Em sua unidade de produção Simatic em Amberg, na Alemanha, a Siemens já está usando um sistema abrangente de documentação e avaliação e alcançou uma taxa de erro extremamente baixa na produção.

E na indústria de processo, também, a digital twin está garantindo maior eficiência e produtividade: com a etapa de Engenharia Integrada para Operações Integradas, a Siemens permite que empresas na indústria de processo construam um modelo de dados abrangente desde a engenharia da planta até a operação. Também nesse campo, a digitalização garante um tempo de comercialização mais curto, maior flexibilidade e maior eficiência. Isso dá às empresas a oportunidade de responder com sucesso à volatilidade e diversidade dos mercados globais e aumentar sua produtividade, bem como a eficiência energética e de recursos.

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