A conceção do gémeo digital surge em 2002, quando Michael Grieves, engenheiro de computação, palestrava com John Vickers, diretor de tecnologia da Nasa, na Universidade de Michigan, sobre a probabilidade de serem concebidas representações digitais dos sistemas físicos, dotadas de individualidade soberana.
Em 2018, a consultora Gartner posicionou os digital twins como uma das 10 tendências tecnológicas do ano. Acresce que a KPMG e a Deloitte, nos seus relatórios sobre a indústria 4.0, em 2017, adiantavam para estas tecnologias vantagens empresariais de relevo, graças à possibilidade das organizações poderem identificar, de forma preventiva, os seus problemas e, em consequência, atuarem rapidamente e em tempo real. Com efeito, os gémeos digitais podem identificar qualquer problema prospetivo, em ligação direta com os humanos. Complementarmente, como são capazes de trabalhar de forma independente, graças ao facto de disporem de habilidade e capacidade para investigar um acontecimento, têm potencialidades para apresentar soluções adequadas e otimizadas e desencadear as correspondentes ações operativas, impulsionadas agora por soluções de inteligência artificial e algoritmos. Acresce que, nas empresas que investirem nesta tecnologia, a empresa de consultoria JDC identificou, em 2018, uma melhoria de 30% nos processos críticos das organizações empresariais.
A generalidade das empresas ainda segue o modelo tradicional em que a qualidade dos produtos só é verificada quando tudo está pronto para ser testado. Com os gémeos digitais as indústrias podem usar dados para simular testes, mesmo antes de o produto ser fabricado. Em consequência, o tempo de produção decresce e o produto pode ser lançado no mercado com mais rapidez, o que diminui os custos operacionais e os riscos de produção: tudo isto, sem gasto material, tempo ou dinheiro. Esta tecnologia tem uma aplicação tão abrangente, ao ponto de incluir no seu perímetro cópias de produtos, processos ou equipamentos, viabilizando, deste modo, a progressão dos processos fabris e a minimização dos custos com protótipos. O gémeo digital é concebido e desenvolvido para ter um comportamento idêntico ao seu parente real e, devido à interconetividade e interoperatividade, é abastecido com dados do seu congénere real, graças à sua capacidade de simulação das condições reais do desempenho e funcionalidade de um objeto. Em consequência, quanto mais dados e informações tiver a empresa, mais facilmente consegue desenvolver um protótipo digital mais robusto e representativo. A expansão desta ferramenta está estritamente ligada ao conceito de indústria 4.0, que, ao integrar sistemas ciber-físicos, consegue, através de sensores e câmaras de alta-definição, monitorizar equipamentos associados a plataformas da internet das coisas, e também coletar e agregar dados de desempenho do equipamentos em tempo real, assumindo-se, deste modo, como uma versão em tudo idêntica à física, mas digital.
Inclusivamente, o génio digital pode controlar remotamente o seu génio real, gerando informações de negócios que permitem potenciar a obtenção de resultados empresariais expressivos. O gémeo digital é construído com recurso a meios e tecnologias digitais, computacionais e informacionais, identificando-se como um modelo virtual do espaço, do edifício construído ou planeado, bem como do produto, permitindo relações e trocas informacionais entre os objetos.
Atualmente, é fácil encontrar gémeos digitais em múltiplas áreas: no design industrial, na indústria aeroespacial, no ramo automóvel e urbanismo (em particular nas smart cities), etc. Os feedbacks estabelecidos entre os gémeos, com recurso à domótica, definida como a integração de mecanismos automáticos num determinado espaço, possibilitam que o gémeo real possa ser operado e transformado remotamente. Ao mesmo tempo, com recurso a sensores, câmaras de alta-definição e IoT, o gémeo digital pode ser monitorizado à distância e repercutir, em tempo real, as transformações ocorridas no génio real, antecipando assim falhas e ineficiências.
Como exemplo, empresas como Rolls-Royce, a MARS e a Bayer (entre outras), já utilizam, neste momento, esta técnica disruptiva para, de forma específica, melhorar a eficiência dos motores dos aviões, automatizar a cadeia de abastecimento e criar fábricas virtuais, depreendendo-se assim que a tecnologia dos gémeos digitais é enquadrável perfeitamente no padrão de indústria 4.0, por exigir uma transformação digital da empresa, viabilizando desta maneira enfrentar de, forma competitiva, os seguintes desafios: monitorizar e digitalizar em massa os processos de fabrico, multiplicar a capacidade dos sistemas de armazenamento, e proporcionar a gestão de múltiplas cópias digitais de forma concomitante, gerando, por consequência, uma maior capacidade para avaliar os diferentes cenarizações alternativas. Brevemente, segundo Gartner, metade das empresas industriais utilizará gémeos digitais, ambiente que prevê um aumento de 10% da sua eficiência operacional.