A Lockheed Martin transforma o treinamento militar com a tecnologia de gêmeo digital da Simio

O desafio

Resumo executivo

A Lockheed Martin, líder global em tecnologia aeroespacial e de defesa, enfrentou desafios significativos no gerenciamento de suas complexas operações de treinamento militar sob contratos baseados em desempenho. Ao implementar a tecnologia Simio's Process Digital Twin, a empresa criou um gêmeo digital abrangente para a empresa de treinamento que revolucionou sua abordagem de planejamento de recursos, programação e tomada de decisões operacionais.

A solução permitiu que a Lockheed Martin modelasse com precisão a progressão dos alunos por meio de pipelines de treinamento, juntamente com a disponibilidade de ativos e os requisitos de manutenção. Essa réplica digital de sua empresa de treinamento apresentou resultados notáveis, incluindo tempos de conclusão de treinamento 25% mais rápidos, redução de 20% no pico de carga de alunos e economia potencial de dezenas de milhões de dólares por meio da aquisição otimizada de ativos.

Este estudo de caso examina como a Lockheed Martin aproveitou a tecnologia de simulação da Simio para transformar suas operações de treinamento e, ao mesmo tempo, proporcionar uma visibilidade sem precedentes da dinâmica operacional e dos requisitos de recursos.

Desafio comercial

O desafio do treinamento turnkey

A abordagem inovadora de "treinamento pronto para uso" da Lockheed Martin representa uma mudança fundamental no fornecimento de treinamento militar. Em vez de simplesmente fornecer equipamentos de treinamento, a Lockheed Martin oferece um serviço abrangente baseado no desempenho e focado nos resultados do treinamento. Essa abordagem cria desafios operacionais exclusivos:

Risco de contrato com base no desempenho: o pagamento depende da produção de graduados qualificados que atendam a especificações rigorosas, criando uma exposição financeira significativa se as metas de treinamento não forem atingidas.

"É baseado no desempenho. Isso significa que só somos pagos quando produzimos um produto final que atende ou excede as especificações. Temos alunos candidatos entrando em um lado como matéria-prima e os formandos são produzidos no outro lado como produto final."

Complexidade da otimização de recursos: As instalações de treinamento incluem ativos de alto valor, como aeronaves e simuladores:

• Requisitos de manutenção complexos
• Disponibilidade dependente do clima
• Demandas concorrentes entre treinamento e manutenção

Previsão de incerteza: As operações de treinamento envolvem:

• Vários pipelines com requisitos de recursos variados
• Progressão e desgaste imprevisíveis dos alunos
• Dependências complexas entre cursos e recursos

Necessidades de suporte a decisões estratégicas: A gerência precisa:

• Previsão precisa do desempenho do programa
• Quantificação e mitigação de riscos operacionais
• Otimização da aquisição e utilização de recursos
• Suporte durante todo o ciclo de vida do programa

As abordagens tradicionais de planejamento não conseguiam captar adequadamente essas complexidades nem fornecer o suporte à decisão necessário para otimizar as operações. A Lockheed Martin precisava de uma solução que pudesse modelar as intrincadas dependências dentro de sua empresa de treinamento e, ao mesmo tempo, apoiar a tomada de decisões orientada por dados.

A solução

Abordagem da solução: O gêmeo digital da empresa de treinamento

Criação de uma réplica digital das operações de treinamento

A Lockheed Martin implementou uma abordagem abrangente de gêmeo digital usando a tecnologia de simulação da Simio para criar uma representação virtual de toda a sua empresa de treinamento. Esse gêmeo digital incorporou a progressão dos alunos nos pipelines de treinamento e a disponibilidade dos ativos que dão suporte a esse treinamento.

