Já ouviu falar em gêmeos digitais? Descubra o que são e aplicações na indústria de alimentos e bebidas

Os gêmeos digitais são inovações tecnológicas que prometem mudar drasticamente a indústria alimentícia. Conheça essa tecnologia e como ela pode ajudar nas operações da sua empresa.

No dinâmico mundo da indústria de alimentos e bebidas, a inovação tecnológica é a chave para manter a competitividade e promover o crescimento sustentável. Uma dessas inovações que está transformando o setor é a tecnologia de gêmeos digitais.

Gêmeos digitais são réplicas virtuais de processos, produtos ou serviços que permitem a simulação e análise em tempo real da fábrica. Essa tecnologia permite visualizar o desempenho das operações e identificar áreas de melhoria sem interromper a produção atual.

Segundo estudo realizado pela McKinsey & Company, o mercado global de tecnologias de gêmeos digitais deve crescer cerca de 60% nos próximos cinco anos, atingindo 73,5 mil milhões de dólares até 2027.

A implementação de uma ferramenta como essa pode ser um divisor de águas para as empresas do setor, pois oferece uma visão detalhada e insights valiosos que podem levar a melhorias significativas em eficiência, qualidade e inovação. 

A seguir, entenda o que é gêmeo digital e como essa inovação pode contribuir para a indústria.

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O que são gêmeos digitais?

Gêmeos digitais são, em essência, modelos virtuais que representam uma contraparte física no mundo real. Esses modelos são construídos utilizando dados coletados de sensores instalados nos equipamentos ou processos que estão sendo replicados virtualmente. 

Através desses dados, os gêmeos digitais são capazes de simular o comportamento e o desempenho do objeto físico em tempo real, com uma precisão impressionante.

“Os gêmeos digitais podem replicar muitos itens do mundo real, desde peças únicas de equipamento em uma fábrica a instalações completas, como turbinas eólicas e até cidades inteiras. A tecnologia de gêmeos digitais permite supervisionar performance de um ativo, identificar possíveis falhas e tomar decisões mais bem informadas sobre manutenção e ciclo de vida”, explica a AWS, empresa de tecnologia e de produção de software que pertence à Amazon.

Como essa tecnologia funciona?

O funcionamento dos gêmeos digitais se baseia em três pilares fundamentais:

1. Coleta de dados: sensores e dispositivos de IoT (Internet das Coisas) capturam dados operacionais contínuos do objeto físico.
2. Integração e processamento: os dados são enviados para uma plataforma de análise onde são processados e integrados, criando o modelo digital.
3. Simulação e análise: o modelo digital é usado para simular diferentes cenários e realizar análises preditivas, o que permite antecipar problemas e otimizar processos.

Tipos de gêmeos digitais

A implementação de gêmeos digitais, independentemente da indústria na qual serão usados, pode assumir várias formas, cada uma atendendo a diferentes necessidades e objetivos. A seguir, conheça os principais tipos e como eles atuam:

1- Gêmeos digitais de produtos

Os gêmeos digitais de produtos são modelos virtuais de produtos alimentícios que simulam o comportamento e a interação dos ingredientes. Eles são extremamente úteis para o desenvolvimento de novos produtos, permitindo que os fabricantes testem e ajustem receitas em um ambiente virtual antes de iniciar a produção.

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2- Gêmeos digitais de processos

Os gêmeos digitais de processos focam na simulação de processos de produção, desde a mistura e cozimento até o empacotamento e distribuição. Com esses modelos, é possível otimizar cada etapa da cadeia de abastecimento, garantindo eficiência e reduzindo o tempo de inatividade.

3- Gêmeos digitais de equipamentos

Já os gêmeos digitais de equipamentos são réplicas virtuais de máquinas e equipamentos usados na fabricação de alimentos e bebidas. Eles ajudam na manutenção preditiva e na gestão do ciclo de vida dos ativos, assegurando que os equipamentos estejam sempre operando em condições ideais.

