O termo Indústria 4.0 foi mencionado pela primeira vez há treze anos, na Alemanha. Na ocasião, o governo local apresentou um projeto voltado a soluções para a indústria.
De lá para cá, a manufatura sofreu muitas transformações, 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 os benefícios das tecnologias, elaboramos este conteúdo, repleto de informações referentes ao tema.
Acompanhe e entenda o que é Indústria 4.0.
Veja também: Como preparar sua fábrica para a revolução da Indústria 4.0 (E-book Gratuito)
Também chamada de Quarta Revolução Industrial, a Indústria 4.0 está diretamente relacionada às inovações tecnológicas que conectam sistemas, máquinas e ativos, com o objetivo de melhorar processos, ganhando qualidade e reduzindo custos.
Sua base são as redes inteligentes autônomas de controle dos processos de fabricação, capazes de dispensar o trabalho humano em muitas atividades.
A Quarta Revolução gira em torno de fábricas inteligentes, que são estruturadas em 11 pilares, que fazem da indústria moderna um ecossistema eficiente e interconectado:
Antes de chegarmos à Indústria 4.0, muita coisa aconteceu… vamos relembrar:
O amplo sistema de tecnologias avançadas da Indústria 4.0 está mudando os modelos de produção no Brasil e no mundo.
A continuidade desse desenvolvimento depende de condições para que as empresas se preparem cada vez mais para esse padrão industrial inteligente.
A expectativa é que o mercado da Indústria 4.0 brasileiro atinja US$ 5,62 bilhões em 2028, segundo o estudo “Monitor da Indústria 4.0”, da International Market Analysis Research and Consulting (Imarc).
Flexibilidade e digitalização são as principais marcas da indústria moderna. Elas refletem a capacidade de adaptação e de exploração de novos modelos de negócio.
O protagonismo fica com as redes inteligentes, que controlam todo o processo industrial.
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, replicando a complexidade dos sistemas físicos.
A virtualização permite a criação de máquinas virtuais (VMs), que são ambientes que atuam dentro de um sistema hospedeiro, e são capazes de executar redes operacionais inteiras.
Essa prática desempenha um papel crucial para a superação de problemas operacionais e o aprimoramento de tarefas.
A Indústria 4.0 causa mudança ampla e profunda na manufatura, possibilitando o aumento da produtividade.
Para isso, o sistema produtivo é organizado em módulos, com cada um deles funcionando de forma autônoma e resultando em linhas de produção mais flexíveis. Dessa forma, as operações podem ser alteradas a qualquer momento.
As linhas de produção, que antes fabricavam um único produto em série, agora atuam sob demanda, com flexibilidade e possibilidade de personalização, atendendo às exigências atuais do mercado.
Este princípio da Indústria 4.0 defende a autonomia das atividades industriais, onde o trabalhador deixa de ser o único responsável por um processo e passa a dividir o comando de tarefas com sistemas ciberfísicos – que orientam a produção em tempo real.
Com os módulos operacionais descentralizados, os processos ficam mais eficientes e inteligentes, com integração de máquinas e tomadas de decisões remotas.
A interação entre os sistemas físico e digital da Indústria 4.0 é proporcionada pela Internet das Coisas (IoT), gerando comunicação mais eficiente entre gestores e chão de fábrica.
Com essa interoperabilidade, a troca de informações relevantes é garantida, unindo a indústria vertical e horizontalmente, o que é ideal para a execução de ações estratégicas, visando melhorias em toda a cadeia produtiva.
Nas fábricas inteligentes, os produtos ou serviços podem ser personalizados para satisfazer as necessidades dos clientes. Nessa interação homem-máquina, são adotados robôs e interfaces de alta performance.
Os equipamentos são aplicados em sistemas de automação de processos, onde as máquinas estão interligadas e a sua comunicação é adequada ao ambiente industrial, com uso de softwares, aplicativos e outros recursos.
As ações implementadas nas indústrias são baseadas em evidências, ou seja, em dados confiáveis relativos à fabricação, garantindo maior assertividade e agilidade.
Com a descentralização já citada da Indústria 4.0, melhora a capacidade de resolução de problemas assim que eles surgem, onde eles surgem. Assim, o ambiente operacional fica mais flexível e condizente com as exigências do mercado.
