Com a ascensão da indústria 4.0, novas tecnologias vêm sendo integradas aos sistemas produtivos. Entre elas, comumente mencionam-se os dispositivos de internet das coisas (IoTs), a utilização de ferramentas de Big Data e computação em nuvem, juntamente com técnicas de Machine Learning e inteligência artificial. Entretanto, um novo termo vem aparecendo cada vez mais fazendo referência à indústria 4.0: o Gêmeo Digital (em inglês, Digital Twin).

Embora muita literatura venha sendo produzida focando neste termo, uma definição generalizada ainda não foi obtida. Para alguns autores, o gêmeo digital é um modelo computadorizado de um dispositivo físico que representa todos os seus recursos funcionais enquanto mantém comunicação com seus elementos. Assim, entende-se que o Digital Twin estabelece comunicação de mão única com o processo real, de forma que uma mudança no estado físico do mesmo gera uma mudança no estado digital do modelo, mas uma mudança no modelo virtual não alteraria a situação real do processo.

Na realidade, o gêmeo digital deve ser conceituado de forma mais ampla: por meio da utilização de dispositivos de sensoriamento remoto e interpretação dos dados obtidos utilizando ferramentas da tecnologia da informação, concebe-se um ambiente plenamente conectado com processo físico. Neste ambiente, torna-se possível acompanhar os processos físicos em tempo real (desde os menores detalhes até a visão geral), prever resultados futuros baseados nas características atuais, simular diferentes cenários, bem como encontrar e aplicar os melhores parâmetros possíveis para otimização do processo.

Desta forma, muito facilmente se confunde o gêmeo digital com o modelo digital de processo, passível de concepção somente pela utilização de um software de simulação de processos.

Na manufatura, por exemplo, o gêmeo digital tem o potencial de retornar o status em tempo real das máquinas bem como a produtividade da linha de produção, dando ao operador a habilidade de prever problemas com adiantamento. A utilização deste tipo de solução aumenta a conectividade e o feedback entre dispositivos, que torna possível um aumento de confiabilidade e performance de todo o processo.

Entretanto, nos dias atuais, diversos desafios são encontrados em relação à implantação de gêmeos digitais. Entre eles, destacam-se àqueles relativos à análise de dados (infraestrutura necessária, qualidade dos dados, privacidade e segurança, etc), aos dispositivos de sensoriamento remoto (infraestrutura, conectividade, etc.) e a própria concepção do gêmeo digital (padronização, domínio, etc). Além disso, outras dificuldades são encontradas no campo cultural e requerem modelos operacionais e maneiras de pensar disruptivas.

De qualquer forma, a implementação de gêmeos digitais requer o desenvolvimento de modelos robustos de vários aspectos do sistema a ser reproduzido em diferentes escalas e aplicações. Dessa forma, a implantação deste conceito em sistemas produtivos necessita de um grande esforço no desenvolvimento de uma base de conhecimento coletiva e multidisciplinar.

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