A representação virtual de um objeto ou processo de produção, alimentada com informações do mundo real atualizadas constantemente, permite fazer simulações de mudanças e inovações capazes de trazer ganhos de produtividade, de desempenho ou de qualidade para uma indústria – sem causar impactos em suas atividades normais do dia-a-dia. Essa é a vantagem principal da tecnologia de Gêmeo Digital, que foi aplicada em uma prova de conceito conduzida pelo CPQD no processo de fabricação de pinos de fibra de vidro da Angelus Odonto, indústria de produtos odontológicos com sede em Londrina, no Paraná.
A prova de conceito (PoC) faz parte da segunda fase do projeto Plataforma de Inteligência de Dados – Gêmeo Digital, desenvolvido pelo CPQD com fomento do Programa Prioritário de Inovação (PPI) Softex. O foco da PoC foi a criação de um gêmeo digital do processo industrial chamado pultrusão – um processo automatizado de fabricação de perfis plásticos reforçados com fibra. Nesse caso específico, o gêmeo digital reproduziu o processo de pultrusão com fibra de vidro e resina, utilizado na Angelus para a fabricação de pinos dentários.
“Fatores como temperatura, umidade, espessura da fibra, qualidade da resina, entre outros, podem afetar a qualidade do produto final obtido na pultrusão. Além disso, criar novas linhas de pultrusão requer um investimento financeiro grande”, explica Marcio Funes, arquiteto de sistemas do CPQD. “Nesse contexto, o uso de um gêmeo digital que faça a simulação de novas linhas de pultrusão, e mostre como o ambiente pode afetar a qualidade do produto, traz um grande ganho para a indústria”, acrescenta.
Com esse objetivo, a equipe do CPQD utilizou técnicas avançadas de modelagem tridimensional visando reproduzir fielmente o ambiente real no mundo virtual, com todas as características e equipamentos envolvidos no processo de pultrusão da Angelus – o que inclui esteiras, empilhadeiras, máquina pultrusora, etc. Para a coleta e integração dos dados gerados durante esse processo no mundo real, foi utilizada a plataforma Pailot do CPQD, que combina recursos de Internet das Coisas (IoT) e de Inteligência Artificial (IA).
“Com a Pailot, foi possível coletar dados provenientes de sensores localizados na pultrusora em funcionamento real, como temperatura, umidade, espessura e tensão da fibra produzida, para visualização, gerenciamento e análise no ambiente virtual. Essa integração foi muito importante para alimentar o gêmeo digital com informações atualizadas e precisas do processo de pultrusão, a partir das quais podem ser realizadas diversas simulações”, ressalta Norberto Alves Ferreira, gerente de Soluções em IA e IoT do CPQD.
Segundo ele, o gêmeo digital desenvolvido no decorrer da PoC demonstrou alta precisão na representação do modelo 3D da pultrusora e do próprio processo de pultrusão, em diferentes condições operacionais. “Essa precisão na ambientação é importante, principalmente em simulações de posicionamento de novas linhas de pultrusão e de avaliação de impactos de fatores externos, como temperatura e umidade, sobre a qualidade do produto final. Além de permitir a visão detalhada desse processo no mundo virtual, o gêmeo digital abre caminho para o futuro desenvolvimento de estratégias de manutenção preventiva, otimização de desempenho e outros aprimoramentos dentro do ambiente industrial”, conclui Ferreira.