Indústria 4.0: Você está pronto para as mudanças?

A indústria 4.0 já chegou
A indústria 4.0 já é uma realidade e nem todos estão prontos

O termo Indústria 4.0 foi utilizado pela primeira vez em 2011, na Alemanha. Durante o evento Hannover Messe, apresentou-se em conjunto com o governo local, universidades, centros de pesquisa e empresas de tecnologia, o que seria a Quarta Revolução Industrial.

Na altura foram propostas mudanças radicais no modelo industrial, com trabalhos a serem desenvolvidos nos campos da automação e controle de dados. Mudanças estas futuristas, mas sem ultrapassar o limite da realidade. O objetivo amplo proposto foi o de descentralizar o controle dos processos e proliferar a ideia de dispositivos inteligentes interconectados, de forma a facilitar toda a cadeia de produção e logística das fábricas.

Tal e qual o advento da internet e a revolução digital para com os negócios, esse novo modelo de indústria também chegou para causar impacto positivos no setor. Mas afinal, o que realmente significa este termo?

O que é Indústria 4.0

Cada uma das três revoluções industriais (anteriores) carregam características especiais e marcantes. É preciso compreender todo o percurso histórico e desenvolvimento, desde a produção em massa; linhas de montagem; e tecnologia da informação, para compreender como o mercado tecnológico se tornou tão competitivo.

Hoje, esse mercado é o centro do desenvolvimento econômico. Acompanhe como se deu a evolução da complexidade industrial até a era 4.0:

Indústria 1.0

A primeira fase teve seu início no século XVIII, quando iniciou-se o desenvolvimento do sistema capitalista, a partir da aceleração produtiva. A grande novidade foi a descoberta da utilização do carvão como fonte de energia. Dessa forma os equipamentos passaram a ser movidos com essa combusta e à vapor.

A Primeira Revolução Industrial criou um novo cenário com a criação de novos meios de transporte, como a locomotiva e o navio (quase 100 anos depois). Permitiu-se o transporte de matéria-prima, pessoas e que a distribuição das mercadorias fosse uma nova alternativa de trabalho, para além da força braçal e procedimentos artesanais.

Indústria 2.0

Nesta etapa, o principal advento foi a descoberta da eletricidade e a primeira linha de montagem, protagonizada por Henry Ford. Desenvolveu-se a ideia de produção em massa. Ou seja, mais agilidade na produção, por um custo muito menor.

Também fez parte da Segunda Revolução Industrial (século XIX) o uso do motor à explosão, a invenção do telégrafo e as novas teorias de escala de produção por etapas. Estas mudanças alteraram a forma de consumo social, tendo em consideração que os acessos estavam facilitados (preço e disponibilidade).

Indústria 3.0

Já nos meados dos anos 70 inicia-se a Terceira Revolução Industrial, agora tendo como marco principal os primeiros sistemas de automação para o setor. São computadores, centros de usinagem e inserções de componentes que passaram a auxiliar e otimizar sequências programadas, por meio dos “robôs computadorizados”.

Conhecida também como Revolução Técnico-Científica e Informacional, ela beneficiou e proporcionou avanços consideráveis, principalmente nos campos da Informática, Robótica, Telecomunicações, Biotecnologia e Nanotecnologia. Passou a considerar a demanda em prol da produção, cada vez mais complexa e sofisticada. Este modelo descentralizou e permitiu o desenvolvimento e a integração simultânea de diversas sedes. Deu-se início à Globalização.

Indústria 4.0

Uma era de interação entre o digital e o real (físico, digital e biológico) com investimentos em tecnologia de ponta para conectar tudo e todos. Pretende-se aplicar todos esses sistemas para o desenvolvimento de fábricas e processos produtivos  inteligentes. Eles possuirão a capacidade de se auto-controlar e monitorar..

Esta rede de conexões entre dispositivos, pessoas e sistemas de informação tem levantado discussões em torno da expressão Internet das Coisas (IoT). Uma oportunidade de criar relações inéditas, em que um sistema se comunica com outro, de forma eficiente e transparente.

Os princípios da Indústria 4.0

Mas afinal, o que prevê a Quarta Revolução Industrial? É muito importante entender quais são os princípios a serem adotados para que o seu negócio possa se adaptar e começar a empregar esses atributos, de forma a acompanhar a evolução no setor.

