Indústria 4.0: o que é, vantagens e principais tecnologias
Automação Industrial

Indústria 4.0: o que é, vantagens e principais tecnologias

A Indústria 4.0 foi mencionada pela primeira vez há dez anos, na Alemanha. Na ocasião, o governo local apresentou um projeto voltado a soluções para a indústria.

De lá para cá, a manufatura foi transformada positivamente, com o aperfeiçoamento de processos e produtos, e o consequente aumento de lucro.

Para entender de que forma os resultados são aprimorados e como aproveitar tecnologias como soluções, elaboramos este conteúdo, repleto de informações referentes ao tema. Acompanhe!

Veja também: Como preparar sua fábrica para a revolução da Indústria 4.0 (Ebook Gratuito)

Indústria 4.0: entenda o seu conceito

Não existe uma única definição para Indústria 4.0 e, para compreendê-la, é preciso conhecer as ideias e estratégias que sustentam esse modelo de negócio.

Também chamada de Quarta Revolução Industrial, está diretamente relacionada às inovações tecnológicas recentes conectando sistemas, máquinas e ativos, com o objetivo de ganhar qualidade e reduzir custos.

Pode ainda ser entendida como um conjunto de possibilidades que permitem usufruir a conectividade e todas as suas vantagens.

Seu foco é em redes inteligentes autônomas de controle dos processos de fabricação.

Uma interação automatizada é feita entre equipamentos e sistemas digitais, dispensando a necessidade de mão de obra humana em muitas atividades.

As máquinas assumem processos críticos e funções perigosas, repetitivas e complexas.

Da 1ª a 4ª revolução industrial: como chegamos até aqui?

A Primeira Revolução Industrial (1784) é caracterizada pela mecanização dos processos usando a energia hidráulica e máquinas a vapor.

Na Segunda Revolução Industrial (1870), com a descoberta da eletricidade, instalou-se a produção em massa e as linhas de montagem.

Conhecida também como Revolução Digital (1969), agora foi inserida a automação industrial, apoiada em computadores, controladores e robôs.

Na atual revolução que vivemos – a Quarta – foram estabelecidos processos autônomos a partir da integração de tecnologias que compõem sistemas ciberfísicos.

Características e fundamentos principais

A indústria moderna é fundamentada na flexibilidade e na digitalização. Esses princípios se referem à capacidade de adaptação e de  exploração de novos modelos de negócio.

Na nova era das indústrias, redes inteligentes controlam todo o processo industrial, caracterizadas por:

Virtualização

A planta industrial pode ganhar uma cópia virtual, onde se acompanham e controlam as atividades remotamente. Com a adoção de sensores e sistemas ciberfísicos, os processos produtivos são digitalizados para monitoração.

Flexibilização ou Modularidade

O sistema produtivo é organizado em módulos, com cada um deles funcionando de forma autônoma e resultando em linhas de produção mais flexíveis.

Causa mudança ampla e profunda na manufatura, possibilitando o aumento da produtividade. Permite que as operações sejam alteradas a qualquer momento.

Descentralização

O funcionário deixa de ser o único responsável pelo comando de tarefas. Sistemas ciberfísicos passam a enviar ordens para a produção em tempo real.

Conectividade

Proporciona a interação entre os sistemas físico e digital, usando a Internet das Coisas (IoT), gerando comunicação mais eficiente entre gestores e chão de fábrica.

Interação

Os produtos ou serviços podem ser personalizados para satisfazer as necessidades dos clientes.

Tomada de decisões

Baseado em evidências, ou seja, dados confiáveis relativos à fabricação, as tomadas de decisão se tornam mais assertivas e ágeis.

pilares da indústria 4.0

Pilares do avanço tecnológico na Indústria 4.0

É preciso coordenar as tecnologias que integram o sistema, sendo as bases ou pilares da Indústria 4.0. Elas podem ser usadas separadamente ou em conjunto, com uma complementando a outra. Vamos conhecer alguns pilares:

Robôs autônomos

Os robôs industriais modernos têm habilidades como a capacidade de trabalhar sem interferência humana, além de dialogarem com outras máquinas. Oferecem muitos recursos e aperfeiçoam a produção com desempenho e disponibilidade.

