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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Aplicação da tecnologia do gêmeo digital
Título(s) alternativo(s): Applying digital twin technology
Autor(es): Paiva, Gabriel da Silva
Primeiro Orientador: Cordeiro, Celso Souza
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Ewerton Andrey Godinho
metadata.dc.contributor.referee2: Lima, Jonatas Micael Vieira de
Resumo: A tecnologia de Gêmeos Digitais (Digital Twins) surge como elemento central na Indústria 4.0, integrando sistemas físicos e virtuais para monitoramento, simulação e otimização em tempo real. Este estudo aborda sua aplicação prática em uma bancada de testes com lâmpada LED, utilizando microcontroladores (Arduino Nano), sensores e modelagem 3D no Unity para criar uma réplica digital sincronizada. O modelo matemático em espaço de estados permitiu prever variáveis como corrente, temperatura e degradação, com erros mínimos (1,67% a 3,18%), enquanto a comunicação bidirecional entre hardware e software demonstrou latência aceitável (187ms) e alta precisão (98,2%). Além da indústria, destaca-se o potencial dos Gêmeos Digitais em construção civil, saúde e cidades inteligentes, promovendo eficiência operacional e manutenção preditiva. Contudo, desafios como custos elevados, complexidade técnica e riscos de segurança de dados persistem. O trabalho valida a viabilidade da tecnologia, evidenciando redução de 23% no consumo energético e aumento de 15% na vida útil de equipamentos, reforçando seu papel como catalisador da transformação digital. Conclui-se que a integração de ferramentas como IA pode ampliar aplicações futuras, tornando os Gêmeos Digitais pilares estratégicos para inovação e produtividade
Abstract: Digital Twin technology emerges as a central element in Industry 4.0, integrating physical and virtual systems for real-time monitoring, simulation, and optimization. This study explores its practical application in a test bench with an LED lamp, using microcontrollers (Arduino Nano), sensors, and 3D modeling in Unity to create a synchronized digital replica. A mathematical state-space model enabled the prediction of variables such as current, temperature, and degradation with minimal errors (1.67% to 3.18%), while bidirectional communication between hardware and software demonstrated acceptable latency (187ms) and high precision (98.2%). Beyond industry, Digital Twins show potential in construction, healthcare, and smart cities, promoting operational efficiency and predictive maintenance. However, challenges such as high costs, technical complexity, and data security risks persist. The study validates the technology’s feasibility, highlighting a 23% reduction in energy consumption and a 15% increase in equipment lifespan, reinforcing its role as a catalyst for digital transformation. The integration of tools like AI is expected to expand future applications, positioning Digital Twins as strategic pillars for innovation and productivity
Palavras-chave: Gêmeos digitais
Indústria 4.0
Manutenção preditiva
Eficiência operacional
Transformação digital
predictive maintenance
operational efficiency
digital transformation
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Idioma: por
País: Brasil
Sigla da Instituição: Instituto Federal do Amazonas
IFAM
Engenharia de Controle e Automação
Instituto Federal do Amazonas
IFAM
Engenharia de Controle e Automação
Instituto Federal do Amazonas
IFAM
Engenharia de Controle e Automação
metadata.dc.publisher.department: Campus Manaus Distrito
Citação: Paiva, Gabriel da Silva. Aplicação da tecnologia do gêmeo digital. 2025. 68f. Monografia (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas. Campus Manaus Distrito Industrial. Manaus, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifam.edu.br/jspui/handle/4321/1772
Data do documento: 9-Nov-2025
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