Gêmeo digital

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Um gêmeo digital é uma representação virtual que serve como contrapartida digital em tempo real de um objeto ou processo físico. Embora o conceito tenha se originado anteriormente, a primeira definição prática de gêmeo digital surgiu da NASA em uma tentativa de melhorar a simulação de modelos físicos de espaçonaves em 2010.[1] Os gêmeos digitais são o resultado da melhoria contínua na criação de projetos de produtos e atividades de engenharia. Desenhos de produto e especificações de engenharia progrediram de desenhos feitos à mão para desenhos auxiliados por computador e engenharia de sistemas baseada em modelo.

Origem e tipos de gêmeos digitais[editar | editar código-fonte]

Os gêmeos digitais foram antecipados pelo livro Mirror Worlds, de David Gelernter, de 1991.[2][3] É amplamente reconhecido na indústria e nas publicações acadêmicas[4][5][6][7][8][9] que Michael Grieves, do Instituto de Tecnologia da Flórida, aplicou pela primeira vez o conceito de gêmeo digital na manufatura. O conceito e o modelo do gêmeo digital foram apresentados publicamente em 2002 por Grieves, então da Universidade de Michigan, em uma conferência da Society of Manufacturing Engineers em Troy, Michigan.[10] Grieves propôs o gêmeo digital como o modelo conceitual subjacente ao gerenciamento do ciclo de vida do produto.

Um conceito de Gêmeo Digital de Grieves e Vickers

O conceito, que tinha alguns nomes diferentes, foi posteriormente chamado de "gêmeo digital" por John Vickers, da NASA, em um relatório de 2010.[11] O conceito de gêmeo digital consiste em três partes distintas: o produto físico, o produto digital/virtual e as conexões entre os dois produtos. As conexões entre o produto físico e o produto digital/virtual são dados que fluem do produto físico para o produto digital/virtual e informações que estão disponíveis do produto digital/virtual para o ambiente físico.

Além disso, o gêmeo digital pode ser dividido em três subcategorias de acordo com os diferentes níveis de integração, nomeadamente os diferentes graus de fluxo de dados e informação que podem ocorrer entre a parte física e a cópia digital: modelo digital, sombra digital e gêmeo digital.

Exemplos[editar | editar código-fonte]

Um exemplo de como os gêmeos digitais são usados para otimizar máquinas é a manutenção de equipamentos de geração de energia, como turbinas de geração de energia, motores a jato e locomotivas.

Outro exemplo de gêmeos digitais é o uso de modelagem 3D para criar companheiros digitais para os objetos físicos.[12][13][14][6][7] Ele pode ser usado para visualizar o status do objeto físico real, o que fornece uma maneira de projetar objetos físicos no mundo digital.[15] Por exemplo, quando os sensores coletam dados de um dispositivo conectado, os dados do sensor podem ser usados para atualizar uma cópia "dupla digital" do estado do dispositivo em tempo real.[16][17][18] O termo "sombra do dispositivo" também é usado para o conceito de gêmeo digital.[19] O gêmeo digital se destina a ser uma cópia atualizada e precisa das propriedades e estados do objeto físico, incluindo forma, posição, gesto, status e movimento.[20]

Indústria[editar | editar código-fonte]

Os objetos de manufatura físicos são virtualizados e representados como modelos digitais "gêmeos" (avatares) intimamente integrados nos espaços físicos e cibernéticos.[21] Objetos físicos e modelos gêmeos interagem de maneira mutuamente benéfica.

Planejamento urbano e indústria da construção[editar | editar código-fonte]

Gêmeos geográficos digitais se popularizaram na prática de planejamento urbano, devido ao crescente apetite por tecnologia digital no movimento das Cidades Inteligentes. Esses gêmeos digitais são frequentemente propostos na forma de plataformas interativas para capturar e exibir dados espaciais 3D e 4D em tempo real para modelar ambientes urbanos e os dados alimentados dentro deles.[22]

Tecnologias de visualização, como sistemas de realidade aumentada (AR), estão sendo usadas como ferramentas colaborativas para design e planejamento no ambiente construído, integrando feeds de dados de sensores embutidos em cidades e serviços de API para formar gêmeos digitais. Por exemplo, AR pode ser usado para criar mapas de realidade aumentada, edifícios e feeds de dados projetados em mesas para visualização colaborativa por profissionais de ambiente construído.[23]

Indústria automobilística[editar | editar código-fonte]

A indústria automobilística foi aprimorada pela tecnologia de gêmeos digitais. Os gêmeos digitais na indústria automobilística são implementados usando dados existentes para facilitar os processos e reduzir os custos marginais. Atualmente, os projetistas de automóveis expandem a materialidade física existente incorporando habilidades digitais baseadas em software.[24] Um exemplo específico de tecnologia dupla digital na indústria automotiva é onde os engenheiros automotivos usam a tecnologia de upla digital em combinação com a ferramenta analítica da empresa para analisar como um carro específico é dirigido. Ao fazê-lo, eles podem sugerir a incorporação de novos recursos no carro que podem reduzir os acidentes de trânsito na estrada, o que antes não era possível em tão curto espaço de tempo.[25]

