O “Application Strategies & Solutions Summit” de 2019 do Gartner destacou os desafios que os fabricantes enfrentam em um mundo que continua a exigir mais responsabilidade do setor de manufatura. Os desafios discutidos incluíram a necessidade de aumentar o crescimento da receita, permitir maior agilidade com os processos e recursos de fabricação existentes e obter mais valor dos dados do chão de fábrica. Durante a conferência, o gêmeo digital foi destacado como uma ferramenta poderosa para solucionar os problemas complexos que o setor de manufatura enfrenta atualmente e que deverá enfrentar no futuro.
E o que é um gêmeo digital?
Os gêmeos digitais são representações espelhadas exatas de processos e recursos físicos. O gêmeo digital forma um ambiente ciberfísico com processos físicos de fabricação em que é possível a transferência de dados do chão de fábrica para o gêmeo digital. O ambiente virtual é modelado usando os dados capturados dos processos do chão de fábrica e da IIoT e do hardware de borda implantado em uma instalação de fabricação.
A plataforma virtual que um gêmeo digital oferece é o ambiente perfeito para responder a perguntas do tipo “e se” e avaliar diversos cenários que incluem:
- Avaliação dos efeitos de diversas restrições para desenvolver processos de manufatura ágeis – As empresas de manufatura que lidam com os desafios de um ciclo de demanda flutuante precisam entender o efeito dessas flutuações nas programações de manufatura, nos planos mestre de produção e no estoque disponível.
Os fabricantes podem responder a perguntas do tipo ‘e se’, como ‘como a adição de mais equipamentos melhora o rendimento ou fornece análises sobre como otimizar as programações de produção para atender à demanda prevista’.”
- Otimize os planos de capacidade e o gerenciamento de processos – Os gêmeos digitais fornecem informações no nível da instalação. Com um gêmeo digital, é possível desenvolver e analisar instalações de fabricação inteiras para criar planos de capacidade e layouts otimizados para novas instalações ou atividades de reforma. Os planos otimizados permitem que os fabricantes melhorem a qualidade do produto, os níveis de eficiência e aumentem o índice de satisfação do cliente.
A capacidade do gêmeo digital de otimizar os processos de fabricação e ajudar as empresas com iniciativas de planejamento ágil é a razão pela qual 75% dos fabricantes pretendem integrar o gêmeo digital em seus processos de tomada de decisão.
A Microsoft apresenta o software Simio como uma solução de gêmeos digitais para otimizar os processos de fabricação
O esforço da Microsoft para vender os benefícios da tecnologia de gêmeos digitais para o setor de manufatura levou ao lançamento de um EBook que discute vários casos de uso em que as tecnologias de gêmeos digitais aprimoraram estratégias inovadoras e apoiaram o planejamento ágil. Nesse EBook, intitulado “Enhance Innovation and Agility with Digital Twins” (Aprimore a inovação e a agilidade com gêmeos digitais), foi discutida a aplicação do software Simio para desenvolver um gêmeo digital que aumentou o rendimento e reduziu o custo operacional. O estudo de caso se concentrou em um fabricante de equipamentos originais (OEM) de grande escala que fabrica robôs, hardware de automação e equipamentos elétricos pesados.
Os desafios:
O fabricante de equipamentos originais teve dificuldades para programar seus complexos processos de fabricação, melhorando o uso de materiais e recursos e reduzindo o custo de fabricação. As operações de fabricação multifacetadas do OEM dificultavam a visualização das operações em toda a instalação para criar planos de produção mestre otimizados para atender à demanda flutuante.
A implementação da tecnologia de gêmeos digitais:
O fabricante de equipamentos originais solicitou a ajuda do gêmeo digital para resolver seus desafios operacionais. Com o Simio Software, o fabricante criou um gêmeo digital de todo o seu processo de fabricação para avaliar os efeitos de restrições, como o aumento da demanda do cliente e a disponibilidade de material para seu sistema de produção.
O processo de implementação do gêmeo digital consistiu em três etapas principais. Essas etapas foram: a modelagem digital dos ativos e das operações da instalação, a coleta e a agregação de dados dos sensores do chão de fábrica e do sistema SAP e o estabelecimento dos principais sistemas de monitoramento para otimizar o fluxo de trabalho da produção.
O resultado:
Durante o período dedicado à coleta de dados e à implementação da tecnologia Simio Digital Twin, o OEM testemunhou melhorias contínuas em seus processos de fabricação. O resultado foi uma programação de fabricação otimizada e um plano mestre de produção que resultou em um ROI substancial e reduziu o tempo de colocação no mercado para o OEM.
O gêmeo digital ajudou o fabricante de equipamentos originais a programar de forma autônoma todas as tarefas em suas instalações de fabricação e a analisar as restrições de fabricação que afetam os processos operacionais das instalações. O fabricante também foi capaz de avaliar o impacto da demanda adicional para responder com facilidade e confiança de forma mais rápida em relação ao custo e ao cronograma para ofertas competitivas.
Os recursos de visualização do Simio Software garantiram que o OEM obtivesse visibilidade de todos os aspectos de suas operações, desde o projeto do equipamento até o processo de produção e expedição.