Interoperabilidade

É a capacidade de operação em tempo integral. Ou seja, dispositivos inteligentes são implementados em cada etapa de produção, para que seja possível gerenciar e realizar manutenções de forma ágil, prática e segura. Há a comunicação entre pessoas e sistemas ciber-físicos por meio da Internet das Coisas, que por sua vez está associada à computação em nuvem.

Virtualização

Esse princípio permite que as organizações inteligentes criem as chamadas “cópias virtuais” dos seus sistemas (em nuvens), com a finalidade de monitoramento dos processos em plena atividade.

Desta forma os maquinários estarão preparados para verificar atualizações, realizar ensaios com softwares mais desenvolvidos e testar configurações, antes mesmo de começarem a execução de suas tarefas.

Tudo isso, protegidos contra malwares e por meio de sensores com tecnologias como bluetooth, RDIF (radiofrequência) ou qualquer outra que permita ações remotas. Basta coordenar com smartphones a qualquer hora e lugar, reduzindo assim, os custos totais da operação.

Descentralização

A Indústria 4.0 propõe que não haja mais interferência por parte de pessoas para que as máquinas funcionem. Assim como também não será necessário aguardar o fim da linha de produção para identificar erros e realizar melhorias.

Os sistemas ciber-físicos serão capazes de avaliar pequenas avarias ou defeitos para assim realizar a tomada de decisão, corrigindo que for necessário. As indústrias poderão atuar com inteligência artificial a partir da operação em módulos independentes, aprimorando os processos.

As informações serão “transmitidas” em tempo real, que é mais um dentre os seus princípios.

Tempo Real

A tecnologia de ponta, somada a possibilidade de virtualização utilizada na Indústria 4.0, permite práticas integradas e análises descentralizadas, em tempo real. Todos os princípios unidos, em prol de potencializar e otimizar a produção final.

Esse conhecimento geral, inclusive, se aplica às boas práticas da Estratégia de Manutenção. O acesso a informações exatas e precisas ajudam a criar planos eficientes para atingir o sucesso no mercado financeiro. Assim como acompanhar as tendências da bolsa de valores, taxas, indicadores econômicos e toda informação relevante para o negócio.

Modularidade

Toda essa otimização permite ainda que as atividades da linha de produção sejam concebidas em módulos. Poderão se conectar e desconectar, de maneira independente, sem a necessidade de parar a produção.

A vantagem é a indústria poder fabricar produtos diferentes, em sequência, facilitando o seu processo final de montagem. Considerando sempre a demanda e a personalização necessária para atingir e agradar o público-alvo.

Para facilitar o entendimento, basta considerar uma fábrica de automóveis. Hoje ela é dividida em módulos. E não mais na linha de produção, na qual eram entregues milhares de unidades idênticas. A divisão acontece de forma específica, para produzir uma “família de automóveis”, tendo cada uma delas, características específicas. Potencializa-se os lucros.

Orientação

Seguindo o conceito de Internet of Services – voltada para os serviços – os Técnicos e Gestores de Manutenção poderão reorganizar os departamentos, tornando-os mais eficientes. Com capacidade para alcançar os objetivos de produção em prol das metas traçadas.

Os princípios, em conjunto com o suporte tecnológico adequado, permitirá a eficiência de produção, com entrega de qualidade. Fator primordial proposto nesta nova fase da Revolução Industrial.

Pilares da Indústria 4.0

Para colocar em prática os princípios de interoperabilidade, virtualização, descentralização, tempo real, modularidade e orientação; é necessário ter as tecnologias de conectividade. Elas são responsáveis por viabilizar os processos inteligentes e se sustentam em 3 pilares importantes: Internet das Coisas, Big Data e Segurança.

Internet das Coisas (IoT)

Caso não esteja familiarizado com o termo, ele compreende todos os tipos de máquinas, aparelhos ou equipamentos que se encontram disponíveis e permanentemente ligados à internet. Possuem dispositivos eletrônicos que permitem a coleta, troca de dados e informações para análise e controle. Estas informações são essenciais para contabilizar os Indicadores de Performance de Manutenção.

Sistemas que operam via Internet das Coisas possuem sensores e/ou atuadores de espaço ciber-físico. Como consequência é possível ampliar e facilitar a interação entre os dispositivos tecnológicos e as pessoas.  

