Gêmeos Digitais na Manutenção: o futuro da Gestão de Ativos Integrada ao CMMS

O que é um gêmeo digital

Um gêmeo digital é uma réplica virtual de um ativo físico, capaz de espelhar em tempo real seu comportamento e suas condições.   

Esse modelo digital se alimenta de dados de sensores embutidos na máquina ou na infraestrutura, combinados com registros de operação e dados ambientais. 

Pode ser descrito como um modelo vivo que “sente, pensa e age”: 

• sensores recolhem dados;
• algoritmos de IA e machine learning analisam as informações;
• e a nuvem conecta sistemas e armazena o modelo para interagir com outros softwares. 

A integração de IoT, IA e computação em nuvem permite que o gêmeo digital seja muito mais que uma visualização em 3D – ele simula condições, reage a variáveis e oferece prognósticos precisos. 

Esse espelho virtual permite simular, prever e otimizar operações ao combinar dados em tempo real com modelos de engenharia. Na manutenção, os gêmeos digitais fornecem um retrato dinâmico do estado dos equipamentos, permitindo previsão de falhas e planejamento inteligente das intervenções. 

A grande diferença em relação a uma simulação tradicional está no fluxo de dados bidirecional: enquanto uma simulação parte de parâmetros fixos, o gêmeo digital é constantemente atualizado com informações reais, aprendendo e evoluindo com a operação.

Componentes de um gêmeo digital 

Um gêmeo digital completo integra uma série de elementos tecnológicos. Alguns componentes essenciais:    

• Sensores e IoT: dispositivos embutidos em máquinas e processos coletam dados de vibração, temperatura, pressão, consumo de energia ou qualquer variável crítica.
• Conectividade de dados: redes industriais (Ethernet, Wi‑Fi, 5G) e protocolos específicos garantem o envio em tempo real das informações ao modelo virtual.
• Modelo e simulação: algoritmos reproduzem a física, a lógica de controle e a dinâmica do ativo. Técnicas de modelagem podem usar dados de projeto (CAD/BIM), equações matemáticas ou métodos de redução de ordem (como RB‑FEA – que é uma forma inteligente de usar a precisão da análise de elementos finitos em tempo real, essencial para gêmeos digitais que precisam ser rápidos, confiáveis e práticos para manutenção industrial.).
• Análises e IA: motores de machine learning e analytics processam grandes volumes de dados para identificar padrões, prever falhas e otimizar parâmetros de operação.
• Dashboards e visualização: interfaces gráficas apresentam as informações em tempo real e permitem interagir com o gêmeo digital, alterando cenários e avaliando impactos sem parar a planta.

Essa estrutura é muitas vezes hospedada em nuvem para facilitar a escalabilidade e o compartilhamento de dados. Entretanto, empresas com requisitos de latência ou segurança podem optar por processamento local (edge computing) ou híbrido.

Gêmeos Digitais x Monitoramento Tradicional

O monitoramento de ativos por sensores é uma prática consolidada. O gêmeo digital, entretanto, vai além da simples telemetria. Enquanto o monitoramento tradicional fornece gráficos e alarmes sobre variáveis isoladas, o gêmeo integra diferentes fontes de dados (sensores, histórico de manutenção, condições ambientais) em um modelo unificado que reproduz o comportamento do sistema. 

Isso permite realizar simulações “e se?”, prever eventos futuros e analisar as consequências de diferentes decisões antes de aplicá‑las fisicamente. O uso de algoritmos avançados e inteligência artificial diferencia o gêmeo digital das tradicionais abordagens de supervisão, ampliando a visão do operador de manutenção.

Benefícios dos Gêmeos Digitais na Manutenção

De acordo com uma pesquisa da Capgemini (2024), gêmeos digitais melhoram métricas empresariais em 15%, aumentam o desempenho em 25% e promovem sustentabilidade em 16%.

A MarketResearch.com estima que o mercado global da tecnologia salte de US$ 21,1 bilhões (2024) para US$ 119,8 bilhões (2029), crescendo 41,6% ao ano.

