Revolução da indústria de máquinas e robótica: uma visão interna do Unity e a realidade das Digital Twins

Thomas Strigl tem 18+ anos de experiência na criação e distribuição de soluções de software e simulação. Ele reconhece que a indústria moderna de robótica e maquinaria requer soluções inovadoras. É por isso que Thomas fundou realvirtual.io em 2018, com o objetivo de buscar oportunidades para adotar a tecnologia de jogos para resolver os desafios de sistemas de automação complexos. Neste artigo, Thomas compartilha suas ideias sobre o lugar do Unity na indústria - e a importância das cópias digitais.

My Vision para Digital Twins na indústria

A indústria de máquinas e robótica está evoluindo rapidamente, impulsionada pela transformação digital. Claro, não podemos ignorar o elefante na sala: “réplica digital”. O termo se tornou uma adesão, usado em campanhas de marketing e conferências da indústria. Embora o conceito tenha um potencial incrível, acredito que seja essencial ir além da hipocrisia e focar em aplicações tangíveis no mundo real.

As Digital Twins estão revolucionando o modo como as operações de produção e fábrica são planejadas, monitoradas e otimizadas. Minha Vision é alcançar ao máximo seu potencial, integrando-os perfeitamente em todos os estágios do ciclo de vida de fabricação, desde o projeto de engenharia inicial até as operações em tempo real.

Central dessa Vision é a sincronização de Digital Twins com ferramentas de planejamento de engenharia, como sistemas CAD e software de design elétrico e de automação. Ao garantir que as Digital Twins sejam atualizadas em tempo real à medida que as mudanças ocorrem nessas ferramentas, as fábricas podem manter uma representação contínua e precisa de seus assets e processos. Isso cria um sistema de ciclo fechado no qual os dados de design e operação fluem perfeitamente, preenchendo a lacuna entre o planejamento e a execução.

Combinadas com visualização 3D e interfaces humano-máquina (HMIs) em tempo real, as Digital Twins fornecem uma maneira intuitiva para que operadores e engenheiros interajam com ambientes de produção ao vivo. Por meio de padrões de comunicação industriais robustos, como OPC UA, MQTT e Profinet, essas cópias se integram com sistemas reais para criar “sombras digitais” que espelham as operações em andamento.

Essa sinergia em tempo real entre design, engenharia e produção permite que as fábricas otimizem fluxos de trabalho, reduzam erros e se adaptem a mudanças com mais rapidez. O resultado é um ambiente de fábrica mais inteligente e conectado que impulsiona eficiência, agilidade e inovação.

Uso de soluções em tempo real em robótica e maquinaria

O ambiente em tempo real é uma solução poderosa para os desafios enfrentados em maquinaria e robótica, permitindo que as equipes criem aplicativos para uma ampla gama de casos de uso, como:

Validação de design: Crie simulações de alta fidelidade para testar designs antes da produção física. Isso reduz os erros, reduz os ciclos de desenvolvimento e melhora os resultados finais.

Comissionamento virtual: Os engenheiros podem simular e testar a lógica dos controles de máquina em um ambiente virtual, evitando atrasos e erros caros durante a configuração física. Por exemplo, conectando um robô real e controladores de PLC a um modelo digital.

Interfaces humano-máquina 3D (HMI): Crie HMIs interativas e intuitivas, facilitando o controle e a compreensão das máquinas pelos operadores.

Training de IA Vision: Simule quadros de câmeras reais, realize anotação de dados sintéticos e treine algoritmos de IA Vision, especialmente para sistemas de robótica.

Comunicação das partes interessadas: Crie visualizações imersivas ou experiências em VR que tornam ideias complexas compreensíveis para as partes interessadas não técnicas.

Onde a realvirtual.io se encaixa

Ferramentas especializadas, como realvirtual.io, se baseiam em recursos em tempo real para atender especificamente aos setores de máquinas e robótica. Disponível como um asset complementar, realvirtual.io oferece um conjunto de ferramentas personalizadas para a criação de cópias digitais que vão além da visualização.

Com essas ferramentas, os usuários podem:

• definição de cinemática para máquinas complexas
• adicione unidades e sensores virtuais
• interface com controladores de robôs reais ou PLCs para comissionamento virtual
• criar HMIs 3D
• executam simulações que imitam o comportamento de máquinas físicas

As Digital Twins também desempenham um papel essencial no treinamento de redes neurais convolucionais (CNNs) para aplicações de Vision industrial. Ao gerar conjuntos de dados sintéticos e altamente realistas em ambientes simulados, eles permitem que os sistemas de IA aprendam reconhecimento complexo e tarefas de tomada de decisão de maneira eficiente, antes mesmo de os produtos reais ou a produção existirem, agilizando a implantação e aumentando a precisão em condições reais.

Para agilizar esse processo, nosso novo produto AI Builder simplifica a criação de cópias digitais avançadas prontas para IA e oferece suporte ao treinamento de IA diretamente dentro do ecossistema da Unity, facilitando mais do que nunca a implantação de aplicativos industriais baseados em IA.

Minha opinião: Unity como o futuro das cópias digitais

A promessa de Digital Twins é emocionante, mas acredito que seja essencial manter a base. Enquanto termos brilhantes geram ruído, são os aplicativos práticos que realmente geram valor.

Na minha experiência, o poder do Unity está na sua capacidade de possibilitar que as equipes criem soluções para resolver problemas reais, desde melhorar o design até melhorar a comunicação ou reduzir erros de comissão. A apresentação de uma nova ideia, interface ou interação de usuário é muito mais direta ao usar o ecossistema de desenvolvimento aberto e o código-fonte aberto do Realvirtual.io. Você pode ver resultados rapidamente sem a necessidade de esperar por longos ciclos de lançamento de software.

Unity se destaca por ser poderoso e acessível. Seus recursos de renderização em tempo real, ecossistema robusto e adaptabilidade o tornam ideal para resolver problemas reais em maquinaria e robótica. O que a torna especialmente valiosa é sua modularidade, transparência e ecossistema — uma infinita gama de ferramentas e extensões disponíveis pela Unity Asset Store e seu Package Manager, muitos dos quais foram originalmente criados para jogos, mas se traduzem perfeitamente em aplicações industriais.

Aqui está um fato transformador que destaca o Unity: ele permite que você crie e entregue aplicativos em praticamente qualquer plataforma, sem a necessidade de renderização na nuvem. Isso significa que você pode criar uma cópia digital e implantá-la de várias maneiras, como:

• Aplicativo móvel para uso imediato.
• Aplicativos de desktop para Windows, Linux ou macOS.
• Experiência imersiva em Meta Quest ou outros dispositivos de VR/AR.
• Solução baseada em WebGL acessível diretamente por meio de um navegador.

Vamos iniciar uma conversa

Eu adoraria ouvir seus pensamentos. Você está utilizando o Unity em seus projetos de maquinaria ou robótica? Quais desafios você está enfrentando e como você enxerga a evolução das Digital Twins? Por favor, compartilhe suas experiências — estou sempre ansioso por aprender com outras pessoas nessa área empolgante.

Este artigo reflete meus insights e experiências pessoais de trabalho com Unity e tecnologias de cópias digitais. Vamos nos concentrar no que realmente importa: entregar resultados que transformam o modo como projetamos, construímos e operamos máquinas na era moderna.