Contam com sensores para analisar e tomar decisões em tempo real e têm capacidade de aprendizado, para aplicar ações corretivas. Também cooperam em muitas funções, na forma de Cobots.

Manufatura aditiva

Esta tecnologia tem a impressão 3D como base, para realizar testes, protótipos e customizações, atendendo as necessidades e preferências dos clientes. Muito útil para a construção de designs complexos e exclusivos.

Internet das Coisas

Originada do termo em inglês Internet of Things (IoT), essa tecnologia realiza a conexão entre dispositivos da linha de produção, possibilitando acesso a informações.

É formada por objetos físicos que podem ter sensores e controladores conectados a redes industriais

Assim, os dispositivos interagem entre si e flexibilizam o controle em todas as etapas da produção.

Realidade Aumentada

Elo entre o mundo real e o universo digital que otimiza os procedimentos de fabricação ao fornecer aos trabalhadores informações em tempo real, como as instruções para uma montagem ou um reparo de máquina.

Os dados são visualizados usando-se, por exemplo, óculos de realidade aumentada.

Simulação

Permite o desenvolvimento virtual de ambientes produtivos, reproduzindo a planta industrial para identificar melhorias e efetuar testes. Isso contribui, por exemplo, para a tomada de decisões relacionadas a investimentos caros ou novos produtos.

Ajuda também os operadores a treinarem as configurações, antes de realizá-las efetivamente, diminuindo tempos de setup do maquinário.

Big Data e Analytics

Conjunto de técnicas aplicadas a sistemas e dispositivos inteligentes de análise de dados que trabalham integrados para identificar inconformidades.

Armazena e organiza grande volume de informações em alta velocidade, contribuindo para melhorar as operações em tempo real.

Computação em Nuvem

Recurso de armazenamento de dados na Internet, que usa um provedor de computação possibilitando o acompanhamento e controle de dados relativos à produção.

A grande vantagem é gerenciar e monitorar a partir de qualquer lugar, o que faz sistemas e plantas de diferentes localidades se conectarem.

Cibersegurança

Com mais conectividade na indústria, é essencial também a aplicação desse conjunto de técnicas que protegem o sistema de dados contra violações e ataques virtuais.

Isso garante comunicação segura e confiável, além de diminuir as chances de falhas nos processos fabris.

Sistemas integrados

Fazem a ligação digitalizada de toda a cadeia de produção, unificando as atividades relativas à empresa, fornecedores, distribuidores e clientes.

Com a integração, é possível o compartilhamento de informações entre departamentos de engenharia e serviços, por exemplo.

Vantagens e benefícios da revolução com a Indústria 4.0

A atual revolução é repleta de vantagens. Confira algumas, a seguir.

Aumento de produtividade por meio da automação

O aumento da produtividade é um dos benefícios mais notáveis adquiridos com a automação industrial. Por isso é recomendável iniciar por ela a implementação de tecnologias 4.0.

Com sua adoção, se reduzem falhas e atrasos e toda a cadeia de produção funciona com maior velocidade. A eficiência operacional ajuda também a economizar com os custos de fabricação.

Customização dos produtos aos gostos individuais

A empresa 4.0 acompanha as tendências do mercado, o comportamento e as preferências do cliente.

O investimento na personalização dos produtos e serviços, o encurtamento do tempo de produção e entrega, e até a possibilidade da oferta de cocriações garantem vantagem competitiva.

As tecnologias e os processos 4.0 vêm a esse encontro como verdadeiras soluções.

Melhores condições de trabalho e sustentabilidade

Os aspectos humano, social e até ambiental também são privilegiados com as vantagens da indústria moderna.