Os principais benefícios incluem:

• Redução de custos e de tempo de inatividade: ao prever falhas e otimizar intervenções, as empresas reduzem paradas não programadas. Na manufatura, gêmeos digitais podem diminuir em até 50% o tempo de inatividade e economizar até 40% nos custos de manutenção. Empresas do setor aeroespacial economizam bilhões de dólares com manutenção preditiva baseada em gêmeos.
• Melhoria no desempenho e na produtividade: simulações permitem ajustar parâmetros sem risco, melhorando a eficiência geral. A integração com IA aumenta a confiabilidade e a produtividade em fábricas inteligentes.
• Otimização da utilização de energia e sustentabilidade: gêmeos digitais reduzem desperdícios de materiais em até 15% e diminuem o consumo energético em 25%. Na operação de turbinas eólicas, por exemplo, eles ajudam a posicionar as pás para melhor capturar vento, aumentando a geração e reduzindo o desgaste.
• Personalização e novos modelos de negócio: ao entender o comportamento do consumidor e do produto em uso, fabricantes podem oferecer serviços personalizados e explorar negócios baseados em “produto como serviço”.
• Tomada de decisão baseada em dados: dashboards e modelos preditivos oferecem aos gestores de manutenção informações atualizadas que facilitam decisões estratégicas, desde ajustes em processos até investimentos em novos ativos.

Gêmeos Digitais e a Evolução da Manutenção

A manutenção sempre buscou equilibrar custos, confiabilidade e disponibilidade. Modelos convencionais incluem:

• Manutenção corretiva: reparar após falha; causa altas paradas e custos emergenciais.
• Manutenção preventiva: realizar intervenções em intervalos regulares; reduz surpresas, mas pode levar a trocas prematuras.
• Manutenção preditiva: monitorar variáveis (como vibração) para intervir apenas quando indicadores apontam degradação; exige sensores e análise de dados.

Os gêmeos digitais são o passo seguinte: manutenção prescritiva, na qual o modelo recomenda não só quando intervir, mas como otimizar a operação para prolongar a vida útil.

Ao unir dados de sensores, históricos de manutenção e simulações, eles identificam padrões que antecedem falhas com maior precisão, permitindo agendar serviços com antecedência e reduzir estoques de peças. 

Eles monitoram, analisam e otimizam a performance de equipamentos, detectando anomalias de forma proativa e aumentando a eficiência e segurança.

Vantagens da manutenção com gêmeos digitais

Para a manutenção de ativos, os gêmeos digitais trazem vantagens como:

• Antecipação de falhas: por meio de algoritmos de prognóstico, é possível detectar sutilmente uma mudança no padrão de vibração ou temperatura de um motor elétrico e prever quando o desgaste levará à falha, agendando a intervenção no momento ideal.
• Extensão da vida útil dos ativos: ajustes dinâmicos na operação – como reduzir a velocidade de uma bomba quando a temperatura sobe – evitam esforços excessivos e desgaste. Isso prolonga a durabilidade dos componentes e adia substituições.
• Otimização do estoque de peças: ao prever com antecedência quais peças serão necessárias, o gêmeo digital reduz a necessidade de manter grandes inventários. As compras podem ser programadas de acordo com a vida útil estimada de cada componente.
• Segurança ampliada: a detecção precoce de defeitos em estruturas ou máquinas críticas evita acidentes e expõe menos os trabalhadores a condições de risco.
• Eficiência energética: ajuste contínuo de variáveis operacionais para minimizar consumo de energia sem comprometer a produção. Em motores elétricos, por exemplo, o gêmeo digital pode recomendar faixas de operação que reduzam perdas.
  

Desafios e considerações da adoção dos gêmeos digitais

A adoção de gêmeos digitais enfrenta obstáculos que demandam planejamento. Entre eles:

• Integração de dados e sistemas legados: muitas instalações têm equipamentos antigos sem sensores digitais ou sistemas não interoperáveis. Conectar esses ativos requer adaptações e padrões de comunicação.
• Custo e complexidade de implementação: desenvolver modelos precisos, instalar sensores e garantir conectividade é um investimento significativo; por isso, recomenda‑se um projeto piloto com ativos críticos, expandindo gradualmente conforme os resultados.
• Segurança cibernética: uma rede que conecta ativos físicos ao mundo digital deve ser protegida contra ataques. Projetos como o da CEMIG utilizam conexões dedicadas e armazenamento em datalakes seguros para cumprir regulamentos e evitar vulnerabilidades.
• Treinamento e cultura organizacional: equipes de manutenção precisam entender como interpretar os dados e confiar nas recomendações geradas por IA. 

No projeto da CEMIG (Gêmeos Digitais: Transformando a Gestão de Ativos. – Ottimizacast – Edição Especial: SENDI 2025 e Brazil’s CEMIG Implements Digital Twin for Grid | T&D World), foram realizados treinamentos para que os profissionais de campo entendessem a análise por inteligência artificial e integrassem esse conhecimento às operações.

Integração com sistemas CMMS: o papel do Engeman®

Os gêmeos digitais dependem de dados de qualidade e de processos estruturados para produzir resultados. É aí que entram os sistemas de gestão de manutenção computadorizada (CMMS), como o Engeman®.