Big Data

Os dados recolhidos via Internet das Coisas e seus respectivos sensores precisam ser analisados e processados. Entretanto, por ser um volume exponencial, torna-se impossível o gerenciamento manual. Esta passa a ser então, a função da tecnologia de Big Data, que aplicada a Indústria 4.0 irá lidar com a informação com base nos 6C’s:

  • Conexão à rede industrial para captação dos dados emitidos, por meio dos sensores e CLPs (controladores lógicos programáveis);
  • Cyber que é o modelo de memória utilizado pelas máquinas durante o processamento desses dados;
  • Clound para o armazenamento das informações em servidores virtuais (nuvens de dados por demanda);
  • Conteúdo gerado pela análises destes mesmos dados, com o objetivo de produzir informações relevantes e de qualidade para o negócio;
  • Comunidade para intercomunicar e partilhar tais informações (equipes internas), auxiliando no processo de criação de estratégias de otimização e desenvolvimento;
  • Customização para tornar a manufatura ajustável, flexível e prática; garantindo a personalização e os valores dentros dos padrões estabelecidos (para o público-alvo).

Ao seguir este fluxo é possível extrair o feedback de todo o processo para que se torne possível a realização de ajustes (quando necessário), garantindo o controle da produção.

Segurança

Para que a Quarta Revolução Industrial prospere é preciso garantir a segurança destes Sistemas de Informação. É preciso evitar as falhas de transmissão e comunicação entre os próprios equipamentos (máquinas). Pequenas quebras deste tipo de sistema podem causar problemas de produção. Os arquivos (Big Data) com toda a informação deverão ser protegidos, pois nada mais são do que todo o conhecimento da empresa (know-how).

Benefícios

Apesar da Indústria 4.0 não ser ainda uma realidade (e sim um conceito em desenvolvimento), é preciso destacar alguns pontos que a impulsionam. Existe um avanço exponencial da capacidade dos computadores, assim como a quantidade de informação digitalizada (Big Data), em prol das novas estratégias de inovação. Está mais próximo do que se imagina e os benefícios associados são vários:

Aumento da produtividade

A eficiência proposta por esse modelo de automação e otimização dos processos faz com que haja o aumento da produtividade. Consequentemente, reduzem os custos, as falhas e aumenta-se a velocidade da produção. O interessante é que tudo isso pode acontecer, sem perder o controle, como por exemplo, da Gestão de Manutenção.

Neste caso em específico é preciso (e importante) escolher uma das Estratégias de Manutenção, seja ela preventiva ou preditiva, para minimizar os riscos de falhas e equipamentos danificados. Parar a produção para corrigir ou substituir algum equipamento não é o cenário ideal.

O que não é muito custoso, levando em consideração a Internet das Coisas e o Big Data, facilitadores destes processos de monitoramento e previsão. Controlar em tempo real a partir da inteligência artificial torna-se o cenário ideal. Inclusive, pode-se relacionar com a Manutenção Preditiva mais avançada em termos de sistema de aferição.

Melhoria nas condições de trabalho

Apesar de ser baseada em tecnologias, os aspectos humanos, sociais e ambientais não são desconsiderados. Inclusive são essenciais, uma vez que pretende-se trabalhar de forma sustentável.

Os colaboradores também são fundamentais na Indústria 4.0. Propõe-se facilitar a rotina das atividades, de forma que não se tornem estressante e/ou perigosas. O quesito segurança, como um dos pilares, também contribuirá para a redução de acidentes no ambiente de trabalho.

Produtos e serviços personalizados

Assim como as estratégias de marketing digital visam captar a atenção do seu público-alvo, a Indústria 4.0 não se difere. É de conhecimento geral que as pessoas estão cada vez mais conscientizadas e exigentes. Não existe apenas o desejo por um produto. Mas sim o bem maior e a sua responsabilidade social para com o planeta.

É preciso, cada vez mais, buscar os quesitos de sustentabilidade, assim como os de personalização para o cliente. Adaptar e reposicionar os conceitos, valores, visões e a própria marca para o cenário atual. Ofertar cores, modelos, funcionalidades, conforto ou o que estiver relacionado com o produto e/ou serviço. Despertar o interesse!

Nada melhor do que personalizar para ir de encontro às expectativas criadas. Ganhar vantagem competitiva no mercado atual é extremamente relevante para o desenvolvimento do negócio.

Agilidade

Outro benefício da Quarta Revolução Industrial é sua capacidade de ser ágil, flexível e escalável. As inovações a nível da inteligência artificial, robótica, Big Data e sistemas ciber-físicos são alguns exemplos que facilitam o cálculo e as previsões de produção e compra.

