industria 4.0

O conceito de indústria 4.0 tem se difundido cada vez mais. Afinal, com a chegada da transformação digital, fica impossível que as indústrias não modifiquem seus processos para incorporar as inovações tecnológicas.

No entanto, como a evolução tem se dado a passos largos, uma verdadeira revolução industrial ocorreu, gerando o que chamamos de Indústria 4.0. Por isso, preparamos um post especial para que você entenda todo esse processo:

O que é a indústria 4.0

A indústria 4.0 é um processo de revolução das práticas industriais que busca trazer máquinas totalmente conectadas via web para que todos os sensores integrados a ela compartilhem dados constantemente para otimizar e melhorar a produção. Essa tecnologia pode aproveitar todas as informações dos sensores dos componentes existentes, atuando como um hub para a coleta de dados. Isso permite manutenção preditiva e otimização da máquina. Além disso, os dados também podem ser analisados ​​para melhorar o design de futuras máquinas.

Essa conectividade constante vai remodelar muitos dos processos industriais mais antigos. Por exemplo, a integração será levado ao limite máximo: assim que um lote de produtos for produzido, haverá o envio automático de uma mensagem para o departamento logístico que poderá organizá-lo para o estoque ou para o transporte. No estoque, os sensores podem controlar o prazo de validade de cada produto e, durante o transporte, eles ajudaram a avisar a empresa e os clientes a respeito do status de entrega.

A indústria 4.0 também pode facilitar a personalização em massa: uma das grandes novidades trazidas por esse modelo é o uso de impressora 3D para fabricar vários produtos. Assim, o cliente pode ordenar um produto de acordo com as suas especificidades e a impressora dará conta de produzi-lo. As possibilidades são infinitas e vão desde da personalização de roupas até a personalização de carros e próteses com impressoras 3D.

Desse modo, a Quarta Revolução Industrial, revolucionará a indústria de produção e produção, integrando a Internet das Coisas (IoT) , a integração de dados, a computação em nuvem e outros avanços tecnológicos no coração dos sistemas de produção e fabricação.

Dois conceitos são fundamentais para entender o processo: 1) a computação em nuvem e 2) o IoT. A computação em nuvem está conectada à internet e permite o acesso remoto a serviços, aplicativos e dados armazenados. A IoT usa a nuvem e automatiza processos em objetos sincronizados com a Internet, como automóveis habilitados para Internet e sistemas de iluminação. A Indústria 4.0 usa a computação em nuvem e a IoT para levar processos que estão sendo gerenciados internamente por pessoas e máquinas e movê-los para a nuvem. Aqui, poderão ser gerenciados de qualquer lugar do mundo.

A Quarta Revolução Industrial desafiou o modo tradicional de fabricação e sistemas de produção em fábricas que atualmente funcionam com sistemas centralizados e off-line que não estão interligados. Essas fábricas podem em breve evoluir para fábricas inteligentes com a capacidade de gerenciar problemas e processos internos sem muita interferência humana.

Pilares da quarta revolução industrial

A primeira revolução industrial introduziu, pela primeira vez, o uso de máquinas que não utilizavam a mão de obra humana ou animal para realizar trabalhos. Pela primeira vez, os processos físicos e químicos eram utilizados para colocar máquinas para trabalhar e produzir em massa. Com o tempo, essa revolução foi modificando completamente a infraestrutura e trouxe os trens a vapor, que trouxeram uma rapidez enorme para a distribuição da produção.

A segunda revolução industrial é tipicamente vista como o período em que a eletricidade e os equipamentos elétricos começaram a ser introduzidos dentro da fábrica. Isso permitiu uma redução da poluição nas cidades e um ambiente industrial mais salubre. Além disso, ela é caracterizada por revoluções conceituais, pois, a partir da primeira revolução, alguns teóricos passaram a refletir sobre os modos de otimizar a produção das fábricas. Com isso, surge também a linha de montagem sequencial, em que cada operário fica responsável por um etapa da fabricação.

A terceira revolução industrial teve tudo a ver com o surgimento de computadores, redes de computadores (WAN, LAN, MAN), o aumento do uso da robótica na fabricação, a introdução da conectividade e, obviamente, o nascimento da Internet. A grande novidade que essa fase trouxe foi a possibilidade do compartilhamento ultrarrápido de informações. Assim, empresas multinacionais puderam movimentar seus capitais com muito mais facilidade e muitos processos físicos foram transportados para o mundo digital.

