À medida que nosso mundo se torna mais digitalizado e conectado, podemos realmente fazer uma cópia virtual dele. E essas réplicas agora estão sendo usadas para melhorar cenários do mundo real, desde tornar a produção de aeronaves mais precisa para evitar derramamentos de óleo.

Um gêmeo digital é uma réplica virtual de uma entidade da vida real, como uma cidade ou uma fábrica, que frequentemente evolui em tempo real junto com sua contraparte física por meio de dados coletados por meio de sensores. Ele pode ser usado como um campo de teste para simular o que acontece em certas circunstâncias ou fornecer alertas de problemas potenciais graças a algoritmos preditivos.

Uma réplica virtual de uma cidade pode, por exemplo, usar todos os tipos de fontes de dados, de sensores de cidade a dados meteorológicos, para simular o sistema de transporte de uma cidade. Uma simulação poderia então analisar o efeito sobre a poluição do ar de tornar uma zona específica livre de carros.

"Um gêmeo digital é um conceito que descreve muitas coisas, "disse Thomas Leurent, CEO e cofundador da Akselos, uma empresa suíça que constrói gêmeos digitais para o setor de energia. "Pode ser uma imagem 3-D que reflete automaticamente um objeto físico (para fabricação de alta precisão), mas também pode ser um modelo que prevê quando é necessária a manutenção de uma plataforma de petróleo. "

Usando sensores para medir, por exemplo, as tensões de estruturas ou cargas de vento, empresas como Akselos fazem um digital, frequentemente em tempo real, simulação do mundo físico. A ideia de gêmeos digitais, que surgiu pela primeira vez em 2002, tem suas raízes na tecnologia de emparelhamento desenvolvida pela NASA, que implantou sistemas espelhados para ajudar a resgatar a Apollo 13. Hoje, réplicas virtuais têm uma infinidade de usos.

Programas de cidades inteligentes em lugares como Portland, os EUA, por exemplo, usar gêmeos digitais para modelar fluxos de tráfego, Rotterdam, Os Países Baixos, está construindo um de seus portos para automatizar cada vez mais suas operações, e tentativas foram feitas para fazer uma cópia virtual do corpo humano para fins médicos.

Construção de asa

Eles também estão sendo usados ​​para melhorar a produção na linha de montagem de aeronaves. Este é o objetivo do VADIS, um projeto que está sendo realizado pela Universidade de Nottingham e a empresa aeroespacial Electroimpact, ambos no Reino Unido.

"Queremos melhorar a qualidade e reduzir o tempo de montagem para a construção da asa, "disse o Dr. Joseph Griffin, engenheiro aeroespacial sênior da Universidade de Nottingham e gerente de projetos da VADIS. "Queremos medir os orifícios que precisam ser perfurados na pele de uma asa, e usar essas medidas para atualizar um modelo digital. Desta forma podemos ajustar o processo de construção a um componente específico. "

Embora muitas aeronaves possam parecer de última geração, alguns processos de produção ainda são antiquados e feitos manualmente devido à falta de digitalização na indústria, que, por sua vez, pode deixar espaço para erros. Na produção de asas, por exemplo, os furos podem não se alinhar exatamente como deveriam, que então requer ajustes de última hora na linha de montagem, levando à perda de tempo.

Para endereçar isto, A VADIS está construindo uma estrutura na qual as capas da aeronave podem ser escaneadas por sensores. Isso será então usado para criar um modelo digital ou gêmeo da asa, com todas as suas superfícies e orifícios registrados nos mínimos detalhes. Esse modelo seria então usado para construir as peças correspondentes de modo que se alinhassem perfeitamente para aquela asa específica.

"Nosso novo sistema significa que os componentes podem ser fabricados com muita precisão fora do local, e os operadores só precisam se preocupar com a montagem, "disse o Dr. Griffin." Eles não precisam se preocupar com re-perfuração e retrabalho no último minuto. "Desta forma, o trabalho dos operadores se torna muito mais fácil, ele diz.

O VADIS pretende ser capaz de replicar uma pele digital de asa de até 10 metros de comprimento, com uma precisão de 0,06 milímetros, de acordo com o Dr. Griffin. '(Fazendo isso) estamos mantendo a produção de aeronaves atualizada e digitalizando-a, "Dr. Griffin disse.

Modelo

Akselos também usa gêmeos digitais para melhorar a manutenção da infraestrutura de energia. A tecnologia da empresa, comercializado através do Software Akselos Integra, modela a física da infraestrutura de energia em grande escala e calibra os modelos por meio de todos os tipos de sensores. “Modelamos tudo, desde as pás das turbinas eólicas, para plataformas de petróleo (e gás) (flutuantes) que são do tamanho de (vários) porta-aviões, "disse Leurent.

Eles podem usar um robô para inspecionar o casco de uma unidade flutuante de armazenamento e descarregamento de produção (FPSO) para petróleo ou gás, conecte acelerômetros às pás da turbina eólica ou meça a altura das ondas batendo contra o metal de uma instalação offshore usando sensores. Todos esses dados vão para o modelo, que simula a física da parte da infraestrutura e prevê quais partes são mais vulneráveis ​​e sujeitas a falhas. Isso, por sua vez, permite que as empresas de energia enviem equipes de manutenção de maneira mais eficaz.

"A abordagem tradicional é ter manutenção programada, "disse Leurent." O que produz uma grande porcentagem do que chamamos de falsos positivos. Então, uma equipe de manutenção é instruída a inspecionar uma área, mas não há nada para eles fazerem lá. Isso dificilmente é eficiente, porque você direciona mal suas equipes (que por sua vez perdem tempo), e você pode perder problemas porque não consegue olhar em todos os lugares. "

Claro que você também pode prever erros estatisticamente com base em dados anteriores. Mas esses modelos são, 'muito grosso, "de acordo com Leurent:eles exigem muitos dados, e ainda produzir um grande número de falsos positivos, particularmente para objetos muito grandes como FSPOs.

Ao fazer réplicas digitais altamente detalhadas, Akselos usa modelos complexos que mostram às empresas em tempo real para onde devem enviar suas equipes de manutenção.

"Isso é muito importante, "disse Leurent." Porque se você pegar um problema cedo, isso é bom. Mas se voce esta atrasado, você pode ter um derramamento de óleo muito caro em suas mãos. "