Isso mesmo, será possível prever com mais agilidade e assertividade as demandas sazonais, aproveitando ao máximo as oportunidades de mercado. Assim como os ajustes poderão ser realizados, caso o cenário mude, independente dos motivos associados.  

Impactos

É certo que, assim como nas demais fases da revolução, transformações e impactos hão de surgir. Cabe avaliar o quão positivo podem ser, assim como qual a melhor forma de se preparar para que não sejam mudanças radicais e negativas.

Mesmo que aos poucos, as indústrias (e demais setores econômicos) devem se modernizar e acompanhar as tendências de mercado. Esta é a primeira e melhor estratégia para não ser pego no meio de um “turbilhão” de novidades.

A tendência é que o acesso às tecnologias (cada vez mais desenvolvidas) aumente. Tanto para com os dispositivos do dia a dia, quanto para dentro das empresas e indústrias. Torna-se, então, bem provável o impacto direto no mercado de trabalho e na oferta de mão de obra, pois serão exigidos qualificações específicas.

A centralização dos dados vão acabar por se fundir com as informações de processos, assim como o espaço físico em que podem estar alojados. Tornar-se-ão um só. Esse desenvolvimento, aos poucos, vai gerar novas especialidades profissionais.

O papel humano dentro das fábricas se tornará cada vez menos braçal, ao passo que evolui para mais tecnológico e estratégico. O conhecimento técnico de TI (Tecnologia da Informação) deixará de ser um diferencial, para se tornar um pré-requisito básico. Uma competência exigida para poder ocupar os cargos dentro de uma empresa. Como por exemplo, para aprender a lidar e gerenciar sistemas.

Essa “mudança de papeis” irá reduzir significamente os postos de trabalhos manuais e com tarefas repetitivas. Por outro lado, novas formas e postos de trabalho serão criados. Será necessário, entretanto, conhecimento especializado e técnico para lidar com as máquinas e sistemas inteligentes.  

Capacitar engenheiros, técnicos e gestores será essencial para garantir que o trabalho interno seja executado com precisão, garantindo assim a mão de obra qualificada para os novos postos e serviços a serem desempenhados.

Desafios

Implementar os conceitos propostos pela Indústria 4.0 não é uma tarefa que acontecerá da noite pro dia, muito menos será simples e fácil. Trata-se de um processo de (re) evolução. O que não impede de estar atento às novas tecnologias, descobertas e possibilidades de upgrade.

Já deu para perceber que mais cedo ou mais tarde a tecnologia e a inteligência artificial irá dominar e impactar, não apenas os setores comerciais, mas também a rotina particular (seja dentro das casas ou mesmo no trabalho).

Manter-se informado e a par das novidades é a melhor maneira de estar preparado para vencer os desafios que serão impostos por esse modelo.

Baixo nível de segurança e estabilidade

Como destacado acima, a segurança é um dos pilares essenciais para que a Indústria 4.0 prospere. Este pode ser um dos obstáculos a serem ultrapassados. Será necessário instalar e integrar os sistemas, para que todos fiquem em rede.

É preciso considerar que cada vez que esta rede é amplificada, mais trocas de dados e informações são possíveis. Enquanto elas estiverem protegidas e nas “mãos” das pessoas certas, não há problema algum. Mas é preciso precaver para que as informações sensíveis e confidenciais não sejam hackeadas.

Esta é uma grande preocupação dos profissionais das diversas áreas de TI. Assim como uma falha de rede também pode provocar a interrupção da produção. Como estarão todos os sistemas interligados, o prejuízo é quase que certeiro, caso não haja soluções rápidas e eficientes para “voltar à normalidade”. É imprescindível a criação um ambiente seguro e estável.    

Falta de conhecimento

Pensar e planejar o futuro é preciso, mas não é simples. Apesar de ser um senso comum que os profissionais que pretendem atuar neste setor precisam estar a par das novidades tecnológicas, é preciso tempo para se especializarem.

Esse pode (e será) um grande desafio. Especializar-se numa área antes mesmo que ela exista é impossível. É provável que o conhecimento caminhará junto com o desenvolvimento das tecnologias propostas pela Indústria 4.0.

