SimulaQuiz: jogo digital para o ensino de Digital Twin

Marcus Vinícius Oliveira Ribeiro Brandão; João Pedro Silva Nascimento; Luciane Oliveira Lima; João Vitor Siqueira Fonseca; Andressa Clara Barbosa de Araujo; Marcus Vinícius Lemos da Silva; Cristiane Agra Pimentel

doi:10.47456/bjpe.v11i3.49585

Autores

Marcus Vinícius Oliveira Ribeiro Brandão Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB) Autor https://orcid.org/0009-0009-9619-026X
João Pedro Silva Nascimento Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB) Autor
Luciane Oliveira Lima Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB) Autor
João Vitor Siqueira Fonseca Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB) Autor https://orcid.org/0009-0006-9218-9921
Andressa Clara Barbosa de Araujo Universidade Federal da Bahia (UFBA) Autor https://orcid.org/0000-0002-1734-506X
Marcus Vinícius Lemos da Silva Centro de Pesquisa, Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (CEPEDI) Autor
Cristiane Agra Pimentel Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB) Autor https://orcid.org/0000-0001-9939-0309

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i3.49585

Palavras-chave:

Digital Twin, Gamificação, Jogo Educacional

Resumo

A rápida evolução da Indústria 4.0 criou uma demanda crescente por profissionais qualificados em tecnologias digitais, especialmente em Digital Twin, cujo seu conhecimento tornou-se essencial para organizações que buscam eficiência operacional e redução de custos. Diante da carência de recursos educacionais eficazes para o ensino dessa tecnologia complexa, este trabalho apresenta o desenvolvimento do SimulaQuiz, um jogo educacional gamificado voltado para o aprendizado de Digital Twin e seu ecossistema. A metodologia empregada caracterizou-se como exploratória qualitativa, estruturada em cinco etapas: concepção do formato, desenvolvimento técnico, testes sistemáticos com usuários, registro de software junto ao INPI e a construção de uma matriz SWOT. O produto desenvolvido consiste em um quiz interativo com 64 questões distribuídas em blocos temáticos sobre simulação, Digital Twin e Indústria 4.0, apresentando feedback visual instantâneo e sistema de pontuação por estrelas. A matriz SWOT evidenciou que a gamificação aumenta significativamente o engajamento estudantil e facilita a compreensão de conceitos complexos, embora demande infraestrutura tecnológica adequada e conhecimento técnico específico. O SimulaQuiz foi registrado oficialmente como programa de computador (BR512025000934-8), contribuindo para a formação de profissionais qualificados para os desafios da Indústria 4.0.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Biografia do Autor

Marcus Vinícius Oliveira Ribeiro Brandão, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

Graduando em Engenharia de Produção no Centro de Ciência e Tecnologia em Energia e Sustentabilidade (CETENS) da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB). Atualmente, estagiário no Centro de Pesquisa, Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (CEPEDI). Possui experiência em iniciação científica e tecnológica, com projetos envolvendo manufatura aditiva, automação, visão computacional e simulação, incluindo o desenvolvimento de uma extrusora de filamentos de PET, um robô móvel assistivo, gêmeo digital e jogos. Ex-membro da ENGTEMP Jr. (empresa júnior do centro), com interesse em simulação, gêmeo digital, programação e aplicações de inteligência artificial.
João Pedro Silva Nascimento, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

Sou estudante de Engenharia de Energias na UFRB e tenho uma forte paixão por tecnologia. Atualmente sou estagiário no CEPEDI, focado em simulação, Machine Learning e desenvolvimento web.
Luciane Oliveira Lima, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

Atualmente sou graduanda em engenharia de produção e atuo como bolsista de iniciação científica no projeto Lean Healthcare. Tenho experiência no setor da qualidade e na aplicação de ferramentas Lean. Além de ser técnica em agroecologia com conhecimentos em extensão rural e produção de fitoterápicos.
João Vitor Siqueira Fonseca, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