Essas plataformas centralizam informações sobre ativos como: 

• ordens de serviço;
• histórico de intervenções;
• horas de trabalho;
• custos;
• inventário de peças;
• rotinas de manutenção. 

Quando essas informações são integradas a sensores e redes de dados, elas se tornam o elo entre o mundo físico e o digital.

Um CMMS moderno coleta e organiza dados em tempo real sobre condição, performance e histórico de manutenção, criando a base necessária para alimentar um gêmeo digital. Além de registrar inspeções, um CMMS que integra dados de IoT identifica padrões como picos de temperatura e vibração anormais, possibilitando a transição de uma abordagem reativa para uma manutenção preditiva e, posteriormente, prescritiva. 

O software oferece integração de coletas, permitindo conectar sensores e sistemas de monitoramento; assim, quando um gêmeo digital detecta uma anomalia, uma ordem de serviço pode ser aberta automaticamente no Engeman®, com descrição, prioridade e peças necessárias.

O Engeman® incorpora dashboards e integração com módulos de IoT para receber dados em tempo real e apoiar a manutenção preditiva. Integrar o gêmeo digital a um CMMS garante que as informações de simulação e prognóstico se traduzam em ações concretas, como agendar uma parada, notificar equipes e garantir que as peças corretas estejam disponíveis.

Vantagens da integração com um CMMS

A integração com um software como o Engeman® traz vantagens como:

• Automatização do fluxo de trabalho: quando o gêmeo detecta uma possível falha, o CMMS gera automaticamente uma ordem de serviço com prioridade apropriada, alocando recursos e definindo prazos.
• Visão unificada: ao integrar dados de projeto, operação e manutenção, os gestores têm uma visão completa do ciclo de vida do ativo, permitindo planejar investimentos e substituições de forma mais assertiva.
• Rastreamento de indicadores de desempenho: a combinação de gêmeo digital com CMMS facilita o cálculo de indicadores como MTBF (tempo médio entre falhas) e MTTR (tempo médio para reparo) com maior precisão.
• Conformidade normativa: setores como aviação, petroquímica e saúde exigem documentação de cada intervenção. O CMMS registra automaticamente todas as ações sugeridas ou executadas pelo gêmeo digital, garantindo rastreabilidade e conformidade.
  

Exemplos reais e lições da prática 

Já existem diversos casos reais que mostram o impacto dos gêmeos digitais na indústria e na manutenção.

• FPSO Atlanta: monitoramento estrutural no offshore brasileiro

A produção de petróleo em águas profundas demanda controle rigoroso da integridade estrutural das plataformas. A empresa Yinson Production, em parceria com a Enauta, implementou um gêmeo digital no FPSO Atlanta (navio plataforma da Brava Energia) no campo de Santos. 

Utilizando o software Akselos, o sistema cria um modelo tridimensional baseado em análise de elementos finitos de redução de ordem (RB‑FEA). Esse gêmeo digital se integra aos dados de monitoramento da plataforma e simula a resposta estrutural em tempo real, permitindo monitoramento de integridade e tomada de decisão sobre manutenção, reduzindo riscos e melhorando a eficiência operacional.

• CEMIG: gêmeos digitais para linhas de transmissão

No setor elétrico, a Cemig – distribuidora mineira – implementou um gêmeo digital sensorless em suas linhas de transmissão, utilizando dados do sistema supervisório (SCADA) sem necessidade de sensores adicionais. 

Esse gêmeo digital, desenvolvido em parceria com a Enline Energy Solutions, fornece previsão de desempenho e recomenda ações para otimizar a operação, reduzir custos e minimizar emissões de carbono. A plataforma conta com uma conexão segura ao datalake, garantindo conformidade com normas de cibersegurança. 

A integração de IA e machine learning permite prever carregamentos e aquecimentos nas linhas, orientando a manutenção e possibilitando gerenciamento dinâmico da capacidade de transmissão (Dynamic Line Rating). A empresa investiu em treinamento para que as equipes de campo interpretem as previsões, reforçando a importância da mudança cultural.

Esses casos demonstram como setores distintos – de petróleo a energia renovável – adotam gêmeos digitais para melhorar a confiabilidade, a segurança e a produtividade, ao mesmo tempo em que reduzem custos e impactos ambientais.

