O que é Indústria 4.0? Quais os Desafios?

O que é Indústria 4.0? quais seus desafios

Um complexo sistema com diferentes tecnologias que se entrelaçam e se complementam para otimizar os processos produtivos. Neste contexto, as fábricas serão mais inteligentes, ágeis, flexíveis e dinâmicas. Todos podem se beneficiar? Quais os desafios? Quais pilares sustentam o conceito? Veja o que é indústria 4.0 e quais os desafios a enfrentar.

O que é Indústria 4.0? Quais os Desafios?

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O QUE É INDÚSTRIA 4.0?

Para representar uma proposta política fundamentada em estratégias de alta tecnologia, o termo “indústria 4.0” foi utilizado pela primeira vez em 2011 durante a feira industrial de Hannover na Alemanha. Observando as empresas multinacionais que já possuíam algumas das mais avançadas práticas tecnológicas de produção, estes foram usados como modelos para o próximo degrau evolutivo.

O desenvolvimento do conceito sobre a indústria 4.0 é realizado de maneira global, pela união de esforços de empresários, engenheiros e cientistas, a partir das experiências práticas e de teorias avançadas sobre produtividade e competitividade.

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Os termos “Indústria 4.0” e “Quarta revolução industrial” são parelhos e referem-se ao novo estágio de desenvolvimento em gestão e organização de toda a cadeia de valor da indústria de manufatura. Nos Estados Unidos e na China é chamada de manufatura avançada.

Linha de Envase - Desafios da industria 4.0
Fonte: Siemens | Linha de produção (Envase)

O conceito de fábrica inteligente não se limita ao processo de manufatura, se estendendo para todas as etapas da cadeia de suprimentos, desde o plantio/colheita/extração passando pelo sistema de logística inteligente, pela produção inteligente e distribuição dos produtos, totalmente conectada à Internet.

QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL

A Indústria 4.0, também conhecida como Quarta Revolução Industrial, pode ser dividida nas categorias física, digital e biológica. Tecnologias da categoria física: veículos autônomos, impressão 3D, robótica e novos materiais. Da categoria digital: sensores, Internet das Coisas (IoT), blockchain, computação em nuvem e Big Data. Tecnologias da categoria biológica: genética, genômica e biologia sintética (SCHWAB, 2016).

Indústria 4.0 pode ser considerada como a capacidade de seus componentes industriais se comunicarem entre si através de sistemas inteligentes ligados à rede, conectando em tempo real pessoas, máquinas e produtos.

Os processos podem ser mapeados desde a matéria-prima, passando pela manufatura, transporte e entrega aos destinatários. Estes podem ser visualizados (supervisionados ou não) por um simples tablet ou smartphone.

PILARES DA INDÚSTRIA 4.0

Indústria 4.0 é um termo muito complexo para ser resumido em apenas algumas palavras. É uma revolução fundamentada em 9 pilares que ajudam a compreender melhor as tecnologias que são a sua base.

Os nove Pilares da indústria 4.0
Os nove Pilares da Indústria 4.0

OS 9 PILARES

BIG DATA E ANALYTICS

3 Características do Big Data
Fonte: Wikimedia | Características do Big Data

Big Data significa um grande volume de informações de alta variedade e velocidade e que exige análise para melhor tomada de decisões. O termo é referenciado em qualquer área, seja ela ciência, indústria, negócios, cultura, saúde entre outro, pois está relacionado a captura e análise de muitos dados, tendo como característica principal o volume, a variedade e a velocidade. Como está em constante evolução, há também as características veracidade e valor. Algumas literaturas chegam a  considerar 8 características.

COMPUTAÇÃO EM NUVEM (CLOUD COMPUTING)

Veículos autônomos em autoestrada da Alemanha
Fonte: Europeindustry | Veículos Autônomos

Tudo que pode ser conectado dinamicamente de forma onipresente e conveniente aos serviços de internet. Computação em nuvem engloba serviços de armazenamento de arquivos como fotos e vídeos em um modelo mais simples, e serviços de Infraestrutura (IaaS), de Plataforma (PaaS) e Software (SaaS) nos modelos de negócio mais completos. Conexão e controle de veículos autônomos, redes de monitoramento, drones entre outros estarão dentre os serviços a partir da nuvem.

ROBÔS AUTÔNOMOS

Homem e robô tocando as mãos "hi five"
Fonte: Wikimedia | Interação com robô

Robôs manipulados por sistemas controlados por computador, capazes de interagir com ambiente e principalmente com o ser humano (em segurança) através de sensores, sendo capazes de tomar decisões em tempo real. Capacidade de aprendizado e podem reduzir o tempo de entrega de pedidos em até 50%, devido não se cansarem e não terem problemas psicológicos ou com desvios de atenção.

Robôs são cada vez mais usados em processos de manufatura e soldagem na indústria automotiva e aplicações pick and place.

SIMULAÇÃO EM AMBIENTE VIRTUAL

Simulação de processos, simulação de comportamentos de plantas e de robôs através softwares, reduzindo custos de implantação e manutenção, onde as falhas são detectadas em ambiente virtual, trazendo economias nos investimentos e no consumo de matéria-prima.

REALIDADE AUMENTADA

Pessoa com tablet checando instalações
Fonte: industryeurope | Realidade aumentada

É a integração de elementos de um ambiente virtual a partir do mundo real utilizando uma câmera com sensores de movimento, como acelerômetro e giroscópio.

