Indústria de alimentos adota gêmeos digitais

Uma das principais tecnologias da Indústria 4.0 são os gêmeos digitais, simulações virtuais de eventos que acontecem no processo produtivo e que são feitas para prever problemas que podem acontecer na linha de produção física.

Com o gêmeo digital, uma fábrica consegue analisar, em tempo real, o desempenho das operações e realizar otimizações sem precisar interromper a produção. É como se fosse um ambiente de testes na escala de uma fábrica inteira.

Um estudo da McKinsey & Company aponta que os investimentos em gêmeos podem chegar a US$ 73,5 bilhões até 2027, com uma taxa de crescimento de aproximadamente 60% durante o período. O valor mostra o potencial da tecnologia, que já vem sendo aplicada na indústria de alimentos e bebidas, como se vê nos três exemplos a seguir.

Controle de peso na Mars

A Mars, dona de marcas como os chocolates Twix e Snickers, e de alimentação para pets, Pedigree, Royal Canin e Whiscas, entre outras, usa gêmeos digitais desde o final de 2020. Ela adota tecnologia da Accenture, a empresa testou um gêmeo digital para reduzir os casos de embalagens com excesso de produto, problema bastante comum na indústria alimentícia.

Com o gêmeo digital, a Mars passou a ter uma visão panorâmica das linhas de produção de uma de suas fábricas no estado de Illinois, nos Estados Unidos. O gêmeo usou dados obtidos a partir do sensor instalado no maquinário da fábrica para monitorar como o equipamento preenchia a embalagem em tempo real.

A partir dessa informação, os operadores da linha conseguiram ajustar a máquina para o enchimento ideal das embalagens. Após o teste bem-sucedido, a Accenture e a Mars implementaram a solução em todas as fábricas nos EUA e desenvolveram modelos semelhantes para o negócio de pet care na Europa e na China.

Qualidade da produção na Maple

A Maple Leaf Foods, produtora canadense de carnes e aves preparadas, olhou para os gêmeos digitais como uma forma de reduzir o consumo de energia e evitar o desperdício de alimentos na produção. Com o apoio da empresa de software Cygnus Consulting e da empresa de análise de dados Braincube, além do fornecedor de software industrial Aveva, a Maple tem usado a tecnologia para simular métodos de cozimento de suas refeições prontas.

Após rechear a carne e dividir em pedaços, uma série de sensores de Internet das Coisas (IoT) faz uma medição das dimensões do produto, o que permite aos operadores ajustar o tamanho de peças quando for necessário. Isso é importante porque um formato padrão garante o cozimento de acordo com as especificações de qualidade da Maple.

Esses dados então são utilizados pelo gêmeo digital para estabelecer o tempo e a temperatura que cada pedaço de carne precisa ficar no forno. Isso garante a melhor eficiência para a linha de produção, que consegue preparar o produto mais rapidamente para o restante dos processos produtivos.

A empresa explica que, se algo sai fora das especificações, o gêmeo digital consegue alertar para que as máquinas sejam ajustadas em relação ao fluxo de produção. Essa estratégia já aumentou o lucro bruto da Maple entre 10% e 12%, reduzindo desperdícios, como grandes perdas de peças finais.

Protótipo de fábrica em gêmeo digital

A Blendhub desenvolveu uma linha de produção compacta a partir de fábricas instaladas em contêineres de 40 pés (aproximadamente 12 metros), que podem ser implantadas em locais estratégicos ou áreas carentes. Essas fábricas produzem alimentos em pó para abastecer fabricantes de bebidas proteicas, doces, sopas e pães, a partir da produção agrícola local.

Antes instalar uma planta como essa, a Blendhub cria um gêmeo digital para definir e otimizar o sistema a ser utilizado, eliminando a necessidade de protótipos físicos. Uma vez construídos, os próprios hubs são alimentados por sistemas de automação da Siemens, parceira da empresa no projeto.

Outra vantagem dos sistemas de automação utilizados é que essas fábricas compactas podem ser conectadas para monitoramento e controle remotos. Isso permite que os gerentes supervisionem as operações à distância e otimizem as linhas conforme necessário.