É preciso coordenar as tecnologias que integram os sistemas de uma fábrica, sendo as bases ou pilares da Indústria 4.0. Elas podem ser usadas separadamente ou em conjunto, complementando-se. Vamos conhecer algumas dessas tecnologias:
Os robôs industriais modernos têm a capacidade de trabalhar sem interferência humana, além de dialogarem com outras máquinas. Oferecem muitos recursos e aperfeiçoam a produção com alto desempenho e disponibilidade.
Contam com sensores para analisar e tomar decisões em tempo real, como ações corretivas, aprendendo constantemente. Também cooperam em muitas funções, na forma de Cobots.
São especialmente úteis na automação industrial e podem ser empregados na manutenção preditiva e no setor de logística, por exemplo.
Por meio de técnicas inovadoras, pode substituir processos tradicionais de manufatura, como a fundição, a soldagem e o forjamento. Os benefícios mais notáveis são a agilidade, a eficiência e o relativo baixo custo.
Esta tecnologia tem a impressão 3D como base, para realizar testes, protótipos e customizações, fabricando a partir de um modelo digital e sobrepondo camadas finas de material, uma a uma.
Assim, atende às necessidades e preferências dos clientes, sendo muito útil para a construção de designs complexos e exclusivos.
Originada do termo em inglês Internet of Things (IoT), essa tecnologia da Indústria 4.0 realiza a interconexão entre dispositivos da linha de produção, possibilitando acesso a informações e monitoração remota.
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.
Com a IoT, os processos fabris são aprimorados, já que as medições do desempenho de máquinas são feitas em tempo real, possibilitando a correção de irregularidades prontamente.
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. Com essa projeção de cenários virtuais, é feita uma integração entre equipamentos que permite o acompanhamento virtual dos processos industriais.
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.
Para as simulações, são usados computadores modernos que criam modelos digitais para reproduzir a interação complexa entre as variáveis de um sistema produtivo.
Conjunto de técnicas aplicadas a sistemas e dispositivos inteligentes de análise de dados que trabalham integrados para detectar inconformidades.
Armazena e organiza grande volume de informações em alta velocidade, contribuindo para melhorar as operações em tempo real.
Essa abordagem usa técnicas estatísticas e de aprendizagem de máquina para obter informações relevantes para a empresa, fazendo inferências e identificando tendências.
Recurso de armazenamento de dados na Internet, que usa um provedor de computação possibilitando o acompanhamento e controle de dados relativos à produção.
Sua grande vantagem é gerenciar e monitorar um grande volume de dados a partir de qualquer lugar, permitindo a conexão de sistemas e plantas de diferentes localidades.
Com a tecnologia em nuvem, um funcionário pode, por exemplo, fazer a gestão de um processo industrial com muito mais eficiência, simplificando seu trabalho e agilizando a comunicação.
Com mais conectividade na Indústria 4.0, é essencial também a aplicação desse conjunto de técnicas que protegem o sistema de dados contra violações e ataques virtuais.
Infraestruturas de hardware e software garantem comunicação segura e confiável, protegendo os ativos de informação por meio de tratamento de ameaças, diminuindo as chances de falhas nos processos fabris.
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.
Essa atuação coordenada dá aos gestores um olhar mais abrangente sobre o negócio, influenciando a tomada de decisões.
Confira abaixo um webnar exclusivo sobre a relação da automação com a Indústria 4.0:
As tecnologias avançadas estão mudando os modelos de produção em todo o mundo, apresentando inúmeras vantagens, como:
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, um grande benefício da Indústria 4.0.
Os robôs industriais integram as soluções de automação para as indústrias, e a sua utilização vem crescendo nos últimos anos. Segundo a Pesquisa Industrial de Inovação Tecnológica (PINTEC) Semestral 2022, das 9.586 empresas ouvidas em 2022, 27,7% aplicou a robótica nas suas atividades, principalmente na área de produção (90,4%).
A empresa 4.0 acompanha as tendências do mercado, o comportamento e as preferências do cliente.
A base da produção customizada são os sistemas de manufatura inteligente, altamente automatizados.
O investimento nessa personalização dos produtos e serviços, o encurtamento do tempo de produção e entrega, e até a possibilidade da oferta de cocriações garantem vantagem competitiva.
Grandes marcas já tem esse modelo de produção como diferencial, aproximando-se de seu público e agregando valor ao seu produto, como a fabricante de roupas e calçados Vans, que consegue customizar um tênis em menos de 15 minutos.