A solução incluiu dois componentes de modelagem interconectados:

1. Modelo de validação do programa

• Esse componente simula o progresso dos alunos nos pipelines de treinamento:
• Modela os programas de treinamento completos, desde o treinamento básico até os cursos especializados
• Considera diferentes trajetórias de alunos (asa fixa, asa rotativa, guerra eletrônica, etc.)
• Incorpora pontos de atrito variáveis em que os alunos podem ser reprovados ou precisar de treinamento adicional
• Rastreia a disponibilidade e as qualificações dos instrutores
• Simula eventos de treinamento acadêmico e de voo com requisitos de recursos apropriados

2. Modelo de manutenção e logística

Este componente simula a disponibilidade de ativos e os requisitos de manutenção:

• Modela eventos de manutenção planejados e não planejados
• Considera cronogramas de manutenção detalhados e restrições de recursos
• Prevê a disponibilidade de ativos com base em padrões de uso
• Integra os impactos climáticos nas operações de treinamento
• Otimiza a programação de manutenção para maximizar a disponibilidade dos ativos

"Executamos a simulação e vamos dar uma olhada em nossos resultados. A simulação produz gigabytes de gráficos de Gantt. Você sabe tudo o que há para saber sobre um aluno. Você vê o que eles estão fazendo em cada momento do dia."

Crucialmente, a implementação do gêmeo digital segue um sistema de feedback de ciclo fechado:

• A simulação produz previsões e planos de recursos recomendados
• A seleção deplanos identifica as estratégias ideais de alocação de recursos
• A execução implementa os planos selecionados em operações reais
• A coleta de dados captura dados de desempenho do mundo real
• O aprimoramento contínuo refina os modelos com base nos dados operacionais

Essa abordagem garante que o gêmeo digital mantenha a fidelidade com as operações reais e permite a melhoria contínua por meio da tomada de decisões orientada por dados.

Implementação técnica

Dando vida ao gêmeo digital

A implementação técnica do gêmeo digital da empresa de treinamento aproveitou os recursos avançados de simulação do Simio para criar uma réplica virtual abrangente das operações de treinamento da Lockheed Martin.

Entradas de dados e parâmetros do modelo

O modelo incorpora uma ampla gama de entradas de dados para garantir uma simulação precisa:

Arquitetura de simulação

A arquitetura de simulação integra vários componentes-chave:

• Integração de banco de dados: Conecta-se a sistemas externos para entrada e saída de dados
• Simulação de Monte Carlo: Executa várias replicações para levar em conta a variabilidade
• Suporte ao painel de controle: Oferece visualização dos principais indicadores de desempenho
• Interface de agendamento: Permite a integração com sistemas de programação operacional

"Queremos executar essas análises regularmente. E eu apenas arranhei a ponta do iceberg, pois há centenas de parâmetros que podem ser alterados nesse modelo. E cada um deles pode representar um insight diferente, dependendo da situação que você está enfrentando."

Processo de implementação

A Lockheed Martin desenvolveu uma abordagem estruturada para a implementação do gêmeo digital:

Estrutura da equipe: Separação de funções especializadas de modelagem e análise:

• Os modeladores se concentraram em entender e melhorar o produto da simulação
• Analistas especializados em entender os requisitos do cliente e gerar relatórios

Fluxo de trabalho de implementação:

1. Atualizar dados de linha de base com informações operacionais atuais
2. Executar cenários de simulação para prever resultados
3. Verificar os resultados com base em dados históricos ou expectativas
4. Refinar os parâmetros do modelo com base nos resultados da verificação
5. Identificar e resolver conflitos de programação
6. Apresentar os resultados às partes interessadas para a tomada de decisões
7. Implementar a abordagem selecionada e continuar o monitoramento

Essa abordagem estruturada garante que o gêmeo digital forneça insights precisos e acionáveis, mantendo o alinhamento com as realidades operacionais.

O impacto nos negócios

Resultados e impacto nos negócios

Transformando a tomada de decisões e as operações

O gêmeo digital da empresa de treinamento proporcionou melhorias significativas e mensuráveis em várias dimensões das operações de treinamento da Lockheed Martin.

Estudo de caso de otimização do programa de estudos

Uma análise comparativa das alterações do programa de estudos demonstra a capacidade do modelo de avaliar os impactos operacionais:

Este exemplo ilustra como a transferência de eventos de treinamento selecionados de aeronaves para simuladores não apenas reduziu o tempo médio de treinamento, mas também diminuiu significativamente a variabilidade, permitindo operações mais previsíveis e mantendo as taxas de graduação.