Mercado e tendências

As estatísticas reforçam que os gêmeos digitais não são modismos; eles representam uma tendência robusta na transformação digital. A Market Research estima que o mercado de gêmeos digitais crescerá mais de 40% ao ano, impulsionado por fatores como:

• Manutenção preditiva: a capacidade de prever falhas reduz custos de manutenção em até 40% e tempo de inatividade em até 50%.
• Sustentabilidade e eficiência energética: redução de consumo de energia em 25% e de desperdício de materiais em 10‑15%.
• Cidades inteligentes: gêmeos digitais de redes de infraestrutura (transporte, saneamento) permitem otimizar serviços e reduzir custos operacionais.
• Avanço do IoT e 5G: a disponibilidade de redes de alta velocidade e sensores baratos aumenta a viabilidade de monitoramento em tempo real.
• Convergência com IA e machine learning: algoritmos cada vez mais precisos permitem simulações mais realistas e recomendações confiáveis.

Ao mesmo tempo, os desafios enumerados anteriormente (integração, segurança, custos e capacitação) ainda são grandes barreiras. Empresas que iniciam com projetos piloto e parcerias estratégicas tendem a obter melhores resultados e aprender mais rápido.

Gêmeos digitais na indústria: panorama setorial

Diversos setores já fazem uso ou estão explorando a adoção de gêmeos digitais. Alguns destaques:

• Manufatura e indústria 4.0: fábricas de automóveis, eletrodomésticos e alimentos utilizam gêmeos digitais para monitorar linhas de produção, prever falhas e ajustar processos. De acordo com estudos, isso pode elevar o OEE (Overall Equipment Effectiveness) em 10‑20% e reduzir defeitos em 30%.
• Saúde: gêmeos digitais de pacientes simulam reações a medicamentos ou cirurgias, permitindo medicina personalizada e treinamento de médicos. Hospitais também usam gêmeos de edifícios para otimizar sistemas de ventilação e energia.
• Energia eólica e solar: gêmeos de turbinas e painéis permitem otimizar ângulos, antecipar falhas e aumentar a geração. Estudos apontam aumento de 20% na performance das turbinas.
• Transporte e logística: frotas de caminhões e navios usam gêmeos digitais para roteirização, manutenção de motores e otimização de combustível, reduzindo emissões e custos.
• Construção civil e smart cities: combinações de gêmeos digitais com modelagem BIM (Building Information Modeling) permitem visualizar o ciclo de vida de edifícios, planejar manutenção e otimizar sistemas de HVAC.
  

Rumos para o Engeman® e para a manutenção brasileira

No Brasil, a digitalização da manutenção vem avançando. Empresas como a Engeman oferecem soluções CMMS há décadas, propiciando integrações com módulos de IoT e analytics. A integração com gêmeos digitais traz desafios adicionais, mas também oportunidades:

1. Integração progressiva: começar com sensores em ativos críticos, conectar-se ao CMMS e desenvolver modelos preditivos simples. Com os resultados, ampliar a cobertura e incorporar gêmeos digitais completos.
2. Parceria com especialistas: startups e universidades brasileiras estão desenvolvendo modelos de gêmeos digitais; parcerias podem acelerar o aprendizado e reduzir custos.
3. Treinamento e cultura de dados: preparar técnicos e engenheiros para interpretar dashboards, entender as recomendações da IA e confiar nos sistemas. A mudança cultural é essencial para que a tecnologia seja adotada de forma eficaz.
4. Segurança e privacidade: desenvolver políticas de cibersegurança e adequação à Lei Geral de Proteção de Dados (LGPD), garantindo que os dados coletados sejam usados de forma responsável.
5. Colaboração intersetorial: setores como petróleo, energia e agronegócio podem compartilhar boas práticas e desenvolver padrões de integração entre gêmeos digitais e CMMS.
   

Conclusão: o Futuro da Manutenção Inteligente

Os gêmeos digitais representam um marco na evolução da manutenção industrial. Muito além de modelos virtuais estáticos, eles se alimentam de dados em tempo real para simular, prever e otimizar a operação de ativos. 

Ao integrar gêmeos digitais com o CMMS Engeman®, as organizações criam um ciclo virtuoso de manutenção inteligente: os dados de campo alimentam o gêmeo, que recomenda ações, e o Engeman® transforma essas recomendações em ordens de serviço concretas.

Para gestores de manutenção e profissionais da área, a mensagem é clara: gêmeos digitais não são apenas tecnologia de ponta, mas ferramentas práticas para enfrentar desafios do dia a dia. A criação de projetos piloto, a integração com plataformas existentes e a construção de uma cultura de dados representam passos fundamentais para colher os benefícios dessa revolução.

Ao abraçar a inovação de forma estratégica, a manutenção brasileira pode alcançar um novo patamar de eficiência e sustentabilidade, tornando‑se referência global em operações inteligentes.

O futuro da manutenção já começou — e está sendo construído agora com dados, tecnologia e inovação. Quer ver como essa integração pode transformar sua gestão de manutenção? Solicite uma demonstração gratuita do Engeman® e saiba mais!