Na quarta revolução industrial, passamos de “apenas” à Internet e do modelo cliente-servidor para a mobilidade onipresente, a ponte de ambientes digitais e físicos, a convergência de TI e todas as tecnologias mencionadas a seguir (Internet of Things, Big Data, cloud, etc.) permitem à indústria 4.0 um ambiente de automação e de otimização de maneiras totalmente novas que levam a amplas oportunidades para inovar e levar a indústria a um próximo nível:

Big data

Com a internet, as empresas estão tendo acesso a uma quantidade maciça de dados, mas a questão permanece: o que essas empresas estão fazendo com isso? O Big Data em informações úteis que podem ser convertidas em conhecimento. Isso pode ser usado para identificar tendências, padrões e relações entre insumos, processos e saídas, possibilitando melhorias em várias plataformas de fabricação.

Realidade aumentada

Esse conceito foi popularmente difundido mundialmente por meio de jogos e aplicativos como o Pokémon Go. A realidade aumentada permite que imagens aumentadas sejam colocadas em frente ao mundo real. Outras empresas introduziram essa tecnologia em seus negócios e aplicativos como a IKEA, a qual permite que os clientes vejam como os móveis vão se parecer em uma sala existente em sua casa usando dados com base em tamanho e cor.

Os fabricantes poderiam usar essa tecnologia para mostrar aos clientes quais seriam seus produtos sem criar uma cópia física. Dessa forma, eles são capazes de demonstrar como seria um produto ou como funcionaria sem a despesa de um teste físico.

Simulação

A simulação é o que o termo mesmo indica: uma forma de imitação de uma situação, processo ou ambiente. Muitas empresas em todo o mundo em todas as áreas estão começando a utilizar realidades virtuais dentro de seus próprios negócios, incluindo o setor médico. Alguns planos de saúde simulam como será a temporada de epidemias de verão em determinado ano a fim de programar seu orçamento.

Os fabricantes podem utilizar a simulação para fins de treinamento, mostrando aos trabalhadores o risco de trabalhar em um chão de fábrica sem EPIs, sem ter que estar em um ambiente físico perigoso, por exemplo.

Internet das Coisas

A Internet das coisas envolve a conexão da internet com os itens do dia a dia para que eles possam enviar, receber e processar dados. Isso pode levar a uma diminuição no tempo de produção, gerenciamento de risco e economizará recursos valiosos de fabricantes, como tempo e dinheiro.

Computação em nuvem

É o uso de uma rede de servidores remotos para armazenar, gerenciar e processar dados. Isso pode ser muito benéfico para as as fábricas, que podem trazer seu próprio conhecimento e experiência para todas as situações de vendas, além de introduzir processos de desenvolvimento de novos produtos mais rápidos, liberando novos produtos para o mercado em períodos de tempo mais curtos.

Cibersegurança

Ao utilizar a Internet de Coisas e a computação em nuvem dentro de sua empresa pode oferecer uma série de benefícios, todos precisam ser protegidos. A maioria dos fabricantes quer proteger seus dados mais valiosos, incluindo propriedade intelectual, dados sobre clientes e seus produtos.

As possibilidades são amplas: segurança para proteger sistemas contra ataques cibernéticos, redes para apoiar as operações distribuídas dos sistemas, técnicas de jogo para promover a interação e visualização do usuário, além de engenharia de software e inteligência artificial para construir capacidade autônoma nos sistemas para operações inteligentes.

Integração de sistemas

Esta tecnologia permite que diferentes sistemas de computador sejam ligados entre si, permitindo a comunicação real e a transmissão de dados entre sistemas, pois o software pode atuar como um todo coordenado. Isso é ideal para todas as empresas de fabricação, já que as máquinas de toda a fábrica podem ser conectadas juntas em toda a linha de produção, garantindo que tudo funcione de forma suave e eficiente.

Fabricação aditiva

Os dados de design digital 3D são usados ​​para construir um componente em camadas, depositando materiais. Os fabricantes de aviões, por exemplo, podem considerar o uso de impressão 3D para peças mais leves que não tenham sido preenchidas com excesso de material. Isso pode ser benéfico à medida que as peças mais leves fazem para um avião mais leve, usando menos combustível, mas viajando a velocidades mais altas.

Sistemas Autônomos

A tecnologia autônoma permite máquinas e robôs a atuarem e se comportarem de forma autônoma depois de serem programados para fazê-lo. Essa tecnologia permite que os sistemas pensem, atuem e reajam de forma autônoma, o que também permite que as decisões sejam feitas remotamente. Isso pode contribuir para a competitividade, a produtividade e, obviamente, a rentabilidade de uma empresa.

