A fábrica do futuro será um galpão industrial cheio de robôs fabricando outros robôs. Na cidadezinha de Amberg, na Bavária, há uma fábrica que não chega a ser assim, mas está quase lá. A planta pertence à gigante alemã de engenharia Siemens e produz sistemas computadorizados de controle industrial, que são componentes essenciais de kits utilizados numa série de sistemas automatizados, inclusive os que equipam as próprias linhas de produção da fábrica.

A planta da Siemens em Amberg é muito bem iluminada, arejada e quase asséptica de tão limpa. Sua produção chega a 15 milhões de unidades por ano, dez vezes mais do que a fábrica produzia ao ser inaugurada em 1989. O aumento foi obtido sem que houvesse expansão nas instalações ou ampliações significativas no corpo de 1,2 mil funcionários divididos em três turnos diários. (Aproximadamente 75% da produção é automatizada.) O índice de defeitos é próximo de zero: ao fim do processo industrial, 99,9988% das unidades produzidas não requerem nenhum tipo ajuste, um feito notável quando se considera que as linhas de montagem da planta produzem 1 mil sistemas diferentes.

Esses números admiráveis devem-se em grande medida à “gêmea digital” da fábrica de Amberg. Pois o fato é que a Siemens opera outra fábrica na cidade bávara: uma versão virtual de suas instalações físicas, hospedada num dos computadores da empresa. Essa gêmea digital é, em todos os aspectos, absolutamente idêntica a sua irmã de cimento e tijolo, sendo utilizada para projetar as unidades de controle, testá-las, simular sua fabricação e programar as máquinas utilizadas no processo produtivo. Depois que tudo está funcionando a contento, a gêmea digital transfere a operação para a fábrica física, a fim de que coisas de verdade comecem a sair de suas linhas de montagem.

A duplicação digital não é uma invenção nova. A ideia de simular previamente o processo produtivo remonta aos primeiros tempos da corrida espacial.

Combinação. Os sistemas desenvolvidos de lá para cá combinam diversos elementos: serviços de software em desenho assistido por computador e engenharia; simulação; controle de processos; e gestão do ciclo de vida de produtos. Alguns duplos digitais agora vêm equipados com inteligência artificial e capacidades de realidade virtual. Também podem oferecer serviços de monitoração remota e assistência técnica para produtos já comercializados. “Atualmente há duplos digitais para toda a cadeia de valor”, diz Jan Mrosik, CEO da Digital Factory Division da Siemens.

Não é só a Siemens que duplica digitalmente suas fábricas. A rival GE também faz isso. E as duas empresas já comercializam seus softwares de duplicação digital, como também o fazem outras companhias especializadas no segmento, com destaque para a francesa Dassault Systèmes. A clientela se espalha por inúmeros setores de atividade, do aeroespacial e de defesa aos de bens de consumo, energia e máquinas pesadas, assim como à indústria automobilística e à farmacêutica.

Uma das vantagens oferecidas pela duplicação digital é fazer com que os produtos cheguem ao mercado mais rapidamente e a um custo menor. Com uma fábrica gêmea digital é possível testar inúmeras variações de projeto no mundo virtual, sem que seja preciso paralisar as linhas de produção para verificar de que maneira seria possível implementá-las. E a gêmea digital também pode ser utilizada para simular a atividade dos operários no chão de fábrica, a fim de melhorar a ergonomia do local de trabalho.

A Maserati, subsidiária da Fiat Chrysler Automobiles, é outro bom exemplo do potencial da duplicação digital. A marca italiana de automóveis esportivos e de luxo utilizou uma gêmea digital para encurtar o período de dois anos e meio que seus carros costumavam levar para sair das pranchetas dos projetistas e chegar à linha de montagem: em apenas 16 meses o sedã esportivo Ghibli estava sendo produzido na fábrica que a montadora tem na cidadezinha de Grugliasco, no norte da Itália.

O impacto dos duplos digitais muito provavelmente chegará às cadeias de suprimento. Exemplo: os fornecedores podem ter que começar a apresentar gêmeos digitais de seus produtos, para que possam ser testados em fábricas virtuais antes de serem efetivamente encomendados. Os fornecedores da planta da Siemens em Amberg já são obrigados a entregar um duplo digital junto com o produto, para auxiliar em sua instalação.

Os gêmeos digitais se tornarão ainda mais responsivos conforme os produtos começarem a sair das fábricas dotados de um número cada vez maior de sensores capazes de transmitir dados pela web. Nos carros da Fórmula 1 há uma porção de sensores desse tipo; as equipes usam as informações enviadas por eles para criar gêmeos digitais e, assim, projetar, testar e fabricar as peças necessárias às centenas de mudanças que precisam ser feitas no prazo de uma ou duas semanas entre uma corrida e outra. A GE cria duplos digitais de suas turbinas eólicas e propulsores a jato para monitorar sua performance e executar manutenções preventivas. Com os dados transmitidos pelos motores de um avião enquanto ele está no ar é possível identificar possíveis defeitos com antecedência de 15 a 30 dias de sua efetiva ocorrência.

Identificação. Até itens de produção em massa, que são coisas muito menos complexas, provavelmente acabarão tendo gêmeos digitais. Isso ajudaria no rastreamento e identificação de produtos, algo que é cada vez mais importante na indústria alimentícia e na farmacêutica. Os produtos para os quais não for possível criar um gêmeo digital podem ter uma identificação única, associada a dados de produção, diz Thomas Körmendi, CEO da empresa norueguesa Kezzler, que utiliza um algoritmo para gerar códigos de segurança para produtos dos mais variados tipos, de medicamentos e bens de consumo a alimentos.

Códigos como os da Kezzler poderiam ser escaneados com um smartphone e transmitidos pela internet, possibilitando que informações como localização e uso do produto fossem trocadas com seu gêmeo digital. Isso permitiria a um consumidor em Londres, por exemplo, verificar a procedência de uma garrafa de vinho, recebendo uma confirmação sobre sua safra ou um alerta sobre o fato de que a garrafa na realidade tinha sido enviada para outro país. E isso é algo a que muita gente certamente gostaria de brindar.

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