Os aspectos humano, social e até ambiental também são privilegiados com as vantagens da indústria 4.0, afinal, o cuidado com o funcionário pode ser ainda maior melhorando as suas condições e medidas de proteção de trabalho.
Podem ser feitos, por exemplo: ajuste de temperatura da empresa em tempo real; prevenção e detecção de incidentes como vazamentos de gás ou emissão de radiação; e muito mais.
E o meio ambiente também sai ganhando, com ações de controle e uso inteligente de energia, recursos naturais e matéria-prima. Isso representa uma verdadeira revolução, pois os desperdícios são reduzidos e a capacidade preditiva da indústria é aumentada.
A Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) aponta que, ao migrar uma indústria para o modelo 4.0, há uma redução estimada anual de custos de, no mínimo, R$73 bilhões.
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 e falhas no processo, antes mesmo de ocorrerem, mantendo um padrão de excelência.
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. O trabalho de profissionais capacitados a lidar com as tecnologias também é exigido.
As novas tecnologias ajudam a reduzir os custos, principalmente quando há um investimento em:
Os recursos da Indústria 4.0 proporcionam uma adaptação rápida das fábricas às mudanças de comportamento dos consumidores e às demandas de mercado, devido à automatização da produção.
Com o uso da IoT e da coleta de dados em tempo real, criou-se um novo conceito de manufatura, baseado em células flexíveis ou células inteligentes, controladas por softwares de gerenciamento e dando a possibilidade de ativação ou desativação fácil de funcionalidades.
O impacto das novas tecnologias na produção industrial foi tão profundo que muitos países mostraram um grande interesse em avançar em áreas como IoT e IA para aumentar sua competitividade.
A meta é agilizar de forma abrangente os processos de fabricação e conseguir importantes reduções de custos, além de ofertar produtos inovadores.
Os avanços na indústria também trazem dificuldades para o setor, visto que a digitalização acarreta em desafios como um alto investimento inicial, alterações drásticas no modo de produção e uma necessidade cada vez maior de capacitação de funcionários.
Nosso país ainda está em transição para a adoção de novas tecnologias e muitas empresas ainda utilizam linhas de montagem consideradas ultrapassadas.
Isso tem relação direta com as dificuldades de crescimento que esses empreendimentos enfrentam, como as estruturais ou financeiras, como já mencionamos nesse texto.
Além disso, o baixo investimento em estudos, pesquisa e desenvolvimento tecnológico faz o Brasil ainda caminhar atrás de outros países.
A tendência é que, com a automatização das indústrias, novas profissões ganhem força, principalmente os cargos na área de TI.
Fora os pilares já destacados, existem ainda outras tecnologias 4.0 fundamentais, e algumas delas se destacam pois ainda resultarão em mudanças significativas na sociedade, como os Cobots, a Inteligência Artificial e a Nanotecnologia.
Os Cobots são robôs colaborativos desenvolvidos para trabalhar ao lado de humanos e que têm capacidade avançada de montagem, solda e outras atividades industriais.
A Inteligência Artificial permite que máquinas e robôs interajam com humanos. Ela atua processando dados embasados no aprendizado de experiências passadas.
Já a Nanotecnologia otimiza a propriedade de materiais variados, agregando valor a diferentes produtos.
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 se qualificarem para realizar atividades mais estratégicas e criativas, em ambientes híbridos e com processos muito mais ágeis do que os atuais.
A Quarta Revolução traz mudanças que refletem em toda a sociedade, impactando diretamente a rotina das empresas, trabalhadores e consumidores.
Neste novo cenário da Indústria 4.0, 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 à 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.
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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 o relatório “The Future of Jobs 2023”, essas são algumas das profissões mais promissoras para o futuro próximo: Analista de Qualidade; Engenheiro de Computação em Nuvem; Especialista em Transformação Digital; etc.
Concluímos que 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.
Entretanto, ainda há um longo caminho a percorrer, para que as novas tecnologias sejam utilizadas por cada vez mais empresas, de todos os portes.
Aqui descrevemos apenas algumas das características e impactos da manufatura avançada para esclarecer o que essa revolução oferece às indústrias.
Como notamos, com os novos modelos de negócio, ganha-se eficiência operacional e ainda reduzem-se erros e custos de produção. E os efeitos positivos na área do desenvolvimento tecnológico tendem a continuar crescendo.
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Até mais!
