Por Carlos Paiola, Diretor Comercial da Aquarius Software,
A Indústria 4.0, também conhecida como Quarta Revolução Industrial, marca uma das principais transformações tecnológicas da história da humanidade.
Mas como chegamos até aqui?
O marco inicial foi a 1ª Revolução Industrial, marcada pela invenção das máquinas a vapor e produção têxtil, passando pela 2ª Revolução Industrial com a eletrificação das indústrias, traduzida pela produção das linhas de montagem de automóveis de Henry Ford, em 1913, chegando até a 3ª Revolução Industrial, na década 70, com a informatização e automatização de processos mecânicos, pelo emprego da eletrônica industrial.
O último marco – e tema deste artigo – nos remete à primeira vez em que o termo Indústria 4.0 foi citado, na Feira de Hannover (Alemanha), em 2011. Ele veio a se tornar um estudo consolidado em 2013, com recomendações ao governo alemão e seu respectivo apoio, com a finalidade de tornar o processo produtivo cada vez mais inteligente e independente tecnologicamente.
Veja agora as principais transformações decorrentes da 4ª Revolução Industrial, como elas têm modificado os padrões de investimento e, principalmente, os seus impactos nos sistemas de produção com o emprego de tecnologias como a Inteligência Artificial, IIoT, Manufatura Aditiva etc.
O que é Indústria 4.0?
A Indústria 4.0 é caracterizada pela união dos aspectos que envolvem o mundo físico de produção, a tecnologia da informação e a automação dos processos industriais. Este conceito tende a estar cada vez mais presente não apenas na manufatura de produtos, mas na comunicação integrada entre pessoas, máquinas, sistemas e produtos.
Entre os pilares da Indústria 4.0, estão a Internet das Coisas Industrial, o Big Data Analytics, a Inteligência Artificial e a Segurança Cibernética Industrial.
A Internet das Coisas Industrial ou IIoT (ou Industrial Internet of Things) é responsável por essa mudança de paradigma, pela qual a integração entre dispositivos e a rede digital no ambiente industrial possibilitam a troca de dados entre máquinas, linhas de produção e pessoas, através de sistemas ciberfísicos.
O Big Data Analytics, por usa vez, é o pilar caracterizado pela complexidade de armazenamento, processamento e análise de grandes volumes de dados (estruturados ou não) sobre o funcionamento integrado e simultâneo de máquinas e linhas de produção, permitindo a geração de relatórios, a customização de visualizações e o compartilhamento dessas informações.
A Inteligência Artificial (IA) não é algo recente, mas tornou-se bastante viável graças à integração do Big Data e da IIoT. Ela permite a simulação da capacidade humana e o aprendizado das máquinas baseado em dados históricos, possibilitando a automatização de processos, a resolução de problemas complexos e até mesmo a antecipação de falhas. Isso facilita a manutenção preditiva do processo e suas máquinas, evitando assim paradas desnecessárias na produção.
A Segurança Cibernética Industrial dos sistemas de informação e seu dimensionamento também estão entre os pilares da Indústria 4.0. Com o advento da tecnologia de armazenamento e compartilhamento de dados na nuvem e o uso cada vez maior do acesso remoto aos sistemas de controle da produção, tem sido cada vez mais desafiador garantir a segurança cibernética da empresa. Essa segurança é imprescindível para mitigar os riscos que resultam no funcionamento inadequado dos sistemas industriais e que podem interferir na integridade de pessoas e equipamentos no chão de fábrica.
Podemos citar ainda a Manufatura Aditiva na utilização de impressoras 3D para a fabricação de peças customizadas, com maior resistência e com a eliminação de restrições quanto ao formato e grau de complexidade, e a Biologia Sintética ou SynBio no desenvolvimento tecnológico para construção de novas estruturas biológicas, tendo como base as áreas biológica, química, computacional e de engenharia.
Fundamentos da Indústria 4.0
Alguns princípios orientam a implementação das transformações que serão decorrentes da 4ª revolução industrial e que já são realidade em diversas empresas. São eles:
– Operação em tempo real: as decisões podem ser tomadas de maneira qualificada, independentemente de sua complexidade, por meio da coleta, armazenamento e análise de dados no ambiente industrial.
