Gêmeos digitais: a chave para o desenvolvimento de produtos inteligentes

Jul 13, 2023

As empresas vivem ou morrem pela sua capacidade de desenvolver e lançar novos produtos. Nos próximos cinco anos, estimamos que cerca de 30 biliões de dólares em receitas empresariais dependerão de produtos que ainda não chegaram ao mercado.

No entanto, criar novos produtos de sucesso está cada vez mais difícil. Para dar aos clientes um motivo convincente para comprar, os produtos precisam cada vez mais de melhorias de desempenho e recursos que exigem a integração de tecnologias novas e complexas. Mais consumidores também esperam que os produtos da próxima geração sejam mais sustentáveis, criando novas restrições em torno da seleção de materiais e componentes, reparabilidade e considerações de fim de vida. E a pressão para manter baixos os custos de I&D é tão implacável como sempre.

Neste contexto, as empresas procuram melhorar as suas capacidades de desenvolvimento de produtos digitais, vendo estas tecnologias como uma forma de acelerar os ciclos de design e engenharia, ao mesmo tempo que cortam custos através da otimização dos processos de I&D. Num inquérito, 75% dos executivos de desenvolvimento de produtos afirmaram que uma maior digitalização era uma prioridade fundamental para eles.1Mercado de gêmeos digitais por empresa, aplicação (manutenção preditiva, otimização de negócios), indústria (aeroespacial, automotiva e transporte, saúde, infraestrutura, energia e serviços públicos) e geografia - Previsão global para 2027, Research and Markets, julho de 2022.

As abordagens de desenvolvimento de produtos digitais também estão evoluindo rapidamente, com base nos avanços no poder da computação, nas abordagens analíticas e na inteligência artificial. Estas levaram ao surgimento de gémeos digitais: réplicas digitais de produtos atuais ou futuros que podem simular todas as características dos seus homólogos físicos. Interagir ou modificar um produto em um espaço virtual pode ser mais rápido, fácil e seguro do que fazê-lo no mundo real.

Os líderes de desenvolvimento de produtos esperam que os gêmeos digitais acelerem os processos de desenvolvimento de produtos e melhorem os resultados, ao mesmo tempo que reduzem custos. Eles estão correndo para investir no conceito, com o mercado global de tecnologias de gêmeos digitais previsto para crescer cerca de 60% ao ano durante os próximos cinco anos, atingindo US$ 73,5 bilhões até 2027.2Mercado de gêmeos digitais por empresa, aplicação (manutenção preditiva, otimização de negócios ), indústria (aeroespacial, automotiva e transporte, saúde, infraestrutura, energia e serviços públicos) e geografia – Previsão global para 2027, Pesquisa e Mercados, julho de 2022.

Os líderes de desenvolvimento de produtos esperam que os gêmeos digitais acelerem os processos de desenvolvimento de produtos e melhorem os resultados, ao mesmo tempo que reduzem custos.

Neste artigo, analisaremos a forma como os gémeos digitais estão a ser utilizados atualmente na indústria, examinaremos os fatores que sustentam uma estratégia de gémeos digitais bem-sucedida e discutiremos a evolução futura desta tecnologia impactante.

Um gêmeo digital é uma réplica virtual do comportamento de um sistema em seu ambiente operacional. Esse sistema, que pode ser um produto, um processo de fabricação ou mesmo uma cadeia de abastecimento inteira, é representado por uma coleção de modelos digitais. Esses modelos processam e reagem a diversos estímulos, que são dados que representam o ambiente externo. Os gêmeos digitais combinam vários tipos de modelos e processam dados de diversas fontes. Isso lhes permite oferecer uma melhor aproximação de um objeto real do que as abordagens tradicionais de simulação.

Neste artigo, focaremos nos gêmeos digitais de produtos. Estes podem ser caracterizados por três dimensões principais: o nível de modelação e sofisticação dos dados empregues, o âmbito físico do gémeo e as partes da cadeia de valor que abrange (tabela).

Mesa.Os gêmeos digitais podem operar em níveis crescentes de inclusão, escopo e sofisticação da cadeia de valor.

À medida que as organizações aprendem a construir e usar gêmeos digitais, elas atravessam cada uma dessas dimensões, começando pela mais simples. O escopo de um gêmeo digital inicial pode ser um componente único e crítico, por exemplo, expandindo-se para um produto completo à medida que o nível de maturidade do gêmeo digital da empresa aumenta. Da mesma forma, os primeiros gémeos digitais podem ser aplicados apenas numa área da cadeia de valor, muitas vezes na engenharia, enquanto os gémeos posteriores também podem simular o produto no fabrico e na utilização.