Ex. Inserir pela tela de um smartphone, um leão virtual em uma sala de jantar. A câmera filma o ambiente e o software insere o leão virtualmente.

SISTEMAS CIBER-FÍSICOS

São sistemas computacionais que integram e controlam os processos das empresas. Sistemas com softwares embarcados, que permitem a medição em ambiente físico para processamento futuro.

São diferentes de outros tipos de sistemas como os de computadores, pelo simples fato de que seus dados podem ser reutilizados para melhorias nos processos. Os sistemas ciber-físicos são totalmente baseados na IoT.

INTERNET INDUSTRIAL DAS COISAS (IIOT OU IOT)

Carro conectado a vários dispositivos
Fonte: Pxhere | Carro conectado com IoT

Internet Industrial é um dos elementos mais cruciais para esta nova revolução, ela permite que dispositivos físicos interconectados com a internet por meio de sensores pequenos e embutidos, criando um ecossistema de computação.

Estes objetos podem ou não interagir entre si. A base da IoT é o RFID (Radio Frequency IDentification – Identificação por Rádio Frequência) que permite uma resposta rápida ao gerenciamento de suprimentos entre outros.

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CIBERSEGURANÇA

São os sistemas de segurança que impedem ataques de hackers aos dispositivos conectados à internet. Diversos são os exemplos de ataques cibernéticos, incluindo as grandes empresas, que levam a prejuízos em grande escala.

Com a IoT os riscos aumentam pois os fabricantes destes dispositivos não fabricam ou não fabricavam dispositivos para se conectarem à internet, portanto não possuem conhecimento em escala necessária.

MANUFATURA ADITIVA

Impressora 3D fabricando motor
Fonte: wallpaperflare | Manufatura aditiva

Conhecida como impressão em 3D, produz desde peças decorativas até órgãos para o corpo humano, próteses, peças de veículos entre outros. Associada ao escaneamento 3D onde se pode escanear grandes construções, troféus, moedas entre outros, e reproduzir tamanhos menores como para maquetes.

Diferenças entre manufatura subtrativa e aditiva
Diferenças entre manufatura subtrativa e aditiva

DESAFIOS RUMO A INDÚSTRIA 4.0

DESAFIOS ECONÔMICOS

Os custos de implementação desses sistemas serão muito altos para certas empresas. Além dos custos iniciais, também devem ser considerados os custos de manutenção ao longo do tempo. Não existe um modelo que funcione em todos os tipos de indústria, por consequência será desenvolvido de acordo com a necessidade.

DESAFIOS POLÍTICOS

A indústria 4.0 deve ter uma abrangência global, tornando-se difícil a regulamentação para criar uma estrutura que possa ser aplicada a todos os sistemas e países. Muitos países ainda nem começaram a criar uma estrutura mínima para promover seu desenvolvimento.

DESAFIOS SOCIAIS

Um dos grandes desafios da indústria 4.0 é quanto a privacidade das informações, tal qual todo o mundo digital, quanto mais ela avançar, mais exposição haverá. Modelos de negócios éticos são essenciais para as empresas modernas e que querem manter seus consumidores.

CONTRAS E PRÓS

  • Custos altos de implantação e sem garantia do aumento de produtividade em todas as situações podem inviabilizar a transformação para algumas empresas. A mudança é mais direcionada a empresas de grande porte, as de pequeno e médio porte podem não ter o retorno desejado e amargar prejuízos.
  • Quanto mais tecnologia, mais automação e se todo sistema for rapidamente transformado, levará a perdas de empregos. Deve ser feito de maneira gradativa, de forma que as pessoas também se transformem, se atualizem e adquiram conhecimento necessário para migrarem.
  • Maior produtividade é uma das vantagens da indústria 4.0, é a capacidade de produzir mais com menos.
  • Custos reduzidos, seja com pessoal, seja com tempo de produção.
  • Automação do processo, que significa maior qualidade, menor tempo de execução entre outros.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS

Devido os muitos desafios ainda desconhecidos, as empresas devem realizar um estudo de viabilidade de implantação da indústria 4.0. Checadas as possibilidades, os pilares devem ser ordenados por grau de importância para o setor ou empresa. Os riscos devem ser identificados e mitigados.

Produtividade, custos de implantação, automação, capital humano. Os pesos devem ser muito bem medidos para que não haja danos e prejuízos, afinal não adianta investir e chegar em um ponto de falência, tampouco reter o avanço e chegar ao mesmo ponto.

INDICAÇÕES DE CONSULTA

No Brasil há sites muito bons sobre os avanços em território nacional e os planos governamentais para implementação, dentre estes pode-se citar:

  • ABDI (Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial)
  • INDUSTRIA 4.0 (Agenda Brasileira para a Indústria 4.0)

ESTUDO RECOMENDADO

Gostou do conteúdo? Quer saber mais sobre as tecnologias da indústria 4.0? “Tudo sobre IoT” contém um rico material sobre esta tecnologia. Tenha acesso ao que há de mais avançado a nível global. Acesse e veja mais sobre.

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About Flávio Santos

42 Anos, Eng. Eletricista, Eng. Segurança do Trabalho; MBA em Gestão Estrat. de Pessoas Lid. e Coaching; Pós-Graduado em Engenharia Industrial 4.0; Técnico em Instrumentação Industrial; 22 anos de experiência no setor industrial Químico, Petroquímico, Sucro-Alcooleiro, Alimentício, Geração de Energia, Projetos e Gestão. Amante da NBA e Mestre Cervejeiro nas horas vagas.

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