4- Gêmeos digitais de sistemas

Os gêmeos digitais de sistemas englobam modelos mais complexos que integram múltiplos gêmeos de produtos, processos e equipamentos. Eles oferecem uma visão holística da operação, permitindo simulações de toda a cadeia de produção e fornecimento.

5- Gêmeos digitais de desempenho

Os modelos de gêmeos de desempenho são projetados para monitorar e analisar o desempenho geral da empresa. Eles utilizam dados operacionais e de mercado para fornecer insights estratégicos, ajudando na tomada de decisões de negócios e no planejamento a longo prazo.

Como os gêmeos digitais são usados na indústria?

A indústria de alimentos e bebidas enfrenta desafios únicos, desde a garantia da qualidade dos produtos até a eficiência operacional e a conformidade regulatória. 

A partir disso, os gêmeos digitais surgem como uma solução inovadora para enfrentar esses desafios, oferecendo uma série de aplicações práticas, como:

• Monitoramento e controle de qualidade: é possível monitorar em tempo real as condições de produção e armazenamento, garantindo que os produtos atendam aos rigorosos padrões de segurança alimentar.
• Otimização de produção: permitem simular e otimizar processos de produção, identificando gargalos e ineficiências.
• Criação de novos produtos: facilita o teste de novas receitas e variantes de produtos em um ambiente virtual, acelerando o ciclo de inovação e reduzindo o tempo de lançamento no mercado.
• Prevenção de falhas: os gêmeos digitais podem prever falhas em equipamentos antes que ocorram, permitindo manutenções proativas e evitando paradas não planejadas na produção.
• Otimização da gestão da cadeia de suprimentos: ajudam a prever e responder a mudanças na demanda, otimizar estoques e melhorar a logística de distribuição.
• Personalização em massa: habilitam a personalização de produtos em larga escala, atendendo às demandas específicas dos consumidores sem comprometer a eficiência da produção.

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Benefícios para indústria geral

A adoção de gêmeos digitais na indústria traz uma série de vantagens que podem revolucionar a maneira como as empresas operam.

Redução de desperdícios e melhora na eficiência

Gêmeos digitais permitem uma análise detalhada de cada etapa da produção, identificando pontos de ineficiência e desperdício.

Com essa tecnologia, é possível ajustar procedimentos em tempo real, economizando recursos e aumentando a produtividade.

Resolução preventiva de problemas

A capacidade de simular cenários e prever o comportamento de máquinas e sistemas é uma das grandes forças dos gêmeos digitais.

Isso significa que as empresas podem antecipar falhas e resolver problemas antes que eles afetem a produção, evitando paradas não planejadas e custos de manutenção elevados.

Garantia de qualidade em toda a cadeia de produção

Os gêmeos digitais oferecem monitoramento constante, garantindo que os padrões de qualidade sejam mantidos do início ao fim do processo produtivo, assegurando a satisfação do cliente e a conformidade com regulamentos.

Fortalecimento da transparência com o consumidor

Em um mercado cada vez mais consciente, a transparência é um diferencial competitivo. 

Gêmeos digitais proporcionam um rastreamento detalhado dos produtos, permitindo que as empresas compartilhem informações precisas sobre a origem e o processamento dos alimentos com os consumidores.

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Monitoramento remoto das atividades industriais

Com gêmeos digitais, os gestores podem acompanhar as operações de qualquer lugar, a qualquer momento.

Isso não só melhora a supervisão das atividades industriais, mas também facilita a tomada de decisões baseada em dados confiáveis e atualizados.

Benefícios dos gêmeos na indústria de alimentos e bebidas

Um dos principais benefícios que os gêmeos digitais podem oferecer para a indústria alimentícia é a integração das operações da cadeia produtiva, tornando o processo mais ágil e assertivo.