Indústria 4.0 e suas aplicações

É impossível resumir todas as aplicações que a Indústria 4.0 traz para o mundo dos negócios. Por isso, vamos trazer duas grandes inovações que só foram possível após a quarta revolução industrial:

A Internet dos Serviços (IoS)

É fácil ver que, no mundo de hoje, todos nós estamos interconectados por meio da internet — seja em nossas casas seja na rua com nossos smartphones. Assim, a indústria pode se aproveitar desse fato para criar produtos, com otelefones inteligentes, tablets, laptops, TVs superconectados entre si. Com isso, o consumidor não busca mais comprar um produto apenas, mas uma experiência.

Desse modo, se antes a preocupação de um fabricante de TV era produzir aquela com a melhor imagem, hoje em dia, ele precisa se preocupar com uma televisão que também oferece serviços, como a integração com o Netflix, o Youtube etc. Isso muda também a forma como o chão de fábrica é organizado. Os equipamentos precisam conversar entre si para otimizar a produção.

Smart Factory

As fábricas inteligentes são uma característica chave da Industry 4.0. Uma fábrica inteligente provavelmente adotará um robô computadorizado que será capaz de gerir a planta de operações sozinho. É um sistema capaz de lidar tanto com o mundo físico quanto com o virtual. Tais sistemas são chamados de “sistemas de fundo” (back end) e, de certa forma, operam atrás da cena.

Com isso, surgem 5 princípios essenciais à transformação digital provocada pela Indústria 4.0:

• Interoperabilidade : objetos, máquinas e pessoas precisam ser capazes de se comunicar por meio da Internet das Coisas e da Internet das Pessoas. Esse é um fator essencial que de fato torna uma fábrica inteligente
• Virtualização : os sistemas responsáveis pela automação da fábrica devem ter a capacidade de criar e representar uma cópia virtual do mundo real. Esses sistemas também devem ser capazes de supervisionar os objetos presentes no ambiente da fábrica. Em outras palavras, é necessário ter uma cópia virtual de tudo o que ocorre fisicamente
• Descentralização: é a capacidade dos sistemas de automação para trabalhar de forma independente. Isso dá espaço para produtos personalizados e resolução de problemas. Isso também cria um ambiente mais flexível para a produção. Em casos de falha, a questão é delegada em um nível superior. No entanto, mesmo com essas tecnologias implementadas, a necessidade de garantia de qualidade continua sendo uma necessidade em todo o processo
• Capacidade em tempo real: É preciso coletar dados em tempo real para tornar uma fábrica inteligente e ser possível de armazená-los ou analisá-los para tomar decisões eficientes de acordo com novas descobertas. Isso não está limitado apenas às pesquisas de mercado, mas também a processos internos, como algum defeito de uma máquina na linha de produção. Objetos inteligentes devem ter a capacidade de detectar falhas e delegar novamente tarefas para outras máquinas. Isso também contribui muito para a flexibilizar e otimizar a produção.
• Orientação de serviço: a produção deve ser orientada para o cliente. Pessoas e objetos/dispositivos inteligentes devem se conectar eficientemente por meio da Internet dos Serviços para criar produtos de acordo com as especificações do cliente. É aqui que a Internet dos serviços se torna essencial.
• Modularidade: em um mercado dinâmico, a capacidade de uma Fábrica Inteligente de se adaptar a um novo mercado é essencial. Em um caso típico, provavelmente levaria uma semana para que uma empresa média estudasse o mercado e mudasse sua produção de acordo. Por outro lado, as fábricas inteligentes devem ser capazes de se adaptar rapidamente e suavemente às mudanças sazonais e às tendências do mercado.

Como a indústria 4.0 afeta o mercado

Nós mencionamos alguns benefícios, mas vejamos um pouco mais algumas das principais vantagens. O objetivo essencial da Indústria 4.0 é tornar as indústrias de manufatura e as atividades relacionadas — como a logística — mais rápidas, mais eficientes e mais centradas no cliente, ao mesmo tempo que vão além da automação e otimização e detectam novas oportunidades de negócios. Por isso, vamos resumir alguns dos principais benefícios do Indústria 4.0:

Aumento da produtividade por meio da otimização e automação

A otimização de processos e o aumento de produtividade são os primeiros benefícios que os fabricantes veem. É também um dos primeiros objetivos dos projetos de Indústria 4.0. Em outras palavras: ela atua economizando custos, aumentando a lucratividade, reduzindo o desperdício, automatizando para evitar erros e atrasos, acelerando a produção para trabalhar mais em tempo real. Tudo isso para superar a enorme competitividade global na qual a velocidade é crucial para todos.

Conforme uma pesquisa feita nos EUA, os sinais de que os investimentos são feitos nessas áreas são claros. Mais uma vez, não é uma coincidência que, do ponto de vista das despesas, o caso de uso número um em que os fabricantes investem seus orçamentos Internet de Coisas (IOT) são operações de fabricação (um enorme US $ 102,5 bilhões em um total de US $ 178 bilhões em todos os casos de uso de fabricação em 2016) . A Industry 4.0 oferece várias soluções para otimizar, desde a utilização otimizada de ativos e processos de produção mais suaves até uma melhor logística e gerenciamento de inventário.

