Gêmeos digitais como ferramenta de otimização do sistema de segurança do trabalho na produção

No mundo moderno, as tecnologias digitais desempenham um papel cada vez mais importante em todas as esferas da atividade humana, incluindo a produção e a gestão. Uma das direções promissoras é o uso de gêmeos digitais (Digital Twin, GD) da empresa, que representam modelos virtuais de objetos e processos reais. Esses modelos são criados utilizando tecnologias de informação modernas e métodos matemáticos, o que permite obter dados precisos e atualizados sobre o estado da empresa e prever o seu desenvolvimento.

O que é um Gêmeo Digital?

Um gêmeo digital (doravante – GD) é um sistema de aprendizagem que consiste em um conjunto de modelos matemáticos de diferentes componentes do sistema e coleta continuamente informações de sensores. Essas informações são corrigidas com base nos resultados de testes reais, e o sistema prevê o comportamento do sistema ao longo de todo o seu ciclo de vida. O gêmeo digital permite simular o comportamento de um objeto real no mundo real.

O conceito de gêmeo digital foi proposto pela primeira vez há cerca de duas décadas como uma ferramenta complexa e inovadora com vantagens claras: monitoramento, simulação e previsão em tempo real. Essencialmente, é uma cópia virtual de um objeto real que troca dados com ele. Desde então, o termo tornou-se amplamente aceito e os próprios gêmeos digitais ganham novas capacidades a cada ano.

As capacidades dos gêmeos digitais para monitoramento e coleta de dados em tempo real dependem da interação de objetos físicos entre si em um ambiente simulado e com o ambiente externo em sistemas de informação corporativos. A análise de dados baseia-se em algoritmos de processamento de Big Data e ferramentas de aprendizado de máquina. A combinação dessas tecnologias e sua implementação em um ou mais projetos exige capacidades técnicas, conhecimentos profundos e habilidades.

Até pouco tempo atrás, a criação de gêmeos digitais era uma tarefa bastante complexa, mas graças ao avanço no desenvolvimento de tecnologias digitais, como a Internet das Coisas, redes 5G, computação em nuvem e inteligência artificial, a situação mudou e hoje os gêmeos digitais são uma das principais tendências tecnológicas.

Como funcionam os Gêmeos Digitais?

Um gêmeo digital consiste em três componentes principais: o objeto real, sua cópia virtual e a troca constante de dados entre eles. Sua singularidade reside no fato de que, para definir os dados de entrada, são utilizadas informações de sensores de dispositivos reais operando simultaneamente. O trabalho pode ser realizado tanto em tempo real (on-line) quanto em modo autônomo (off-line), após o qual é possível comparar os dados de saída do gêmeo digital com os dados reais, detectar anomalias e descobrir as causas de sua ocorrência.

Quais são os benefícios do uso de Gêmeos Digitais para o especialista em HSE?

Para o especialista em HSE, os gêmeos digitais abrem novas oportunidades no campo da análise de riscos, planejamento e controle de medidas de segurança na produção e treinamento de pessoal.

• Avaliação de riscos: Gêmeos digitais permitem criar um modelo detalhado da empresa, levando em conta todas as suas características específicas e as conexões entre os diversos componentes. Isso possibilita realizar análises de riscos e identificar as áreas e processos mais vulneráveis, bem como desenvolver medidas para prevenir situações de emergência e reduzir a probabilidade de lesões aos funcionários.
• Planejamento e monitoramento de medidas: Gêmeos digitais oferecem a oportunidade de avaliar antecipadamente a eficácia das medidas de HSE planejadas, como a atualização de equipamentos, a introdução de novas tecnologias ou a alteração da ordem de execução dos trabalhos. Isso permite escolher as soluções mais eficazes, bem como acompanhar o progresso das medidas em todas as fases de implementação.
• Treinamento de funcionários: Gêmeos digitais podem ser usados como simuladores para treinamento de pessoal. Isso permite treinar funcionários em condições o mais próximas possível da realidade, o que aumenta a eficácia do treinamento e reduz a probabilidade de erros no trabalho real. Além disso, o uso de gêmeos digitais pode reduzir significativamente os custos de realização de testes e pesquisas de HSE, pois os modelos virtuais permitem realizar testes sem risco para as pessoas e o meio ambiente.

No entanto, vale ressaltar mais uma vez que a aplicação de gêmeos digitais exige do especialista na área de HSE certos conhecimentos e habilidades no campo da tecnologia da informação. Portanto, para a plena realização dessas oportunidades, é necessário realizar treinamentos adicionais e aumentar a qualificação dos funcionários de HSE.

Dessa forma, os gêmeos digitais da empresa são uma direção promissora na área de HSE, permitindo aumentar a eficiência do trabalho e melhorar as condições de trabalho na empresa.