Outros ganhos que a tecnologia pode oferecer:

1. Maior aproveitamento dos períodos de produção para os alimentos que apresentam limitações relacionadas à sazonalidade;
2. Elaboração das melhores estratégias para o desenvolvimento de novos alimentos e sequenciamento da operação para a fabricação;
3. Melhor aproveitamento em cada etapa de produção e distribuição do alimento, bem como os subprodutos a partir de análises realizadas no modelo digital;
4. Maximização da recuperação de componentes de valor, que podem servir como subprodutos para demais operações;
5. Maior rastreabilidade do alimento e manejo dos dados digitais em substituição aos dados físicos, gerando valor para o negócio.

Exemplos de soluções reais usadas na indústria

A indústria moderna tem se beneficiado enormemente da implementação dessa tecnologia, e a Mars é um exemplo emblemático desse avanço.

Líder em confeitaria e alimentos globalmente, a empresa está utilizando tecnologias para criar uma "Fábrica do Futuro". Desde 2020, junto a Accenture, a empresa testa o uso de gêmeos digitais.

Em um teste inicial, um gêmeo digital foi usado para reduzir o excesso de produto nas embalagens em uma fábrica da Mars em Illinois, EUA. 

A solução, que monitora a produção em tempo real e permite ajustes precisos, foi tão bem-sucedida que passou a ser implementada em todas as fábricas da Mars nos EUA, além de modelos semelhantes serem desenvolvidos para operações na Europa e China.

Em entrevista a Accenture em 2022, Larry Thomas, diretor sênior da Accenture e líder de conta da Mars, disse que o trabalho de modernização “consiste em usar o poder dos dados, da nuvem e da computação de borda para modernizar fábricas e aumentar a agilidade dos negócios diante de mudanças”.

Como aplicar a tecnologia na indústria?

A implementação de gêmeos digitais na indústria de alimentos e bebidas é um processo que exige visão estratégica e um compromisso com a inovação. Para os tomadores de decisão que buscam aplicar esta tecnologia, aqui estão algumas etapas fundamentais:

1- Avaliação e planejamento

Antes de tudo, é crucial entender as necessidades específicas da sua empresa. 

O processo envolve identificar os processos que mais se beneficiariam da implementação de gêmeos digitais. 

Com essa análise em mãos, desenvolva um plano detalhado que estabeleça objetivos claros e etapas para a integração da tecnologia.

2- Coleta e integração de dados

Os gêmeos digitais são alimentados por dados. Portanto, a próxima etapa é garantir que você tenha sistemas de coleta de dados robustos e confiáveis.

Isso pode incluir sensores IoT, sistemas ERP e outras fontes de dados operacionais. A integração desses dados é fundamental para criar um modelo digital preciso.

3- Desenvolvimento de modelo digital

Com os dados em mãos, é hora de construir o gêmeo digital. O responsável por essa demanda são especialistas de TI e engenheiros de sistema que desenvolvem a tecnologia com base no problema ou oportunidade enfrentados na empresa.

O modelo deve ser uma representação fiel do processo ou produto físico, capaz de simular diferentes cenários e condições operacionais.

Após a criação, é essencial testá-lo extensivamente para identificar quaisquer discrepâncias entre o modelo virtual e o sistema físico. 

Com base nos resultados dos testes, é preciso fazer os ajustes necessários para garantir que o gêmeo digital seja uma ferramenta confiável para simulação e análise.

4- Implementação e monitoramento

Por fim, a tecnologia pode ser usada para monitorar o desempenho, prever manutenções e otimizar processos. 

É importante também estabelecer um sistema de monitoramento contínuo para garantir que o gêmeo digital esteja sempre atualizado, refletindo com precisão as condições reais da indústria.

Para maximizar o potencial dos gêmeos digitais, invista no treinamento de sua equipe. Garanta que todos entendam como a tecnologia funciona e como ela pode ser usada para melhorar as operações.

Os gêmeos digitais representam o futuro da indústria alimentar

Ao adotar essa tecnologia, empresas que fazem parte da indústria de alimentos e bebidas não estão apenas acompanhando uma tendência; estão se posicionando na vanguarda da transformação digital, prontos para colher os frutos de um futuro mais eficiente e dinâmico.

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