Graduando em Engenharia de Produção, CETENS, UFRB, Feira de Santana-BA, atualmente no 6º semestre. Fui voluntário em Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação do projeto Lean Healthcare aplicado à área de saúde de Feira de Santana (2023-2024), trabalhando com propriedade intelectual desenvolvendo jogos para área médica. Estagiei na Fundação Hospitalar de Feira de Santana, no Hospital da Mulher, sendo do Setor da Qualidade buscando aplicar o Lean (2024). Fui bolsista no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (PIBITI), no projeto Digital Twin de Produção Parametrizável entre Setembro 2024 - Novembro 2024. Atualmente estagiário de produção do CEPEDI- Ilhéus.
Andressa Clara Barbosa de Araujo, Universidade Federal da Bahia (UFBA)

Mestranda no Programa em Engenharia Industrial (PEI) pela Universidade Federal da Bahia (UFBA). Pesquisadora em Digital Twin para sistemas de manufatura e Indústria 4.0 com foco em otimização, melhoria contínua e digitalização de processos. É Bacharel em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (2023) e Bacharel em Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (2022). Durante a graduação foi Bolsista em Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação do projeto Lean Healthcare aplicado à área de saúde de Feira de Santana (2022-2023), Bolsista em Iniciação científica do projeto Lean Healthcare aplicado à área de saúde de Feira de Santana (2021 - 2022) e Bolsista em iniciação científica do projeto de pesquisa Estudo da preparação de polímeros biodegradáveis empregando resíduos agrícolas (2017 - 2018).
Marcus Vinícius Lemos da Silva, Centro de Pesquisa, Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (CEPEDI)

Engenheiro de Produção apaixonado por inovação e gestão de projetos. Com mais de 13 anos de experiência em P&D, lidero equipes e projetos, da concepção à entrega. Fluente em inglês e especialista em modelagem e simulação de processos, busco constantemente aprimorar a eficiência e impulsionar resultados.
Cristiane Agra Pimentel, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

Atualmente professora na Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB) em Feira de Santana no curso de Engenharia de Produção, membro sênior do IEEE e participante do mestrado profissional da UFBA. Possui 12 anos de experiência na área industrial metalúrgica. Expertise desenvolvida nas áreas de qualidade, sistema de produção (lean), auditorias e certificações. Auditora interna e externa do Sistema de Gestão Integrado (ISO 9001, ISO 14001 e ISO IEC 17025) e Green Belt. Durante o mestrado trabalhou com implementação de normas ISO no serviço público, destacando-se a acreditação do laboratório de Biomateriais do Nordeste CERTBIO na norma ISO/IEC 17025, e no doutorado trabalhou com desenvolvimento de materiais para aplicação como biomaterial. Atualmente conduz o projeto de pesquisa Lean Healthcare com foco na área de saúde na BA e o projeto Digital Twin em cooperação com o CEPEDI de Ilhéus. Ganhadora dos prêmios 2021 IEEE Undergraduate Teaching Award, Menção Honrosa do IEEE WIE 2021 e 2022- Inspiring Member of the Year Award e 2021 Outstanding Branch Counselor Branch Chapter Advisor Award. A partir de 2024 está como membro do IEEE R9 Industry Engagement Committee, e Vice - Chair do WIE seção nordeste.

Referências

Ayeni, O. O., et al. (2024). AI in education: A review of personalized learning and educational technology. GSC Advanced Research and Reviews, 18(2), 261-271. https://doi.org/10.30574/gscarr.2024.18.2.0062

Barreto, M. A., et al. (2021). Gamification in the teaching of natural sciences: Articulating the active methodology in didactic sequences in elementary school through PIBID. The Journal of Engineering and Exact Sciences, 7(4). https://doi.org/10.18540/jcecvl7iss4pp13246-01-06e

Cavalcante, A. N., et al. (2018). Análise da produção bibliográfica sobre Problem-Based Learning (PBL) em quatro periódicos selecionados. Revista Brasileira de Educação Médica, 42(1). https://doi.org/10.1590/1981-52712015v41n4RB20160066

Chan, K., Wan, K., & King, V. (2021). Performance over enjoyment? Effect of game-based learning on learning outcome and flow experience. Frontiers in Education, 6. https://doi.org/10.3389/feduc.2021.660376

Coelho, N. L. N., et al. (2025). Gamificação na educação contemporânea: Estratégia de engajamento e personalização do ensino. Revista Multidisciplinar do Nordeste Mineiro, 3(1), 1-14. https://doi.org/10.61164/rmnm.v3i1.3571