O cuidado com o funcionário pode ser ainda maior melhorando as suas condições e medidas de proteção de trabalho, ao ajustar a temperatura da empresa em tempo real; prevenir e detectar incidentes como vazamentos de gás ou emissão de radiação, e muito mais.

E o meio ambiente também sai ganhando, com as ações de controle e uso inteligente de energia, recursos naturais e matéria-prima.

Aumento na qualidade de produtos

Ao mesmo tempo que o consumidor espera velocidade, ele igualmente espera por qualidade. E a automação definitivamente permite isso. O monitoramento em tempo real possibilita a detecção de defeitos.

Esse objetivo é atingido mais facilmente com a utilização dos sensores, softwares e tecnologias IoT, além dos robôs, que também contribuem para a redução de erros.

Quais tecnologias serão precursoras das grandes mudanças?

Fora os pilares já destacados, existem ainda outras tecnologias 4.0 fundamentais, e algumas delas se destacam porque já atendem ao seu propósito e ainda irão gerar mudanças significativas na sociedade, como os Cobots e a Inteligência Artificial. 

Os Cobots são robôs colaborativos desenvolvidos para trabalhar ao lado de humanos e que têm capacidade avançada de montagem, solda e outras atividades industriais.

Podem também ser usados para inspeção, com a instalação de câmeras em sua estrutura, além de atuar em situações fora da indústria, como na forma de aspiradores de pó ou para fins médicos.

A Inteligência Artificial permite que máquinas e robôs interajam com humanos. Ela atua processando dados embasados no aprendizado de experiências passadas.

Para o futuro, a expectativa é que as máquinas inteligentes ocupem de vez o lugar das tarefas repetitivas e monótonas e possibilitem aos trabalhadores a oportunidade de realizar atividades mais estratégicas e criativas.

Como o mundo será impactado pela Indústria 4.0 e o desenvolvimento tecnológico?

A Quarta Revolução traz mudanças que refletem em toda a sociedade, impactando diretamente a rotina das empresas, trabalhadores e consumidores.

Neste novo cenário, organizações serão capazes de produzir itens customizados, e fabricar em larga escala, alcançando diferentes públicos consumidores.

Gestão, processos e estruturas industriais serão desafiados a se planejar para atender a nova realidade e padrões e, assim, manter sua competitividade.

As tecnologias continuarão apresentando inovações constantes, e irão se mesclar, exigindo a atualização das empresas, no mesmo ritmo.

Como será o profissional da indústria 4.0?

Com o uso crescente de máquinas automatizadas, o mercado de trabalho também será impactado, abrindo portas para novas profissões e extinguindo outras. O perfil procurado é de profissionais atualizados e multifuncionais.

No Brasil, ainda é um desafio encontrar mão de obra capacitada. Algumas empresas avaliam como mais vantajoso investir na formação do quadro atual de funcionários.

Por aqui já existem diversas startups focadas em tecnologia industrial que são portas de entrada para o público jovem, que tem mostrado maior interesse pela manufatura.

De acordo com mapeamento realizado em 2019 pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai), as profissões relacionadas à tecnologia integram as que mais vão crescer até 2023.

Conclusão

Muitos aspectos da indústria 4.0 já se integram à nossa realidade.

Já estamos inseridos nesse novo cenário em que praticamente tudo está ao nosso alcance, realizamos atividades por meio digital e a automatização já está impregnada nas nossas rotinas.

Aqui descrevemos apenas algumas de suas características e impactos para esclarecer o que essa revolução oferece às empresas.

Como notamos, com os novos modelos de negócio, a indústria ganha eficiência operacional e ainda reduz erros e custos de produção. E os efeitos positivos na área do desenvolvimento tecnológico tendem a apenas crescer.

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Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação. 22 anos de experiência com 5000 visitas únicas em Indústrias. CMO da Kalatec Automação. Especialista em Controle e Automação (USP). Engenharia de Processo (MAUA) - Gestão de Inovação (ESPM) - Gestão de PME (FGV) e MBA em Vendas (PUC). Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo e USP (Projeto Inspire).

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