Impacto estratégico nos negócios

Além dos exemplos específicos de otimização, o gêmeo digital proporcionou benefícios estratégicos significativos:

1. Melhoria na comunicação com as partes interessadas

• Previsões claras do desempenho esperado
• Compreensão orientada por dados dos requisitos de recursos
• Visão transparente das restrições operacionais
• Sem surpresas para os clientes ou para a gerência

2. Prevenção de custos por meio da otimização de ativos

• Modelagem precisa dos requisitos reais dos ativos
• Redução da aquisição de ativos de treinamento de alto custo
• Planejamento de manutenção otimizado
• Melhor utilização dos recursos existentes

"Pense no custo de um avião. Apenas o custo de aquisição é bastante alto. Mas agora pense no custo de manutenção desse avião. Ele pode ser três vezes maior que o preço de compra da aeronave. Portanto, se você conseguir provar que pode treinar com menos aeronaves, pode ter economizado dezenas de milhões de dólares."

3. Planejamento operacional aprimorado

• Previsão precisa das datas das aulas em todo o pipeline de treinamento
• Melhor alocação de instrutores e recursos
• Programação mais eficiente das atividades de manutenção
• Redução dos gargalos e do tempo de espera

4. Melhoria no gerenciamento de riscos

• Capacidade de testar cenários hipotéticos sem interrupção operacional
• Quantificação dos riscos operacionais
• Estratégias de atenuação orientadas por dados
• Adaptabilidade aprimorada a requisitos em constante mudança

O gêmeo digital tornou-se um ativo estratégico essencial, proporcionando benefícios operacionais imediatos e uma base para inovação e otimização futuras.

Aplicativos futuros

Expansão do ecossistema de gêmeos digitais

Com base no sucesso da implementação inicial, a Lockheed Martin está explorando várias oportunidades de expansão para o Training Enterprise Digital Twin:

1. Integração aprimorada com sistemas de programação

• Assistência à programação operacional em tempo real
• Alocação dinâmica de recursos
• Resolução automatizada de conflitos

2. Recursos ampliados de análise de variações hipotéticas

• Impactos da modernização de equipamentos
• Mudanças no método de treinamento
• Avaliações de restrições de recursos

3. Aplicação a domínios de treinamento adicionais

• Expandido além do treinamento de voo para outras especialidades militares
• Coordenação de treinamento entre domínios
• Exercícios de treinamento conjunto

4. Aplicativos de análise avançada

• Integração de manutenção preditiva
• Previsão de desempenho do aluno
• Identificação antecipada de desafios de treinamento

"Apoiamos as decisões durante todo o ciclo de vida do programa. Temos desenvolvimento de soluções, stand up e prestação de serviços."

À medida que a Lockheed Martin continua a refinar e expandir sua implementação do gêmeo digital, ela prevê melhorias operacionais ainda maiores e economia de custos em toda a empresa de treinamento.

Conclusão

A implementação da tecnologia Digital Twin da Simio pela Lockheed Martin representa uma abordagem transformadora para o gerenciamento de operações de treinamento complexas. Ao criar uma réplica virtual abrangente de sua empresa de treinamento, eles obtiveram uma visibilidade sem precedentes da dinâmica operacional, permitindo decisões orientadas por dados que otimizam o desempenho em várias dimensões.

Os resultados falam por si: conclusão mais rápida do treinamento, utilização mais eficiente dos recursos, maior previsibilidade e redução significativa dos custos. O mais importante é que o gêmeo digital se tornou parte integrante do processo de tomada de decisões operacionais e estratégicas da Lockheed Martin, criando um ciclo de melhoria contínua que impulsiona a otimização contínua.

Essa implementação demonstra o poder da tecnologia de simulação avançada da Simio para enfrentar desafios operacionais complexos no setor aeroespacial e de defesa. O Training Enterprise Digital Twin tornou-se um ativo estratégico essencial para a Lockheed Martin, proporcionando benefícios operacionais imediatos e uma base para inovações futuras.