A falta de cultura digital e o baixo incentivo dentro dos centros de aprendizado (escolas e universidades) podem ser um impasse e, mesmo sem querer, acabam por ir na contramão do que será necessário para estas novas posições de trabalho.

Uma solução viável para esse desafio são as formações contínuas dentro das próprias empresas e/ou parcerias com universidades e centro de tecnologia. Os colaboradores atuais ou futuros estarão preparados para lidar, de forma adequada, com o que for necessário para o desempenho da função.

Custos elevados

Pode-se afirmar que implementar, atualizar e/ou substituir os equipamentos dentro de uma empresa tem custos, muitas vezes elevados. O que torna este um dos entraves mais comuns para a modernização e implementação de um novo modelo industrial.

É preciso ter em mente que o investimento será compensado pelo desempenho da produção. Na mesma linha de pensamento, à medida que os serviços vão se popularizando, os custos pelos mesmos tendem a reduzir.

Adaptação às tendências

O futuro (em termos tecnológicos) é atraente e desafiador. Conhecer, adquirir e aprender a lidar com as tendências será um fator essencial para aceitar e adaptar às novidades que a Indústria 4.0 irá proporcionar.

Quer exemplos dessas tendências? Será exigido um novo nível para realização de testes e simulações. As pessoas deixarão de ter interesse pelos modelos antigos de apresentação (atuais), apenas na tela de um computador. Porque? Simples: realidade aumentada, impressoras 3D e modelos tridimensionais projetados no ar; são apenas alguns dos mais simples exemplos dessa evolução. As empresas precisarão se adaptar para ganhar espaço e conquistar o mercado.

Impressoras 3D

Esse tipo de impressora não será utilizada apenas para demonstrações e simulações do modelo de negócio ou de um produto em específico. Ela se tornará um equipamento essencial e relevante no que diz respeito à redução de custos.

Da próxima vez que for previsto a necessidade de substituição de uma peça industrial (devido ao desgaste, por exemplo), a solução será imprimir uma, novinha. No futuro próximo – já uma realidade em determinadas empresas e universidades -, as pessoas terão acesso a esse equipamento para criar e desenvolver modelos originais, assim como habilidades tecnológicas e digitais.

Mas não apenas no ramo de TI. Já imaginou um estudante de medicina podendo observar todas as cavidades do coração? Ou um de botânica, analisando ao detalhe o caule e a raiz de uma planta rara? Entretanto, esse ainda é um desafio a ser superado.

Cobots

O mesmo pode ser dito dos cobots, espécie de robôs industriais capazes de automatizar tudo, dentro de uma empresa. Há prós e contras da implementação deste tipo de tecnologia.

Apesar de trabalharem em conjunto com pessoas, para realizar pequenas tarefas manuais, pode perder-se os movimentos sensitivos e flexíveis que os humanos desempenham. Mas a precisão e agilidade de um robô também deve ser considerada.  

É certo que algumas demandas de mercado deixarão de existir. Ao passo que novas irão surgir, assim como os profissionais ativos terão que se atualizarem. O que é certo desse tipo de tecnologia é que o seu custo é muito menor do que o de automatizar toda uma empresa a se conectar.

Conectividade

Este é um desafio real: integrar, conectar e fazer com que seja possível implementar os conceitos da Indústria 4.0, tornando-a uma realidade eficiente. Para isso será necessário criar e instalar sensores em cada um dos equipamentos para recolha de dados para o Data Base. Tudo isso por meio de softwares, aplicativos, plataformas e IoT.

Gêmeo Digital

O desafio da conectividade está diretamente interligado com o do “gêmeo digital”. Acompanhe o raciocínio: serão recolhidos diversos tipos de informações e estas armazenadas virtualmente. Mas e o próximo passo? Como analisar e decidir o que será utilizado e de qual forma?

Mesmo com métricas e indicadores de performance é preciso ir além. É preciso testar o produto final e perceber se ele estará ou não sendo concebido da melhor maneira possível. Tanto em termos de produtividade, quando de qualidade final.

Esse é o papel (e desafio) do gêmeo digital. A tecnologia será capaz de criar e simular virtualmente o passo a passo de produção até a sua versão final. Esses protótipos não precisarão ser físicos. O que ajudará, e muito, a encontrar e corrigir os erros previamente.

E então, o que você acha sobre os aspectos da Indústria 4.0? É interessante, trará benefícios, os desafios são muitos (é verdade), mas o futuro parece ser bastante promissor.