Dados em tempo real para uma cadeia de suprimentos em tempo real em uma economia em tempo real

Muitos dos benefícios da melhoria da produtividade são mais sobre os objetivos internos e a otimização de processos. No entanto, ao mesmo tempo, vários pontos também se encaixam numa perspectiva de maior centralização do cliente.

A Indústria 4.0 é sobre todo o ciclo de vida de produtos e fabricação, obviamente, não se mantém sozinho. Se você olhar para toda a cadeia de valor e o ecossistema dentro dos quais as operações de manufatura residem, há muitos interessados ​​envolvidos. Eles são todos os clientes. E os clientes também querem uma maior produtividade, independentemente de onde eles se localizam na cadeia de suprimentos.

Se o cliente final quiser bons produtos rapidamente e aumentou as expectativas em relação à experiência, qualidade, serviço e produtos do cliente que são fornecidos no tempo exato que desejam, isso afeta toda a cadeia de suprimentos, até a fabricação e além. A velocidade não é apenas uma vantagem competitiva, também é uma questão de alinhamento, custos e criação de valor para atender às expectativas de clientes.

Como saber se minha empresa está preparada

Não ignore o inevitável

Novas tecnologias estão se desenvolvendo rapidamente. Embora possa ser tentador ter uma abordagem de “esperar e ver” para as próximas mudanças, os executivos e empresários precisam permanecer vigilantes. Monitorar as tecnologias emergentes, observar o que os concorrentes estão fazendo e começar a pensar sobre como você implementará essas novas tecnologias.

Teste antes de comprar.

Em um ambiente que muda rapidamente, pode ser difícil decidir quais tecnologias e tendências transformarão sua empresa positivamente e o que poderia acabar com um complemento caro e ineficaz. O planejamento e o teste são fundamentais. Não compre o hype; compre a solução que vai funcionar para você.

Crie um plano para a reciclagem de funcionários atuais e para o recrutamento para as habilidades que você não pode treinar.

A Indústria 4.0 exigirá novas habilidades e os fabricantes precisarão atrair e treinar o talento certo. Os programas de treinamento existentes podem precisar ser expandidos para incluir novas tecnologias que são introduzidas no mercado. Os fabricantes também precisam recrutar novos funcionários para a Indústria 4.0, que podem diferir de como eles fizeram isso no passado. Em vez de se concentrar em diplomas e certificados, as empresas devem se certificar que os novos empregados tenham as habilidades corretas.

Implementar, testar, revisar e repetir.

Manter-se à frente da competição durante a Indústria 4.0 exigirá uma constante iteração e flexibilidade. Não se trata de comprar software e, em seguida, ver o novo sistema jogar. Para competir na Indústria 4.0, os fabricantes devem ser flexíveis e ágeis diante da mudança.

Preparando a empresa para a indústria 4.0

Uma parte chave da Indústria 4.0 é a capacidade de adquirir e processar dados de sensores e dispositivos inteligentes incorporados em máquinas ou processos. Esses dados são convertidos em informações úteis para diversas aplicações, como diagnósticos preditivos, otimização de processos e integração máquina-máquina.

Por isso, além de cuidar do treinamento e dos recursos humanos, é preciso preparar uma infraestrutura adequada para a Indústria 4.0, como:

• Instalação de sensores nas máquinas e a adoção de um sistema integrado para reunir e processar todas as informações
• Drivers conectados a sensores externos de dados críticos, como temperatura, velocidade, fluxo, posição, torque e corrente
• Codificadores digitais para que as informações inseridas nos sistemas digitais possam gerir automaticamente as máquinas
• Suporte para todos os principais protocolos de Ethernet industriais para aumentar a compatibilidade entre aparelhos e permitir uma comunicação fácil e ágil na fábrica
• Um sistema de nuvem capaz de transmitir, em tempo real, as informações do chão de fábrica e da logística para os gestores em seus dispositivos móveis etc.

Como você deve ter percebido, a indústria 4.0 é um conceito bem complexo e que é assunto para muita conversa. Mas, essencialmente, o que você precisa entender é que um novo modelo de produção veio para ficar, e a automação e a robotização por meio de sistemas integrados em nuvem é uma necessidade para quem deseja mais produtividade.

Por isso, não deixe de procurar um consultor para entender como implementar a Indústria 4.0 na sua empresa. Não se esqueça de que não há modelo pronto e você deverá adaptar o conceito à realidade da sua empresa.

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