Díaz, I., et al. (2024). Application of serious games in chemical engineering courses. Education for Chemical Engineers, 46, 22-32. https://doi.org/10.1016/j.ece.2023.10.002

Dihan, S., et al. (2024). Digital twin: Data exploration, architecture, implementation and future. Heliyon, 10(5), e26503. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26503

IEEE. (2024). 2024 Technology megatrends report. IEEE Future Directions. Recuperado de https://cmte.ieee.org/futuredirections/tech-megatrends/

Jape, D., Zhou, J., & Bullock, S. (2022). A spaced-repetition approach to enhance medical student learning and engagement in medical pharmacology. BMC Medical Education, 22(1). https://doi.org/10.1186/s12909-022-03324-8

Javaid, M., Haleem, A., & Suman, R. (2023). Digital twin applications toward Industry 4.0: A review. Cognitive Robotics, 3, 71-92. https://doi.org/10.1016/j.cogr.2023.04.003

Kishimoto, T. M. (1994). O jogo e a educação infantil. Perspectiva, 12(22), 105-128. Recuperado de https://periodicos.ufsc.br/index.php/perspectiva/article/view/10745

Lampropoulos, G., & Sidiropoulos, A. (2024). Impact of gamification on students' learning outcomes and academic performance: A longitudinal study comparing online, traditional, and gamified learning. Education Sciences, 14(4), 367. https://doi.org/10.3390/educsci14040367

Lima, C. D. C., et al. (2024). Implementação da gamificação em treinamentos na indústria farmacêutica. Revista JRG de Estudos Acadêmicos, 7(14), 1-15. https://doi.org/10.55892/jrg.v7i14.1281

Priyaadharshini, M., & Maiti, M. (2023). Learning analytics: Gamification in flipped classroom for higher education. Journal of Engineering Education Transformations, 37(1), 106-119. https://doi.org/10.16920/jeet/2023/v37i1/23137

Sachete, A. S., et al. (2024). Indicadores da aprendizagem adaptativa em ambientes virtuais de aprendizagem: Revisão sistemática da literatura. Revista Latinoamericana de Tecnología Educativa, 23(2), 69-87. http://hdl.handle.net/10183/283783

Sailer, M., & Homner, L. (2020). The gamification of learning: A meta-analysis. Educational Psychology Review, 32(1), 77-112. https://doi.org/10.1007/s10648-019-09498-w

Sauer, J., Sonderegger, A., & Schmutz, S. (2020). Usability, user experience and accessibility: Towards an integrative model. Ergonomics, 63(10), 1207-1220. https://doi.org/10.1080/00140139.2020.1774080

Silva, A. A., et al. (2011). A utilização da matriz SWOT como ferramenta estratégica: Um estudo de caso em uma escola de idioma de São Paulo. Simpósio de Excelência em Gestão e Tecnologia, 8, 1-11. Recuperado de https://www.aedb.br/seget/arquivos/artigos11/26714255.pdf

Sniderman, B., Mahto, M., & Cotteleer, M. J. (2016). Industry 4.0 and manufacturing ecosystems. Deloitte. Recuperado de https://www.deloitte.com/us/en/insights/industry/manufacturing-industrial-products/industry-4-0/manufacturing-ecosystems-exploring-world-connected-enterprises.html

Urgo, M., et al. (2022). Design of serious games in engineering education: An application to the configuration and analysis of manufacturing systems. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 36, 172-184. https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2021.11.006

Yee, L., Chui, M., & Roberts, R. (2024). Technology trends outlook. McKinsey Digital. Recuperado de https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/business%20functions/mckinsey%20digital/our%20insights/the%20top%20trends%20in%20tech%202024/mckinsey-technology-trends-outlook-2024.pdf

World Economic Forum. (2025). The future of jobs report 2025. Recuperado de https://www.weforum.org/publications/the-future-of-jobs-report-2025/

Zhang, L., Zhou, L., & Horn, B. K. P. (2021). Building a right digital twin with model engineering. Journal of Manufacturing Systems, 59, 151-164. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2021.02.009