Embed Size (px)
Citation preview
White paper da Miebach Consulting, setembro 2020
Gêmeos digitais (Digital Twins) em intralogística: aumenta a precisão do planejamento e assegura investimentos assertivos
White paper de Kamel Klibi, Miebach Consulting
Em operações:Durante a fase de planejamento e implementação:
Utilização da ferramenta de previsão
Gerenciamento de pedidos, planejamento de tempo e recursos
Otimização e adaptação de processos, por exemplo, como integrar novos produtos ou clientes
Mudanças nos diferentes modelos de horários de turno e dentro da organização
Impacto das interrupções de negócios, planejadas e inespera-das
Verificação funcional e de desempenho Identificação e eliminação de gargalos dinâmicos
Minimização do tamanho do sistema e dos recursos necessários
Mapeamento preciso da estrutura e estratégias de TI
Avaliação quantitativa de cenários e opções
Digital Twin: tecnologia chave para digitalizar sua cadeia de suprimentos
2White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin
A complexidade dos sistemas logísticos é um desafio constante e permanente na gestão da cadeia de abas-tecimento. O planejamento através de simulação é uma abordagem integrada para garantir decisões impor-tantes no projeto de plantas e redes dinâmicas.
A implementação de um Gêmeo Digital tornou-se uma tecnologia chave no curso da digitalização da cadeia de fornecimento. O Gêmeo Digital melhora o espectro de simulação ao ligar dados reais baseados em sen-sores a realidade física. Os dados gerados não apenas suportam os gerentes de processo na fase de planeja-mento e execução, mas também permitem ajustes dinâmicos e otimização das operações.
A tecnologia, que é utilizada em modelos digitais para melhor interpretação e maior confiabilidade de de-cisão, já está implementada em alguns setores e tem o potencial de mudar radicalmente os processos logísticos no futuro.
Gêmeos digitais para adaptações e otimizações dinâmicas
Kamel Klibi, Director Miebach [email protected]
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 3
Um Gêmeo Digital pode ser descrito como uma imagem virtual de um processo, produto ou serviço, que conecta o mundo real com o mundo virtual. Além disso, modelos, simulações e algoritmos também podem ser parte de um gêmeo digital.
O contínuo desenvolvimento tecnológico de elementos de sensores e redes possibilita a ligação de sistemas físicos com modelos digitais. Ao integrar planejamento, dados em tempo real e dados históricos, é possível:
• Refletir as condições de trabalho ou posições dos ativos no modelo digital• Analisar e resolver rapidamente os custos de reparo• Reduzir e evitar o tempo de inatividade através de manutenção preditiva.
Na prática, o Gêmeo Digital é frequentemente usado para simular o impacto de uma mudança em um ativo físico. Isto é feito porque proporciona maior segurança no planejamento, além de garantir que os investimen-tos planejados sejam assertivos.
O Gêmeo Digital é uma imagem digital de um processo, produto ou serviço, que conecta o mundo real com o mundo virtual.
O que é um Gêmeo Digital (Digital twin)?
Por outro lado, os gerentes da cadeia de abasteci-mento podem assegurar uma melhoria contínua do desempenho usando o Gêmeo Digital para monito-rar seus sistemas de forma sustentável e assim otimizar permanentemente os cenários e objetivos reais.
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 4
São representações digitais de coisas no mundo real e descrevem tanto objetos
físicos quanto não-físicos, fornecendo to-das as informações e serviços relevantes
através de uma interface uniforme.Para o Gêmeo Digital é irrelevante se seu equivalente no mundo real já existe ou
está prestes a existir..
“
Definição de acordo com “Gesellschaft für Informatik (GI): Digitaler Zwilling”
”
O que são gêmeos digitais?
5White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin
Razões para implementar o Gêmeo Digital e seus potenciais
Análise descritiva
A análise descritiva é aplicada para avaliar o impacto sobre o presente por meio de dados históricos. Eles são utilizados para observação posterior de processos e podem identificar aberrações e desvios utilizando dados de transações.
Análise diagnóstica
As análises de diagnóstico fornecem respostas a perguntas sobre motivos e efeitos, considerando as interações ou consequências dos eventos.
Análise Preditiva
A análise preditiva fornece previsões de possíveis cenários futuros, com base na extração de dados.
Análise prescritiva
A análise prescritiva olha um passo à frente no futuro. Aqui são geradas recomendações adicionais de ação, tais como de que maneira influenciar uma certa tendência em uma direção específica, como evitar um evento previsto ou como reagir a um evento futuro. O objetivo é compreender ou antecipar conexões pouco claras e complexas e conexões econômicas, a fim de desenvolver e avaliar opções para tomar a melhor decisão.