Tecnologias relacionadas[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. ↑ Elisa Negri (2017). «A review of the roles of Digital Twin in CPS-based production systems». Procedia Manufacturing. 11: 939-948 
  2. ↑ Gelernter, David Hillel (1991). Mirror Worlds: or the Day Software Puts the Universe in a Shoebox—How It Will Happen and What It Will Mean. Oxford; New York: Oxford University Press. ISBN 978-0195079067. OCLC 23868481 
  3. ↑ «Siemens and General Electric gear up for the internet of things». The Economist. That technology allows manufacturers to create what David Gelernter, a pioneering computer scientist at Yale University, over two decades ago imagined as 'mirror worlds'. 
  4. ↑ Marr, Bernard (6 de março de 2017). «What Is Digital Twin Technology - And Why Is It So Important?». Forbes.com. Consultado em 10 de setembro de 2019 
  5. ↑ Thilmany, Jean (21 de setembro de 2017). «Identical Twins». ASME. Consultado em 10 de setembro de 2019 
  6. ↑ a b «Digital twins – rise of the digital twin in Industrial IoT and Industry 4.0». i-SCOOP (em inglês). Consultado em 11 de setembro de 2019 
  7. ↑ a b Trancossi, Michele; Cannistraro, Mauro; Pascoa, Jose (30 de dezembro de 2018). «Can constructal law and exergy analysis produce a robust design method that couples with industry 4.0 paradigms? The case of a container house». Mathematical Modelling of Engineering Problems (em inglês). 5: 303–312. ISSN 2369-0739. doi:10.18280/mmep.050405Acessível livremente 
  8. ↑ Xu, Yan; Sun, Yanming; Liu, Xiaolong; Zheng, Yonghua (2019). «A Digital-Twin-Assisted Fault Diagnosis Using Deep Transfer Learning». IEEE Access. 7: 19990–19999. ISSN 2169-3536. doi:10.1109/ACCESS.2018.2890566Acessível livremente 
  9. ↑ Greengard, Samuel. «Digital Twins Grow Up». cacm.acm.org (em inglês). Consultado em 11 de setembro de 2019 
  10. ↑ Grieves, M., Virtually Intelligent Product Systems: Digital and Physical Twins, in Complex Systems Engineering: Theory and Practice, S. Flumerfelt, et al., Editors. 2019, American Institute of Aeronautics and Astronautics. p. 175-200.
  11. ↑ Piascik, R., et al., Technology Area 12: Materials, Structures, Mechanical Systems, and Manufacturing Road Map. 2010, NASA Office of Chief Technologist.
  12. ↑ «Shaping the Future of the IoT». YouTube. PTC. Consultado em 22 de setembro de 2015 
  13. ↑ «On Track For The Future – The Siemens Digital Twin Show». YouTube. Siemens. Consultado em 22 de setembro de 2015 
  14. ↑ «'Digital twins' could make decisions for us within 5 years, John Smart says». news.com.au. Consultado em 22 de setembro de 2015 
  15. ↑ «Digital Twin for MRO». LinkedIn Pulse. Transition Technologies. Consultado em 25 de novembro de 2015 
  16. ↑ Marr, Bernard. «What Is Digital Twin Technology – And Why Is It So Important?». Forbes. Consultado em 7 de março de 2017 
  17. ↑ Grieves, Michael. «Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication» (PDF). Florida Institute of Technology. Consultado em 24 de março de 2017 
  18. ↑ «GE Doubles Down On 'Digital Twins' For Business Knowledge». InformationWeek. Consultado em 26 de julho de 2017 
  19. ↑ «Device Shadows for AWS IoT – AWS IoT». docs.aws.amazon.com 
  20. ↑ «Digital Twin for SLM». YouTube. Transition Technologies. Consultado em 26 de novembro de 2015 
  21. ↑ Yang, Chen; Shen, Weiming; Wang, Xianbin (2018). «The Internet of Things in Manufacturing: Key Issues and Potential Applications». IEEE Systems, Man, and Cybernetics Magazine. 4: 6–15. doi:10.1109/MSMC.2017.2702391 
  22. ↑ NSW, Digital (25 de fevereiro de 2020). «NSW Digital win». Consultado em 25 de fevereiro de 2020 
  23. ↑ Lock, Oliver. HoloCity – exploring the use of augmented reality cityscapes for collaborative understanding of high-volume urban sensor data. New York: Association for Computing Machinery. ISBN 978-1-4503-7002-8. doi:10.1145/3359997.3365734 
  24. ↑ Yoo, Youngjin; Boland, Richard; Lyytinen, Kalle; Majchrzak, Ann (setembro–outubro de 2012). «Organizing for innovation in the digitized world.». Organization Science. 23: 1398–1408. JSTOR 23252314. doi:10.1287/orsc.1120.0771 
  25. ↑ Cearley, David W.; Burker, Brian; Searle, Samantha; Walker, Mike J. (3 de outubro de 2017). «The top 10 strategic technology trends for 2013» (PDF). Gartner Trends 2018: 1–24 

 

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