Gêmeo Digital: como a aviação constrói um avião duas vezes (por segurança)

Um avião pode ser testado muito antes de sair do chão. Alterações no projeto, processos de fabricação e até situações que uma aeronave poderá enfrentar durante sua vida útil podem ser reproduzidos em ambientes digitais antes de serem colocados à prova no mundo real.

Essa é a ideia por trás dos Gêmeos Digitais, tecnologia que vem ganhando espaço na indústria aeroespacial. Eles permitem criar representações virtuais de produtos e processos para testar alternativas, antecipar problemas e conectar informações que antes ficavam separadas entre a engenharia, a fábrica e a operação.

O conceito vai além de um desenho tridimensional, como um modelo em CAD que mostra como é uma peça ou aeronave. Ele é uma simulação que permite avaliar o comportamento da aeronave em determinadas condições.

O Gêmeo Digital pode reunir essas informações e representar também como o produto é fabricado e utilizado. Na definição de Edson Isawa, diretor de portfólio da Siemens, é a "capacidade de representar o mundo físico, os comportamentos nesse ambiente digital". A representação pode envolver características, funções, estruturas e comportamentos do produto real.

Um dos pontos menos intuitivos para quem não conhece o conceito é que não existe necessariamente um único Gêmeo Digital de um avião. Pode haver uma representação usada no desenvolvimento do produto, outra voltada à fabricação e outra relacionada à utilização da aeronave.

No último caso, por exemplo, informações sobre uma aeronave específica podem registrar manutenções, trocas de peças e o tempo de uso de cada componente. "Hoje a gente fala muito do gêmeo da engenharia, da manufatura e da utilização", afirma Isawa.

O ganho maior aparece quando essas representações conseguem conversar entre si. É possível, por exemplo, levar uma informação do projeto para a fabricação e, depois, manter o histórico daquele produto durante sua operação.

"Os Gêmeos Digitais se conversam [...] O da mecânica conversa com o da elétrica, que tem toda a parte de chicotes [cabeamento], que conversa com toda essa lógica e ainda com o software", diz Isawa.

Para ele, essa integração é o principal avanço. "A grande virada está em, realmente, você colocar esses Gêmeos Digitais para trabalhar de uma maneira integrada", afirma.

Outra das aplicações mais diretas está no desenvolvimento, antes mesmo de fabricar um determinado componente. Os engenheiros podem testar virtualmente diferentes soluções e antecipar situações que só seriam descobertas posteriormente em testes físicos.

Os números são resultados de cada projeto específico e não representam uma economia automática para qualquer aeronave. A lógica, porém, é a mesma: quanto mais problemas puderem ser identificados antes da fabricação, menor tende a ser o custo de corrigi-los.

A fabricante europeia de aeronaves Airbus diz que está, na prática, "construindo cada avião duas vezes" ao adotar os Gêmeos Digitais: primeiro no mundo digital e depois no real.