Digital Twin
(sombra e sensores
virtuais)
Análise descritiva
Análise diagnóstica
Análise prescritiva
Análise preditiva
O que aconteceu?
• Relatórios
• Painéis de controle
Por que isso aconteceu?
• Análise de dados
• Análise visual
O que devemos fazer?
• Simulação
• Otimização
• Inteligência Artificial
O que vai acontecer?
• Previsão
• Modelos estáticos
• Extração de dados
A principal motivação para implementar um Gêmeo Digital dependerá das exigências de agilidade estratégica e operacional dentro da empresa. A fim de aproveitar ao máximo o potencial de uma réplica digital, vale a pena considerar a granularidade das informações das diferentes abordagens analíticas:
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 6
Requisitos tecnológicos
Digital Twin
Big Data
Desempenho de TI
Algoritmos
Requisitos tecnológicos para o Gêmeo Digital:
Há três desenvolvimentos que permitem o uso do Gêmeo Digital:
1. Big Data
A disponibilidade de dados tem aumentado enormemente nas últimas décadas. Só entre 2017 e 2018, as pessoas geraram mais dados do que em qualquer outro momento da história.
2. Desempenho da informática
Muito rapidamente, os computadores estão se tornando cada vez mais eficientes. Um supercomputador dos anos 90 que enchia uma sala não teria chances contra o atual iPhone X, sendo que esses smartphones requerem apenas uma fração da potência e do espaço.
3. Algoritmos
A programação de software hoje está progredindo de maneira extremamente rápida e os desenvolvedores de software têm à sua disposição ferramentas muito melhores do que antes.
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 7
Como funciona o Gêmeo Digital
O aumento de gêmeos digitais está diretamente relacionado a desenvolvimentos tecnológicos como a Internet das Coisas (IoT), Big Data, Inteligência Artifi-cial, Computação na Nuvem, etc. Afinal, estes desen-volvimentos são a razão pela qual as fronteiras entre o mundo físico e o mundo digital estão se tornando cada vez mais confusas.
Um dos principais campos de aplicação do Digital Twin é a troca geral de informações ao longo de toda a cadeia de valor de um produto. Isto inclui a coleta contínua de dados, comunicação de dados bidirecional, estruturas de dados bem definidas e interfaces de usuário para visualização. A engenharia de produção pode ser apontada como a pioneira no uso do Digital Twin.
O Gêmeo Digital. como imagem virtual requer três elementos:
• o objeto a ser mapeado,• o Gêmeo Digital no espaço virtual, • dados ou informações, que fazem a conexão entre o bem físico e o gêmeo digital.
Para o mapeamento virtual, os dados gerados pelos sensores são combinados com informações de produ-tos do inventário ou processos existentes. Portanto, é crucial representar os diferentes mercados e infor-mações em uma linguagem uniforme. O Gêmeo Digital é complementado por algoritmos que descrevem objetos do mundo real com razoável precisão.
A replicação digital dos ativos físicos na forma do Gêmeo Digital reflete com precisão as experiências e descobertas do objeto físico e permite uma resposta proativa às anomalias, problemas de qualidade e gargalos nos processos logísticos e de produção.Sem qualquer risco operacional!
Armazenar dados
Coletar dados
Aplicar parâmetros Transferir
dados
Transferir parâmetros
Avaliar resultados
Comparar cenários
Modificar parâmetros
Ativo físico Réplica Digital
O gêmeo digital pode ser descrito como a imagem virtual de um objeto:
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 8
Gêmeo digital: trecho de um estudo de caso
No contexto do planejamento e implementação basea-do na simulação de um novo centro logístico multiu-suário, foi criado um modelo de simulação para um grande importador e distribuidor geral (vários bens de consumo e marcas) como uma representação de diferentes áreas funcionais e de armazenamento, desde o recebimento da mercadoria até seu embarque (incluindo logística de pátio).
Inicialmente, foi criada uma imagem realista em 3D da planta e dos processos para:
• identificar limites de capacidade existentes e dinâmicas de gargalo• planejar custos com mão de obra de maneira mais eficiente,• reduzir os tempos de produção,• aumentar a produtividade geral em todo o centro logístico.
Hoje, o modelo é usado como um Gêmeo Digital durante operações em andamento para mapear mu-danças no processo e uso do espaço, para determinar seus efeitos sobre os KPI’s definidos.
