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Introdução
Em geral
Um gêmeo digital é um sistema de computador programado de tal forma que, ao receber as mesmas entradas experimentadas pelo objeto ou processo físico do qual é gêmeo, fornece as mesmas saídas.[1] Por exemplo, uma turbina a gás tem como entradas metano com 97% de pureza e ar a 20 °C, e aciona um alternador que produz energia elétrica. Um gêmeo digital adequadamente programado desta turbina pode prever os gigawatts de potência que o alternador produzirá se a pureza do metano cair para 96% ou a temperatura do ar subir para 21°C.
Quando se diz "quando recebe as mesmas entradas, fornece as mesmas saídas", não significa que o ar físico entra no gêmeo digital da turbina, mas sim que os dados desse ar entram (quantidade, temperatura, etc.). O mesmo vale para saídas.
Origem
Os gêmeos digitais são o resultado da evolução da simulação, que existe há séculos. A construção de navios de pequena escala, para testar a flutuabilidade e manobrabilidade dos navios reais que neles seriam construídos, atingiu o seu apogeu no século XIX.[2].
Os gêmeos digitais foram antecipados por David Gelernter em seu livro de 1991 Mirror Worlds.[3].
A primeira definição prática de um "gêmeo digital" é atribuída à NASA, que estava tentando melhorar a simulação física de modelos de aeronaves em 2010. No entanto, o conceito é mais antigo e acredita-se que tenha sido lançado por Michael Grieves em 2002, quando trabalhava na Universidade de Michigan. Grieves, do Florida Institute of Technology, foi o primeiro a aplicar o conceito de gêmeo digital na fabricação.[5][6][7][8][9][10].
O conceito e o modelo do gêmeo digital foram apresentados publicamente em 2002 por Grieves, então da Universidade de Michigan, durante uma conferência da Associação de Engenheiros de Manufatura em Troy, Michigan.[11] Grieves propôs o gêmeo digital como o modelo conceitual subjacente ao gerenciamento do ciclo de vida do produto (PLM).
O conceito, que recebeu vários nomes, foi mais tarde chamado de "gêmeo digital" por John Vickers da NASA em um relatório de roteiro de 2010.[12].