– Virtualização: está baseada na criação de modelos e simulações computacionais para o ambiente produtivo e é utilizada para projeto e supervisão das plantas, através de sensores que auxiliam no monitoramento remoto de todos os processos. Um dos conceitos associados a este fundamento é o do Gêmeo Digital (Digital Twin, em inglês), pelo qual se cria um modelo virtual de um ou mais equipamentos para fins de simulação.
– Descentralização: o uso de sistemas ciberfísicos ou Cyber Physical Systems (CPS) é baseado na tomada de decisões de forma autônoma e descentralizada por dispositivos dotados de inteligência artificial, para aperfeiçoamento da linha de produção em tempo real.
– Orientação a serviços: interligado a todo o processo industrial através da Internet of Services (IoS), esse fundamento da Indústria 4.0 é baseado na personalização, através da utilização de arquiteturas de software voltadas a serviços.
– Modularidade: possibilita a adaptação e flexibilização da produção, através de módulos que podem ser acoplados e desacoplados para otimizar a eficiência dos processos de acordo com as demandas do mercado.
– Interoperabilidade: diz respeito à padronização de interfaces e facilidade de interação entre as pessoas e os CPS, levando em consideração o conceito da IIoT e suas formas de comunicação.
Impactos da Indústria 4.0 no mercado
A automação industrial com base na evolução tecnológica e digitalização dos sistemas produtivos permite que a eficiência e a produtividade das indústrias cresçam num ritmo acelerado.
Um ponto crítico é a transformação da atividade humana nas manufaturas industriais, com a constante mudança do perfil dos profissionais que atuarão na Indústria 4.0 e nos modelos de mercado decorrentes desse movimento.
O desenvolvimento tecnológico nos parques industriais também deve ser contínuo, para se adequar às exigências de competitividade do mercado. Mais do que a implantação de softwares, é preciso pensar em uma gestão industrial baseada em informação para fábricas mais inteligentes
A cibersegurança também merece destaque nas transformações da Indústria 4.0. As empresas devem se adaptar para proteger dados disponíveis nas redes, controlar o funcionamento da interação entre máquinas e a continuidade do processo de produção, visto que as falhas e a vulnerabilidade de informações nesse ambiente podem representar prejuízos significativos.
Brasil e Indústria 4.0: o que está mudando?
As indústrias brasileiras ainda enfrentam dificuldades para a digitalização de suas atividades, porém este é um cenário promissor e com oportunidades de desenvolvimento significativas.
Tendo em vista a criação de um parque industrial que possa ser competitivo, as empresas e o governo brasileiro precisam caminhar juntos.
Segundo o Relatório “Readiness for the Future of Production Report 2018” (WEF), o Brasil ocupa a 41ª posição em termos da estrutura de produção e a 47ª posição nos vetores de produção da indústria. Além disso, em 2018 ocupamos a 64ª posição entre 126 países avaliados no Índice Global de Inovação (IGI). Nossa situação é auxiliada por políticas de inovação, como a Agenda Brasileira para a Indústria 4.0, uma iniciativa conjunta entre a Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) e o Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (MDIC), que busca superar os desafios da indústria brasileira com relação à inovação tecnológica. Há ainda outras iniciativas importantes, como as promovidas pelo BNDES e pela EMBRAPII, que podem financiar até 2/3 do custo de projetos inovadores alinhados à Indústria 4.0 e que possam aumentar a competitividade das empresas.
Conforme levantamento da ABDI, o país tem potencial de redução de custos de R$ 73 bilhões/ano, impulsionado pelas mudanças das plantas industriais para a Indústria 4.0, o que geraria ganhos na eficiência de produção, manutenção de equipamentos e consumo de energia.
Dentre os desafios de implementação de tecnologias em fábricas inteligentes, a indústria precisa de soluções que envolvam os conhecimentos de TI, automação industrial e gestão da produção.