Mais especificamente, esta abordagem ajudou não apenas a rever questões relacionadas ao planejamento e envio de pedidos a clientes, mas também a possível incorporação de um escopo adicional para o centro logístico.
A avaliação de diferentes variantes e cenários em uma abordagem holística forma a base de um processo contínuo de otimização. O Gêmeo Digital também melhorou a comunicação entre todas as partes en-volvidas, fornecendo múltiplas opções de rastreamen-to, monitoramento, diagnóstico e simulação. O foco principal foi a aquisição de informações e descobertas diagnósticas e prognósticas, a fim de refletir uma imagem mais realista e transparente da situação atual.
O resultado obtido foi apresentado na forma de um painel de controle com KPIs, visualização 3D e uma animação 3D de toda a planta. Usando o monitor de KPI, os índices mais importantes foram revisados e considerados a partir de todas as perspectivas. Uma análise inteligente das causas de origem, utilizando ferramentas de análise gráfica e tabular, permitiu a detecção seletiva das deficiências do processo e sua eliminação.
Ao aumentar a transparência, melhorar o conhecimento do siste-ma e identificar as relações cau-sa-efeito, o Gêmeo Digital permite a otimização contínua do processo através de uma avaliação eficaz e de tomada de decisões baseada em dados.
“
”
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 9
Fator de sucesso da qualidade dos dados: cálculos com o toque de um botão
O sucesso ou fracasso dos Gêmeos Digitais depende em grande parte da qualidade dos dados nos quais os Gêmeos Digitais e a simulação associada são baseados.Documentação imprecisa, incompleta ou com lacunas pode levar a conclusões e decisões incorretas, minimi-zando assim o potencial dos Gêmeos Digitais como uma ferramenta de planejamento e controle operacio- nal. Consequentemente, o gerenciamento da qualidade dos dados mestres e das transações tem se tornado cada vez mais importante e é um dos parâmetros cruciais atualmente para o sucesso da cadeia de suprimento digital. Como base para processos eficientes da cadeia de suprimento digital, os dados devem ser
• Completos• Reais• Válidos• Coerentes• Compatíveis
Quanto mais dados forem coletados no sistema real, mais robusta e precisa a cópia digital acabará sendo. Portanto, o modelo tridimensional deve estar ligado on-line com o inventário e com os dados operacionais.
A criação de um Gêmeo Digital começa com a digitali-zação de toda a documentação técnica. Inconsistên-cias, bem como a falta de uma estrutura padronizada de identificação de ativos, devem ser eliminadas da melhor maneira possível muito antes que o Gêmeo Digital entre em operação. Melhorias na qualidade e disponibilidade dos dados reduzem a duração do projeto, da mesma forma que a simulação e modela-gem ajudam a reduzir custos não previstos, que se aplica tanto na fase de construção quanto aos gastos operacionais correntes. Neste caso a redução de custos supera o investimento no desenho e ma-nutenção do modelo de Gêmeo Digital.
A qualidade dos dados é o “ouro do futuro” e é a condição sine qua non para implementar o Gêmeo Digital como ferramenta de planejamento e controle operacional.
• O estado atual se desvia permanen- temente dos dados fornecidos pelo sistema.• Documentação inexata, incompleta ou inexistente• Conclusões e decisões errôneas
Melhor qualidade / disponibilidade dos
dados = melhor planejamento e controle
Realidade
Integridade
Precisão
Coerência
Validade
Uma situação que se vê com frequência:
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 10
2020 • 24 escritórios • 370 funcionários
Miebach Consulting oferece serviços de consultoria e engenharia da cadeia de suprimentos em produção e logística através de uma rede internacional de es-critórios.Nossos clientes são tanto empresas médias como globais que precisam fortalecer e ampliar sua posição competitiva através de soluções logísticas inovadoras.O Grupo Miebach, fundado em 1973 em Frankfurt, Alemanha, tem 24 sedes na Europa, Ásia, Américas do Norte e do Sul. Com mais de 370 consultores, é uma das empresas líderes em consultoria para a logística e gestão da cadeia de suprimentos. Como resultado, seus clientes obtêm o que representam: a excelência na cadeia de suprimentos.
Miebach Logística Ltda.
Rua James Watt 142 – cj. 17104576-050 São PauloBrasil
www.miebach.com
Entre em contato conosco !
Ficaremos honrados de falar com você sobre
este tema ou sobre o que desejar.
Contato:
Marcos [email protected]
+55 11 5505-1223
White Paper da Miebach Consulting: Digital Twin 11
