PROPOSTA DE UMA PROVA DE CONCEITO PARA ESTRUTURAÇÃO DE AMBIENTES VIRTUAIS DE SIMULAÇÃO INTERATIVA NO CONTEXTO DE METAVERSO INDUSTRIAL

Introdução: A adoção de Gêmeos Digitais (Digital Twins) na Indústria 4.0 é fundamental para a otimização de processos, porém é frequentemente limitada pelo alto custo e pela baixa flexibilidade das ferramentas de simulação comerciais. Este trabalho aborda o desafio de criar uma alternativa acessível e modular para o planejamento e análise de layouts industriais. Objetivos: O objetivo principal foi projetar e desenvolver uma plataforma de simulação em Unity, validando sua arquitetura de software e seu potencial analítico. Os objetivos específicos incluíram: (1) criar uma arquitetura extensível baseada em padrões de projeto para componentes de fábrica virtuais; (2) implementar a lógica de um fluxo produtivo, incluindo geração, transporte e processamento de materiais; (3) desenvolver um sistema de coleta de dados para análise de performance; e (4) validar a resiliência da arquitetura através de prototipagem iterativa. Materiais e método: plataforma foi desenvolvida na plataforma Unity utilizando a linguagem C#. A metodologia se baseou na criação de uma arquitetura orientada a objetos, onde uma classe base abstrata (MaquinaBase) estabeleceu um contrato comum para todos os componentes funcionais. Padrões de projeto como Singleton, para o gerenciamento centralizado, e Object Pooling, para a otimização de performance, foram implementados. Para garantir a flexibilidade e o desacoplamento de dados, utilizou-se a tecnologia de ScriptableObjects da própria Unity. Resultados: O desenvolvimento resultou em um protótipo funcional capaz de simular cadeias produtivas com múltiplas dependências. A robustez da arquitetura modular foi validada empiricamente pela fácil integração de um novo tipo de componente (Merger) sem a necessidade de refatoração sistêmica. A aplicação da plataforma em um cenário de teste demonstrou sua capacidade como ferramenta de diagnóstico, onde o sistema de coleta de dados permitiu a identificação precisa de um gargalo de produção ao analisar o fluxo de materiais e o estado dos buffers internos das máquinas. Considerações finais: Conclui-se que a metodologia proposta foi validada, demonstrando que o uso de um motor de jogo como a Unity é uma abordagem eficaz e acessível para a criação de plataformas de simulação industrial. O protótipo resultante não só atinge seus objetivos de modularidade e capacidade analítica, mas também se estabelece como uma fundação sólida para futuras pesquisas, incluindo a integração com sistemas de Internet das Coisas (IoT) e tecnologias de realidade imersiva.

Palavras-chave: Gêmeos Digitais; Simulação de Processos; Unity; Arquitetura de Software; C#.