Etapas para implementar um gémeo digital em instalações industriais

Um gémeo digital é um objeto virtual que reproduz com precisão um produto real ou um objeto de infraestrutura. Com base no gémeo digital, é possível simular o comportamento de um objeto com o máximo de realismo. Por outras palavras, na realidade virtual, é possível implementar a produção de um novo produto, simular o trabalho de uma secção específica da empresa.

Se uma empresa conceber e fabricar produtos de engenharia mecânica, a utilização de gémeos digitais permitirá simular o funcionamento do produto a longo prazo:

• Resiliência,
• Fiabilidade,
• Cálculos térmicos,
• Dinâmica dos gases,
• Cinemática,
• Cargas de choque, e
• Muitos outros tipos de análise.

Ao compreender os principais estrangulamentos já na fase de conceção, os engenheiros podem efetuar alterações mesmo antes de aparecerem os primeiros protótipos.

Para os departamentos de fabrico, as vantagens são ainda mais óbvias. Imagine se, antes de comprar uma peça de equipamento, pudesse estimar o quanto a produtividade da empresa irá mudar quando adicionar esse novo hardware. Mas e se a compra não for necessária - é possível obter o mesmo desempenho modificando simplesmente a logística da produção ou as métricas do processo? E se não for necessário comprar uma máquina de dezenas ou centenas de milhões de euros, mas for possível organizar um buffer para armazenar peças em bruto por uma fração de um por cento do custo do equipamento de maquinagem?

Todos estes pequenos detalhes são frequentemente muito difíceis de captar na produção real; no entanto, ao simular a situação com a ajuda de um gémeo digital, as opções de melhoria são muito mais fáceis de encontrar.

Em geral, o principal objetivo da utilização de gémeos digitais em instalações industriais é a modelação de cenários. Ajudam a responder a uma série de questões muito importantes:

• Quanto mais podemos produzir com o equipamento existente?
• A logística da produção interna é óptima?
• Seremos capazes de produzir o volume necessário de mercadorias a tempo?
• O que acontece se o equipamento falhar?
• O que acontece se o fornecedor não entregar as peças a tempo?
• Como é que o plano de produção se vai alterar se não houver pessoal suficiente?
• Qual é a probabilidade de um acidente de trabalho?
• Haverá eletricidade, ar comprimido e água suficientes nas horas de ponta?

Há outro caso de utilização interessante: a combinação de um gémeo digital de produto e de um gémeo digital de produção. Para a produção em série de produtos tecnicamente complexos, o processo de mudança de produção pode demorar muitos meses. E, no decurso do processo, o volume de produção será certamente afetado.

Para minimizar o impacto de uma diminuição da capacidade de produção na fase de transição, é possível pré-implementar uma transição virtual para um novo produto sem parar o processo de produção e determinar imediatamente os parâmetros necessários. Um modelo digital de um produto num modelo digital de uma empresa passa por um ciclo de produção completo.

É considerada uma alteração na logística de produção, são efectuadas alterações nos parâmetros dos transportadores, novos novo software de controlo para robôs industriaisA necessidade de introdução de novos equipamentos é analisada, e tudo isto é feito sem parar a produção principal. A combinação de produtos digitais e gémeos de produção ajuda a reduzir significativamente o tempo de mudança para novos produtos.

Etapas da criação de um gémeo digital para as instalações industriais

A criação competente de um gémeo digital em instalações ou produtos industriais pode ser dividida em várias fases. Deve compreender que a falta de uma delas pode afetar seriamente a eficácia da implementação de um gémeo.

1. Constitui um indicador que permite avaliar o êxito do projeto.
2. Elaborar um orçamento, tendo em conta o período de recuperação.
3. Atribuir a responsabilidade pela implementação de funcionalidades e apoio adicionais.
4. Criar um gémeo digital.
5. Formular normas para os processos de manutenção de um gémeo digital e efetuar alterações na produção, primeiro no gémeo digital e depois na prática.
6. Supervisionar a aplicação dos regulamentos durante o resto da sua vigência.

Os resultados da implementação do gémeo digital são frequentemente muito bons, especialmente se as métricas forem definidas corretamente antes do desenvolvimento. Por exemplo, uma empresa siderúrgica e de tubagens poderia utilizar um gémeo digital para transformar a logística com um investimento de capital mínimo e aumentar a produtividade em, digamos, 7%. Tendo em conta os montantes gastos em software e novos equipamentos, o projeto poderia pagar-se a si próprio em dois dias úteis.

Já existem muitos exemplos de utilização de gémeos digitais. Muitas empresas que operam no domínio da exploração mineira e do processamento de minerais estão a avançar para a introdução do gémeo digital, seguindo o caminho das suas congéneres ocidentais.

Problemas típicos da implementação de um gémeo digital

No entanto, a implementação de um gémeo digital nem sempre é perfeita. O primeiro e principal problema que surge em muitas empresas é a isolamento do executante das tarefas comerciais. Ao desenvolverem um gémeo digital, não estabelecem os indicadores-chave que este deve reproduzir. Os processos que precisam de ser monitorizados são frequentemente ignorados, enquanto os processos que não são importantes para o funcionamento da empresa são introduzidos no modelo.

Outro problema é que o o cliente não avalia a eficiência económica do gémeo digital. É necessário avaliar não só o investimento inicial, mas também os fundos para apoiar o gémeo. É importante compreender que um ativo digital, tal como um ativo físico, tem de ser mantido: haverá custos com pessoal, actualizações de software e hardware. Por conseguinte, é importante avaliar o efeito económico da implementação, bem como os custos de funcionamento e manutenção do modelo digital, antes de o criar. Assim, é possível compreender quão pormenorizado deve ser o duplo. Outros problemas típicos são:

• Complexidade excessiva dos modelos criados. Muitas vezes, os artistas fazem modelos com detalhes excessivos "de reserva". No entanto, a enorme laboriosidade do processo de desenvolvimento de modelos detalhados cria dificuldades no apoio ao complexo de modelação: é muito mais difícil atualizar um modelo demasiado detalhado e não há qualquer benefício adicional.
• Nenhuma unidade responsável pelo gémeo digital. Após a criação, o ativo digital deve ser transferido "em saldo" para algum serviço. Se ninguém for responsável pelo modelo, este tornar-se-á obsoleto com o tempo e perderá o seu significado ao fim de algum tempo. Se estivermos a falar do centro de dados de produção, é ideal que o gémeo digital esteja a cargo do sistema comercial da empresa ou ao serviço do engenheiro-chefe.
• Inverter a sequência para efetuar alterações. Primeiro, moderniza-se a empresa ou os processos e só depois, se tivermos sorte, esta informação chega aos proprietários do gémeo digital. A sequência deve ser diametralmente oposta: quaisquer alterações no equipamento, na logística e, por vezes, nos processos técnicos devem ser primeiro resolvidas no gémeo digital e só depois implementadas. O gémeo digital deve ser a informação original sobre o estado da produção. Caso contrário, a eficácia da sua utilização será nula.

Se estiver interessado nas etapas de implementação de um gémeo digital em instalações industriais, convidamo-lo a conhecer quais são as etapas de implementação de um gémeo digital em instalações industriais, convidamo-lo a conhecer quais são as etapas de implementação de um gémeo digital em instalações industriais. cinco passos para alcançar a digitalização da cadeia de abastecimentobem como subscrever a nossa newsletteruma newsletter mensal com conteúdo técnico que o ajudará a obter informações úteis e actualizadas sobre a eficiência das instalações e o desempenho operacional das instalações de vapor.